Jörg Jerosch, Lars Victor von Engelhardt

Zusammenfassung:

Die Schulterendoprothetik kann mittlerweile auf mehrere Generationen zurückblicken. Im
letzten Jahrzehnt kommen auch zunehmend schaftfreie Systeme zur Verwendung. Hiermit wird zum einen Knochensubstanz für weitere Eingriffe geschont. Zum anderen werden typische Probleme der Schaftprothesen vermieden, das Stress-Shielding wird reduziert. Selbst für den Bereich der
inversen Schulterendoprothetik sind inzwischen schaftfreie Systeme auf dem Markt, die jedoch noch mit Zurückhaltung betrachtet werden. In diesem Review werden die Möglichkeiten der schaftfreien inversen Schulterendoprothetik anhand der eigenen Erfahrung und der aktuellen Studienlage beschrieben.

Schlüsselwörter:
inverse Schulterprothese, schaftfreier Schultergelenkersatz, Defektarthropathie

Zitierweise:
Jerosch J, von Engelhardt LV: Schaftfreie inverse Schulterendoprothetik –
eine interessante Ergänzung. OUP 2019; 8: 341–352
DOI 10.3238/oup.2019.0341–0352

 

Stemless reversed shoulder arthroplasty – an interesting concept

Summary: Shoulder endoprosthetics can now look back on several generations. In the last decade, shaft-free systems have been increasingly used. On the one hand, this preserves bone substance for further procedures. On the other hand, typical problems with shaft prostheses are avoided and stress shielding is reduced. There are now shaft-free systems on the market even for inverse shoulder endoprosthetics, but these are still viewed with caution. In this review, the possibilities of shaft-free inverse shoulder endoprosthetics are described on the basis of the own experience and the current study situation.

Keywords: reversed shoulder replacement, stemless shoulder arthroplasty, cuff tear arthropathy

Citation: Jerosch J, von Engelhardt LV: Stemless reversed shoulder arthroplasty – an interesting concept.
OUP 2019; 8: 341–352 DOI 10.3238/oup.2019.0341–0352

Jörg Jerosch: Abteilung für Orthopädie, Unfallchirurgie und Sportmedizin, Johanna-Etienne-Krankenhaus Neuss

Lars Victor von Engelhardt: St. Antonius Kleve; Fakultät für Gesundheit, Private Universität Witten/Herdecke

Einführung

Das Ziel der Schulterendoprothetik ist es, die Schmerzen der Patienten zu reduzieren und die Funktion zu verbessern, um wieder mehr Lebensqualität zu gewinnen. Mit einer 4-Jahres-Überlebensrate von 90 % und einer 20-Jahres-Überlebensrate von 70– 80 % hat die Schulterendoprothetik ihre klinische Relevanz schon lange bewiesen, obwohl dies nach wie vor von Laien und Ärzten nicht immer so kommuniziert wird [22, 45, 46]. Dennoch bleiben naturgemäß Patienten, bei denen Revisionen aus unterschiedlichen Ursachen notwendig sind. Aus diesem Grunde stellt sich konsequenterweise die Frage wie beim Hüftgelenk [30], ob nicht auch an der Schulter der Einsatz von Kurzschaftprothesen oder sogar schaftfreien Prothesen gerechtfertigt oder sogar überlegen ist.

Warum schaftfreie
Schulterendoprothetik?

Auch am Humerus gibt es – wie am Femur – das Problem des Stress-Shieldings zu beachten. Es betrifft die Tubercula, die Kortikalis und den medialen Kalkarbereich. Auch hier folgt das Remodelling dem Wolf’schen Gesetz. Die Ursache ist zum einen, dass wie auch bei anderen Gelenken das Elastizitätsmodul zwischen Implantat und Knochen unterschiedlich ist, was zu einer Veränderung der Krafteinleitung auf den Knochen führt. Das Ausmaß des Stress-Shieldings hängt aber von vielen Faktoren ab. Hierzu zählen die Lokalisation am Knochen, der Prothesentyp, das Design und das Prothesenmaterial.

Bei der Frage der proximalen Osteolyse ist vor allem zu bedenken, dass am Tuberculum majus und am medialen Kalkar ein Knochenabbau bedingt durch Polyethylenpartikel erfolgen kann. So ist beispielsweise eine Osteolyse am Tuberculum majus und am Kalkar bei 43 % der Patienten bei einem lockeren Glenoid deutlich häufiger ausgeprägt [45, 46].

Eine Klassifikation für die Länge des humeralen Schafts ist bisher noch nicht publiziert. In unserer Institution wird die Klassifikation in Typ A bis D verwendet (Tab. 1).

In einer Finite-Element-Analyse verglichen Razfar et al. [47] die proximale Knochenbelastung zwischen einer schaftlosen Prothese, einer Kurzschaftprothese und einer Standardprothese. Sie konnten zeigen, dass die Reduktion der Schaftlänge zu einer besseren Verteilung des kortikalen Stresses des nativen Humerus führt. Die kortikale Belastung im proximalen Humerus im Vergleich zur normalen Belastung betrug 48 % bei einem Standardschaft, 78 % bei einem Kurzschaft und 101 % bei einem schaftlosen System. Dieses lässt erwarten, dass das Stress-Shielding des proximalen Humerus durch die Verwendung von Kurzschäften oder gar schaftlosen Systemen deutlich reduziert sein wird.

Der Frage des Stress-Shieldings wurde bei anatomischen schaftlosen Prothesen schon nachgegangen. So berichten Churchill et al. [16] beispielsweise über die Simpliciti-Prothese der Firma Wright Medical in einer prospektiven Studie mit 49 Patienten nach 2 Jahren keine Osteolysezonen im proximalen Humerus.

Huguet et al. [29] berichten 3 Jahre nach einer anatomischen schaftfreien TESS-Prothese kein Stress-Shielding oder irgendwelche Lockerungszeichen. Hawi et al. [28] berichten über die Eclipse-Prothese der Firma Arthrex und fanden nach 9 Jahren keine Evidenz einer Lockerung. Nur ein Fall von Tuberculum-majus-Osteolyse mit demselben Implantat berichten Habermeyer et al. [26] nach einem 5-Jahres-Follow-up bei 39 Patienten, bei einem Patienten gab es eine Lockerungslinie und bei 3 Patienten eine partielle proximale Osteolyse.

Prinzipien bei der
inversen Schulterprothetik

Bei der typischen Defektarthropathie mit dezentrierten Humerus und pseudoparalytischer Schulterfunktion ermöglicht die inverse Schulterendoprothese eine Funktionsverbesserung mit Schmerzreduktion [51]. Hierbei führt die Implantation einer inversen Prothese zu einer Umkehrung der Gelenkflächen, die eine weitere Dezentrierung des Humeruskopfs entlang des Glenoides nach oben verhindert. Dies bewirkt typische Änderungen der Gelenkgeometrie mit einer Absenkung des Humerus sowie einer Medialisierung des Rotationszentrums. Diese Medialisierung ermöglicht bei der aktiven Bewegung des Schultergelenks die Rekrutierung zusätzlicher Segmente des Deltamuskels. Die Absenkung des Humerus erhöht die Vorspannung des Deltamuskels. Diese veränderte Biomechanik kann bei der Defektarthropathie das Fehlen der Rotatorenmanschette effektiv kompensieren [10, 25] (Abb. 1).

Distalisation des Drehzentrums:

Verbesserung des Momentarms für den M. deltoideus um 25 %.

Medialisation des Drehzentrums:

Rotationszentrum in Projektion auf den glenoidalen Knochen reduziert die Implantat-Knochen-Belastung

erhöhes Risiko für eine Scapula-Notching

Verlust der Deltoidkontur

reduziert den Momentarm für den M. infraspinatus und damit die Kraft für die Außenrotation.

Somit ist die irreparable Rotatorenmaschettenruptur mit bestehender Defektarthropathie sicherlich die Hauptindikation zur Implantation einer inversen Schulterendoprothese [10, 51]. Nachdem eine Vielzahl an Erkrankungen der Schulter mit Pathologien der Rotatorenmanschette einhergehen, werden heute neben der klassischen Defektarthropathie [10, 25] inverse Schulterprothesen auch bei massiven, irreparablen Rotatorenmanschettenrupturen ohne relevante Arthrosen [61], rheumatoider Arthritis in Kombination mit Manschettendefekten [49], bei schlechten klinischen Ergebnissen nach Hemi- und Totalendoprothesenimplantation [9, 19, 60], bei Tumorleiden [19], bei posttraumatischen Folgezuständen mit schlechtem klinischen Outcome [9] sowie bei frischen proximalen Humerusfrakturen des eher älteren Menschen [15] mit guten Ergebnissen eingesetzt. Entsprechend werden in einigen Zentren, wie auch in unserer Klinik, anteilsmäßig inzwischen mehr inverse Prothesen als anatomische Schulterarthroplastiken implantiert.

Biomechanik der inversen Prothese

Bei den ersten inversen Prothesen, die in den 1970er-Jahren entwickelt wurden, lag das Rotationszentrum (Center of Rotation: CoR) relativ nah an dem ursprünglichen anatomischen Rotationszentrum. Dieses führte zu großen Belastungen der glenoidalen Fixation mit nachfolgenden Lockerungen.

Paul Grammont entwickelte eine inverse Prothese mit medialisiertem Rotationszentrum, welches 2 signifikante Vorteile hatte. Zum einen kam es zu einer Reduktion der glenoidalen Implantatbelastung am Knochenimplantat-Interface. Zum zweiten konnte der M. deltoideus die Kraft mit einem besseren Momentarm auf den Humerus übertragen.

Diese Medialisation des Rotationszentrums führte ebenfalls zu einer Medialisation des Humerus und einer horizontaleren Humerus-Osteotomie mit einem 155°-Osteotomiewinkel. Die grundlegende Idee dahinter war, die Stabilität des humeralen Implantats zu verbessern.

Dieses Design hatte jedoch auch einige Nachteile. Hierzu zählten zum einen das Scapula-Notching und zum anderen die Instabilität aufgrund eines Impingement-Effekts zwischen humeralem Pfannenanteil und Scapula. Zusätzlich kam es zu einer reduzierten Stabilität wegen eines schlechteren Winkels des M.-deltoideus-Umlenkwinkels um das Tuberculum majus herum. Die noch vorhandenen Rotatorenmanschettenanteile hatten ebenfalls aufgrund der deutlichen muskulären Verkürzung einen geringeren stabilisierenden Effekt.

Bei der Weiterentwicklung dieses Konzepts wurde darauf geachtet, dass man zwar die Vorteile der ursprünglichen Grammont-Prothese erhält, deren Nachteile jedoch kompensiert.

Dieses bedeutet im Einzelnen:

eine Medialisation des Rotationszentrums

eine Lateralisation des Humerus

eine vermehrte Inklination der humeralen Osteotomie bzw. der humeralen Gelenkpartner.

Medialisation des Rotationszentrums und Durchmesser der Glenosphäre

Die Kinematik und Fixierung der inversen Implantate hängen ganz entscheidend von der Position des Rotationszentrums ab. Wenn das Rotationszentrum nah am Knochenimplantat-Interface der glenoidalen Fixation ist, reduziert das die Belastung und erhöht den Momentarm des M. deltoideus. Die Medialisation des Rotationszentrums führt jedoch zum Impingement zwischen humeraler Komponente und Scapula bei der Adduktion. Hierdurch entsteht das Scapula-Notching. Die Medialisation des Rotationszentrums hängt auch zusammen mit dem Glenosphären-Durchmesser. Das Grammont-Design war hierauf nicht optimiert. Es zeigt sich, dass die Zunahme der Glenosphären-Dicke um ca. 1 mm zu einem um 5° erhöhten Bewegungsausmaß führt. Darin liegt natürlich die Versuchung, die Glenosphären-Dicke zu erhöhen. Eine Zunahme der Glenosphären-Dicke reduziert auf der anderen Seite jedoch den Medialisierungseffekt und erhöht die Implantatknochen-Interface-Belastung, was zu einer höheren Lockerungsrate führen kann.

Humerale Lateralisation

Eine Lateralisation des Humerus führt zu einer höheren Spannung der Sehnen der noch vorhandenen Rotatorenmanschette und zu einer Verbesserung des Deltoid-Umlenkwinkels. Die Lateralisation des Humerus hängt ab von der humeralen Inklination und der humeralen konkaven Pfannenfixation. Hierbei kann man entweder, wie bei der Grammont-Prothese, die humerale Pfanne direkt auf den Schaft setzen oder über eine zusätzliche separate Basisplatte außerhalb davon.

Schaftfreie inverse Systeme bieten hier besondere Vorteile, da hier vor allem bei Onlay-Prothesen das Ankersystem für die epiphysäre Fixation auf dem Humerus medialsiert plaziert werden kann, was zu einer Lateralisation des Humerus führt.

Humerale Inklination

Die klassische Grammont-Inklination mit einem Winkel von 155° führt zu einem relativ horizontalen Humerusschnitt; hieraus resultiert mit dem oben schon erwähnten Nachteil der Medialisation des Humerusschafts eine Reduktion der Muskelkraft der verbliebenen Rotatorenmanschette (insbesondere hinsichtlich der Außenrotation) sowie eine erhöhte Rate für ein scapulares Notching.

Eine geringere Inklination, beispielsweise von 145°, führt zu einem erhöhten Bewegungsausmaß bei nach wie vor guter Stabilität. Basierend auf diese Überlegungen kann man die inversen Prothesen in 4 Gruppen klassifizieren:

MGMH: Medial Glenoid/Medial Humerus

LGMH: Lateral Glenoid/Medial Humerus

MGLH: Medial Glenoid/Lateral Humerus

LGLH: Lateral Glenoid/Lateral Humerus.

MGMH (Medial Glenoid/
Medial Humerus)

In dieser Kategorie ist das Rotationszentrum nahe am anatomischen Glenoid positioniert. Die humerale Gelenkpfanne ist nahe zum intermedulären Kanal positioniert. Die Grammont-Prothese passt typisch in diese Kategorie (Abb. 2). Diese Prothese zeigt folgende Merkmale:

reduziertes Risiko für eine glenoidale Lockerung

gute Wiedererlangung der aktiven Armabduktion aufgrund des großen Deltoid-Momentarms

relativ hohe Rate des Scapula-Notchings

eingeschränkte aktive Innen- und Außenrotation wegen der Verkürzung der Rotatorenmuskeln.

LGMH: Lateral Glenoid/
Medial Humerus

Bei dieser Kategorie ist das Rotationszentrum lateral der glenoidalen Verankerung. Dieses wird beispielsweise bei der Frankle-Prothese erreicht durch eine dickere Glenosphäre (Abb. 3). Dieses kann auch erreicht werden durch eine Bio-RSA, wie von Boileau inauguriert. Die humerale Komponente bleibt nach wie vor in der Achse des Humerus, sodass es zu einer leichten Medialisaton kommt. Dieser Prothesentyp zeichnet sich durch folgende Merkmale aus:

geringeres Scapula-Notching

bessere Wiedererlangung der aktiven Innen- und Außenrotation aufgrund der erhöhten Spannung der Rotatorenmanschette

gering erhöhtes Risiko für eine glenoidale Lockerung aufgrund der erhöhten Belastung am Glenoid-Implantat-Interface.

MGLH: Medial Glenoid/
Lateral Humerus

In dieser Kategorie ist das Rotationszentrum weiter medial im Bereich des anatomischen Glenoids. Der Humerusschaft ist lateralisiert, und die humerale Gelenkkomponente sitzt exzentrisch zum Humerusschaft (Abb. 4). Dieses Prinzip ist mit schaftfreien inversen Onlay-Prothesen (s. unten) zu erreichen. Dieser Prothesentyp zeichnet sich durch die folgenden Merkmale aus:

reduziertes Risiko der glenoidalen Lockerung

reduziertes Risiko für Scapula-Notching

bessere Wiedererlangung der aktiven Arm-Elevation aufgrund eines längeren Deltoid-Momentarms

verbesserte aktive Innen- und
Außenrotation wegen einer
besseren Spannung der Rotatorenmanschette.

LGLH: Lateral Glenoid/
Lateral Humerus

Bei dieser Kategorie ist das Rotationszentrum wiederum lateral der glenoidalen Verankerung, was beispielweise durch eine Bio-RSA im Prinzip von Boileau zu erreichen ist. Der Humerusschaft ist zusätzlich lateralisiert oder die humerale Gelenkkomponente sitzt exzentrisch zum Humerusschaft. Dieses Prinzip ist mit schaftfreien inversen Onlay-Prothesen (s. unten) zu erreichen. Dieser Prothesentyp zeichnet sich durch folgende Merkmale aus:

noch geringeres Risiko für eine Scapula-Notching

bessere Wiedererlangung der
aktiven Innen- und Außenrotation aufgrund der erhöhten Spannung der Rotatorenmanschette

gering erhöhtes Risiko für eine
glenoidale Lockerung aufgrund der erhöhten Belastung am
Glenoid-Implantat-Interface

bessere Wiedererlangung der aktiven Arm-Elevation aufgrund eines längeren Deltoid-Momentarms und eines verbesserten Deltoid-Umlenkwinkels.

Warum auch schaftfreie inverse Schulterprothesen?

Neben der durchaus schon etablierten schaftfreien anatomischen Schulterprothetik findet auch die schaftfreie inverse Schulterendoprothetik eine zunehmende Verbreitung in den letzten Jahren. Die Prinzipien der konventionellen inversen Prothetik sind auch durch schaftfreie Systeme zu erreichen.

Betrachtet man sowohl bei den Primärversorgungen als auch bei den Revisionen die enorm zunehmende Zahl an inversen Schulterprothesen [35], so sind sicherlich auch hier aus den o.g. Gründen knochensparende Konzepte von Interesse.

Einen weiteren Vorteil stellen Situationen mit erneuter Fraktur nach endoprothetischer Versorgung dar. Bei periprothetischen Frakturen nach konventioneller inverser Prothese kommt es oftmals zu Frakturen im Bereich des N. radialis (Abb. 5). Bei schaftfreien inversen Prothesen hingegen liegen die periprothetischen Frakturen in anatomisch deutlich günstigeren Bereichen (Abb. 6).

Bei den schaftfreien inversen Systemen sind zusätzlich Inlay-Systeme von Onlay-Systemen zu differenzieren. Bei den Inlay-Systemen (z.B. TESS-System) ist die Resektionsebene höher, was noch mehr Knochenerhalt ermöglicht. Bei den Onlay-Systemen (z.B. Easy-Tech) liegt die Resektionsebene am Humeruskopf tiefer; das gibt dem Operateur andererseits jedoch mehr Raum für die Glenoidpräparation.

Obwohl dieses Konzept aufgrund der eher geringen Studienlage noch als Neuland erscheint, sind im Bereich der inversen Schulterendoprothetik bereits 4 verschiedene schaftfreie Modelle in den Markt eingeführt worden. Diese sind:

Total Evolutive Shoulder System (TESS, Zimmer Biomet)

Easytech-System (FX-SOLUTIONS)

SMR-Prothese (Lima)

Comprehensive Nano (Zimmer Biomet) (nicht mehr verfügbar).

Total Evolutive Shoulder
System (TESS)

Im Bereich der inversen Schulterendoprothetik ist das Total Evolutive Shoulder System das erste und am besten untersuchte schaftfreie System [4, 5, 29, 32, 58], das wir sowohl in der inversen und auch in der anatomischen Versorgung seit vielen Jahren zur endoprothetischen Versorgung selbst verwenden.

Charakteristisch für das TESS-System ist die sogenannte Corolla, die sich innerhalb der präparierten Spongiosa verankert, aber auch peripher, nahe dem kortikalen Knochen (Abb. 7). Somit wird die Corolla in der Regel press-fit in die Metaphyse eingeschlagen.

Dabei besteht die inverse Corolla gegenüber der anatomischen Variante aus einem schalenähnlichen Metallblock, in dem das inverse Polyethylen als Inlay-System in verschiedenen Höhen aufgenommen werden kann (Abb. 8). Aufgrund des „Inlay-Prinzips“ ist die Resektionsebene am Humerus höher, und es verbleibt mehr Knochen am proximalen Humerus; dieses erschwert jedoch die Präparation des Glenoids im Vergleich zu Onlay-Systemen (s. unten).

Diese Art der metaphysären peripheren Verankerung unterscheidet sich deutlich von zentralen Verankerungskonzepten, wie z.B. bei der zentralen Hohlschraube bei der Eclipse-Prothese (Arthrex) oder der Simpliciti-Prothese (Tornier) mit dem sich eher zentral verankernden 3-schenkligen Kreuz [2].

Bei nicht ausreichender proximaler Knochenqualität kann die inverse Corolla beim TESS-System mit einem Stiel verlängert und distal sogar einzementiert werden. Diese Möglichkeit der Stielverlängerung ist für die TESS-Prothese aufgrund von patentrechtlichen Aspekten einzigartig und bei anderen schaftfreien Prothesen nicht verfügbar. Ähnlich wie bei anderen Systemen auch kann der zentrale Zapfen am Glenoid verlängert werden.

Im Vergleich zu anderen Systemen ist das TESS-System modular aufgebaut. So kann der Operateur sich je nach Bedarf für eine anatomische Hemi-, Totalprothese oder für eine inverse Prothese entscheiden. Alternativ zu den zementierten Polyethylen-Glenoiden kann innerhalb der Versorgung mit einer anatomischen TESS-Endoprothese auch ein Metal-back-Glenoid gewählt werden. Hierbei zeichnet sich die Basisplatte neben dem zentralen Zapfen zur Knochenverankerung durch winkelstabile Schrauben oder optionale Spikes zur optimierten Befestigung aus. Zudem besitzt das TESS-System eine Doppelbeschichtung, die neben einer porösen Titanlegierung (Ti6AL4V) aus einer Hydroxylapatitbeschichtung besteht (Abb. 9).

Das Metal-back-Glenoid der TESS-Prothese hat Eigenschaften, die sich trotz der in früheren Studien bekanntermaßen kritischen Datenlage [7, 56] in aktuelleren Studien durch vergleichsweise lange Überlebenszeiten auszeichnet [14, 17]. Ein weiterer Vorteil ist, dass die Basisplatte sowohl für die anatomische als auch für die inverse Prothese verwendet werden kann. Dies macht im Revisionsfall einen Wechsel von einer anatomischen auf eine inverse Prothese ohne Wechsel der Basisplatte möglich.

Gelenkgeometrie nach
Versorgung mit der inversen TESS-Prothese?

Ziel der inversen Versorgung ist es, mittels Distalisierung und Medialisierung von Humerus und Rotationszentrum die funktionell günstigen Änderungen von Hebelarm sowie Vorspannung des Deltamuskels zu ermöglichen.

Bei 75 mit einer inversen TESS versorgten Patienten haben wir für die Auswertung der Gelenkgeometrie die prä- und postoperativen Röntgenbilder der betroffenen Schultern mit dem Programm MediCAD vermessen. Bei den präoperativen Röntgenbildern wurden Maßstabkugeln und bei den postoperativen Röntgenbildern die Prothesengrößen zur Skalierung verwendet. Gemessen wurde die akromiohumerale Distanz als kürzeste Verbindung von Akromion und Humeruskopf; das humerale Offset als Abstand von der lateralen Grenze des Tuberculum majus zum Rotationszentrum; das laterale glenohumerale Offset als Abstand von der Basis des Korakoids zur lateralen Grenze des Tuberculum majus und die Höhe des Rotationszentrums in Beziehung zur unteren Kante des Glenoides. Zudem wurde der Hals-Schaft-Winkel gemessen, der als medialer Winkel zwischen der Schaftachse und einer Senkrechten zum anatomischen Hals bzw. der humeralen Osteotomie definiert ist (Abb. 11).

Wir konnten für alle Parameter die erwarteten Veränderungen der Gelenkgeometrie nachweisen. In der Literatur findet sich zur Medialisierung des Rotationszentrums nach inverser Prothese eine Streuweite zwischen 8 und 20 mm [1, 10, 31, 48]. Bei den mittels inverser TESS versorgten Patienten betrug die Medialisierung im Mittel knapp 20 mm, sie errechnet sich aus der Summe der humeralen Offsetzunahme (im Mittel 13,8 mm) und der Abnahme des lateralen glenohumeralen Offset (im Mittel 5,9 mm). Unsere Daten zeigen somit eine ausreichende Erweiterung des Hebelarms des Deltamuskels. Eine Erweiterung des Hebelarms ist mit einer signifikanten Besserung der aktiven Beweglichkeit der Schulter vergesellschaftet [10, 17]. Eine Medialisierung des Humerus führt zu einer Reduktion der Vorspannung und damit zu einer geringeren Effektivität des Deltamuskels u.a. aufgrund der Reduktion des Delta-Umlenkwinkels. Um dieses Problem und auch mögliche Instabilitäten zu vermeiden, benötigt diese Art der inversen Versorgung (MGMH: Medial Glenoid/Medial Humerus) eine ausreichende Distalisierung des Humerus. Diese Distalisierung lässt sich durch eine Erhöhung der akromiohumeralen Distanz beschreiben. Die Erhöhung der akromiohumeralen Distanz betrug in unserer Serie im Mittel 16,1 mm. Dies liegt wiederum im oberen Bereich der Literaturangaben [10, 32, 37, 38, 39], sodass eine erfolgreiche Erhöhung der Deltavorspannung mit einer entsprechenden Funktionsverbesserung der Schulter und eine gute Stabilität der medialisierten Schulter zu erwarten sind.

Ein Teil dieser Distalisierung sollte hierbei durch eine möglichst distale Positionierung der Basisplatte am Glenoid erreicht werden. Dies entspricht der Höhe des Rotationzentrums über der Unterkante des Glenoids. In unserer Serie verringerte sich dieser Wert nach Prothesenimplantation signifikant um im Mittel 4,3 mm. Dies entspricht in etwa den Messungen von Boileau et al. [10], die im Mittel eine ähnliche Distalisierung von etwa 4 mm beschrieben haben.

Klinische Ergebnisse mit dem TESS-System

In bisherigen Studien mit unterschiedlichen gestielten inversen Schulterprothesen zeigte der postoperative absolute Constant Score einen weiten Bereich zwischen 40 und 60 Punkten [10, 13, 20, 41, 59]. Bei unseren mit der inversen TESS-Prothese versorgten Patienten mit unterschiedlichen Indikationsgruppen lag der absolute Constant Score nach einem mittleren Follow-up von etwa 17 Monaten mit 55 Punkten im oberen Bereich dieser Studien.

Interessant waren hierbei die Unterschiede in den einzelnen Indikationsgruppen. So zeigten die Patienten mit der Indikation Defektarthropathie einen relativen Constant Score von 79,7 %. Revisionsfälle mit einer vorangegangenen prothetischen Versorgung zeigten einen relativen Constant Score von 73,5 %. Patienten, die aufgrund von Frakturen mit oder ohne vorheriger Osteosynthese mit dem inversen TESS-System versorgt wurden, zeigten einen relativen Constant Score von nur 67,3 %.

Diese Ergebnisse sind so zu erwarten. So zeigte bereits eine Reihe an Studien bei einer Defektarthropathie bessere Ergebnisse als bei Frakturfolgen [10, 61] bzw. Revisionsendoprothesen [60, 61].

Inverse TESS und inferiores Notching

Ein Anschlagen des inversen Inlayeinsatzes am Scapula-Hals wird als inferiores Notching bezeichnet. In der Literatur wird ein solches Notching mit Häufigkeiten von 0 % bis hin zu 88 % der Fälle beschrieben [10, 41 42, 50, 52, 55, 59, 60]. Im Zumstein-Review, der bislang größten Metaanalyse zu unterschiedlichen inversen Schaftprothesen mit insgesamt 782 ausgewerteten Fällen, lag die Gesamthäufigkeit eines Notching bei immerhin 35,4 % [62].

Bedenkt man die potenziellen Probleme dieses Notching, wie z.B. Schäden am Polyethylen oder gar eine Glenoid-Lockerung, so erscheint es logisch, dass in der Literatur verschiedene Möglichkeiten zur Vermeidung eines solchen Notching diskutiert werden. Neben einer Offset-Erweiterung [8] und der Verwendung exzentrischer Glenosphären [21] kann auch der Inklinationswinkel der humeralen Komponente ein Notching signifikant verringern [34].

Die meistverwendeten inversen Schultersysteme wie die Delta X-tend (De Puy Synthes), die Aequalis Reversed (Tornier) und die Affinis Inverse (Mathys) haben einen Schaft-Hals-Winkel von 155°. Kempton et al. [34] beschrieben bei der Verwendung eines inversen Schaftdesigns mit einem Hals-Schaft-Winkel von 145° anstelle den üblichen 155° eine signifikant niedrigere Notchingrate. Demnach senkt die steilere Einstellung der inversen Pfanne das Risiko eines Notching und verbessert die Rotationsamplitude bei adduziertem Arm [34]. Das Besondere an dem metaphysär verankerten TESS-System ist, dass wir im Gegensatz zu einem Schaftsystem während der Operation sehr gute Möglichkeiten haben, den Winkel individuell zu gestalten und an die jeweilige Situation anzupassen. In unseren Fallserien haben wir diese chirurgische Möglichkeit auch genutzt und so in unseren Nachuntersuchungen einen mittleren Schaft-Hals-Winkel von 147° nachgewiesen [58].

Vor allem dieser Inklinationswinkel kann sehr gut die deutlich erniedrigten Notching-Raten von 12 % in unseren Fallserien mit der inversen TESS erklären. Ebenso in den TESS-Studien von Kadum (12 %) [32] und Ballas et al. (9,5 %) [4].

Humerale Lockerungen

Auch mit konventionellen Schaftsystemen ist die Rate von humeralen Lockerungen leider nicht ganz zu vernachlässigen. So zeigte eine Multicenteranalyse eine Rate von aseptischen Schaftlockerungen von immerhin 6 % [24]. Weitere Arbeiten zu inversen, gestielten Schultersystemen zeigen humerale Lockerungsraten von 1,3 % [62], 2 % sowie 3 % [36].

Bei unserer Serie von 58 inversen TESS-Endoprothesen in der Patientengruppe mit einer Defektarthropathie und 19 anatomisch implantieren TESS-Endoprothesen (15 primäre Omarthrosen, eine Humeruskopfnekrose, eine Kappenversorgung mit schmerzhafter Glenoiderosion, 2 postraumatische Omarthrosen) hatten wir in keinen Fall eine humerale Lockerung. Dies entspricht vorangegangenen Studien. So wurde in einer Fallserie von 72 anatomisch implantierten TESS-Endoprothesen in keinem Fall eine humerale Lockerung festgestellt [29]. Zudem wurden in einer Fallserie von 56 inversen TESS-Implantationen, in der Patienten mit Frakturfolgen sowie Revisionsfälle für eine schaftfreie Versorgung ausgeschlossen wurden, wiederum keine humeralen Lockerungen festgestellt [4].

In Anbetracht unserer kurzen bis mittelfristigen Ergebnisse und der Studienlage können wir hinsichtlich humeraler Lockerungen die Verwendung der schaftfreien Version der TESS-Prothese sowohl in der anatomischen Situation als auch bei der inversen Versorgung bei Patienten mit einer Defektarthropathie durchaus als knochensparende Alternative zur Schaftversorgung empfehlen.

Bei den beiden anderen, mit einer inversen TESS versorgten Ätiologiegruppen mussten wir allerdings in 3 Fällen eine humerale Lockerung verzeichnen. Von 8 Patienten aus der Gruppe mit Frakturfolgezuständen (4 schaftfreie inverse TESS und 4 TESS mit zementierten Stiel) hatte ein Patient eine humerale Lockerung. Unter 9 Revisionsfällen nach vorangegangener Prothesenimplantation (4 schaftfreie inverse TESS und 5 TESS mit zementierten Stiel) kam es in 2 Fällen zu einer humeralen Lockerung. Zwei Patienten entschieden sich für eine Revision mit einem Wechsel auf eine TESS mit zementierten Stiel. Im weiteren Verlauf waren beide Patienten schließlich zufrieden mit dem Ergebnis. Die dritte Patientin litt an einer zunehmenden Sturzneigung, die auch zu wiederholten Stürzen auf die operierte Schulter führte. Diese Patientin lehnte weitere operative Maßnahmen ab.

Ballas und Béguin [4] haben in ihrer Studie zur TESS-Prothese entsprechend ihrem Studienprotokoll alle solche Fälle mit Revisionen oder Frakturen ausschließlich mit gestielten TESS-Prothesen versorgt. Retrospektiv betrachtet war dieses sicherlich eine gute Entscheidung, da sie hiermit eine humerale Lockerungsrate von 0 % nachweisen konnten.

Easytech-System
(FX-Solutions)

Das schaftfreie Easytech-System der Firma FX-Solutions, die 2011 gegründet wurde, ist in der anatomischen Version seit Dezember 2012 im Handel und in der inversen Version seit September 2015 erhältlich. In der inversen Version sind etwa 1000 Systeme implantiert worden. In Frankreich sind im Jahr 2018 insgesamt 3000 Schulterprothesen verkauft worden. Die Prothese ist seit September 2012 CE-zertifiziert. Bei der FDA in den USA läuft seit Dezember 2018 ein Zulassungsverfahren nach 510k (Investigational Devise Exemption – IDE).

Glenoid: Die Basisplatte hat einen Durchmesser von 24 mm und ist damit bewusst sehr klein gehalten, was jedoch dem allgemeinen Trend auch bei anderen Herstellern folgt. Der zentrale Stiel hat eine Länge von 17 mm und einen Durchmesser von 7,5 mm. Dieser kann verlängert werden mit entsprechenden Adaptern um 6 und 10 mm. Die 4 winkelstabilen Schrauben erlauben eine Angulation von ± 12° (Abb. 12). Für die Lokalisation des zentralen Lochs im Glenoid wird eine Distanz von 12 mm von der unteren Begrenzung des Glenoids empfohlen. Hierbei wird die Empfehlung von Kelly et al. [33] aufgegriffen, die anhand von Kadaveruntersuchungen festgestellt haben, dass mit dieser Position die beste Positionierung der Basisplatte möglich ist. Nach Säuberung des Glenoids von umgebenden Weichteilen (insbesondere auch inferior) und exakter Einstellung mit den entsprechenden Hohmann-Haken ist bei Anlage des „Matsen-Kreuzes“ mit dem Elektrokauter die 12-mm-Regel gut zu berücksichtigen. Für den weniger erfahrenen Operateur bietet die Firma hierzu auch ein entsprechendes Instrument an, um die Distanz von 12 mm abzumessen.

Die Glenosphäre ist in 36 mm und 40 mm Durchmesser erhältlich und leicht lateralisiert (3,5 mm). Gleichzeitig ist eine geringe Inklination von 10° implementiert. Die Glenosphäre ist mit einer zentralen Sicherungsschraube auf die Basisplatte fixiert (vergleichbar zur Delta-Extend-Prothese der Firma DePuy-Johnson), was die sichere Platzierung der Glenosphäre auf die Basisplatte und die Überprüfung der korrekten Platzierung erleichtet.

Die Glenosphäre ist zentriert oder exzentrisch erhältlich. Eine Titan-Nitrit-Komponente für Allergiker ist ebenfalls verfügbar.

Humerus: Die Osteotomie am Humerus beträgt standardmäßig 145°. Das epiphysiale Anker-Implantat bei der Easytech-Prothese ist in 3 Durchmessern verfügbar (30, 34 und 38 mm). Die Länge beträgt immer 22 mm. Es verhakt sich in der Peripherie der Epiphyse kortikalisnah mit 5 sägeblattförmigen Verankerungszapfen (Abb. 13).

Die Onlay-PE-Komponenten sind fest mit dem Metallsteckkonus-Modul verbunden, sodass hier kein Risiko für eine Dissoziation oder eine fehlerhafte Passung intraoperativ besteht. Die PE-Komponenten sind verfügbar in 36 und 40 mm mit Höhen von +3, +6 und +9 mm. Diese können mit jeder epiphysialen Implantat-Komponente kombiniert werden, sodass hier eine große Variabilität besteht.

Vom Grund der Konkavität bis zur Lippe des Polyethylens beträgt die Distanz 8 mm (jumping distance). Ein retentives konkaves Inlay mit höherer Konformität, wie es bei der schaftgeführten Delta Extend (DePuy Johnson) zur Verfügung steht, wird von keinem Anbieter von schaftfreien inversen Prothesen vertrieben.

Das Onlay-Prinzip erlaubt eine tiefere humerale Resektion und somit mehr Raum für die glenoidale Präparation. Für die Konversion der anatomischen auf die inverse Prothese gibt es bei der Easytech-Prothese einen asymmetrischen Liner, da die humerale Resektionsebene für die anatomische Prothese 135° beträgt. Durch den asymmetrischen Liner wird eine 10°-Korrektur durchgeführt, sodass auf Artikulationshöhe zur Glenosphäre ein Winkel von 145° resultiert (Abb. 14). Ergebnisse zu dieser Prothese sind bisher nicht publiziert.

Die persönlichen Erfahrungen mit diesem System zeigen zum einen, dass aufgrund des Onlay-Prinzips die Glenoidpräparation und Implantation einfacher ist als bei Inlay-Systemen. Das ephiphyseale Ankersystem ergibt eine hohe Stabilität und kann deshalb bei schwierigen anatomischen Verhältnissen Anwendung finden (Abb. 15). Wenn genügend Raum zur Verfügung steht, tendieren wir zur Implantation der 40 mm Glenosphäre, was theoretisch eine höhere Stabilität ergibt.

SMR (Lima)

Die SMR-stemless-Prothese ist CE-zertifiziert seit 2014 (Abb. 16).

Humerus: Der humerale Osteotomie beträgt 145° für die inverse Versorgung (ebenso für die anatomische Versorgung). Es handelt sich bei der SMR-stemless-Prothese um ein Inlay-Design. Ähnlich wie bei der TESS-Prothese wird nach Durchführung der Osteotomie die proximale Humerusmetaphyse mit entsprechenden Instrumenten ausgehöhlt. Anschließend wird ein Metaphysenimplantat implantiert, welches in 8 verschiedenen Größen zur Verfügung steht. Die Höhe des Implantats reicht von 20,5–29 mm. Der Innendurchmesser beträgt immer 27,7 mm. Der Außendurchmesser variiert von 31–38 mm.

Glenoid: Die Glenoidbasisplatte ist mit einem zentralen Zapfen und 2 Schrauben fixiert. Erwähnenswert ist, dass die Glenosphäre aus Polyethylen ist und die korrespondierende Gleitfläche am Humerus aus Chrom-Kobald. An Durchmessern sind 40 und 44 mm verfügbar.

Ergebnisse zu dieser Prothese sind momentan noch nicht publiziert.

Comprehensive Nano (Zimmer Biomet)

Die Prothese wurde 2013 in Deutschland eingeführt. Durch eine Änderung der Indikationsstellung ab dem Jahr 2017 war die Prothese im deutschen Markt nicht mehr für die inverse Versorgung verfügbar. Die Firma aktualisierte die Gebrauchsanweisung der Implantate durch Streichung der Indikation für die inverse Konfiguration.

Humerus: Der humerale Resektionswinkel beträgt 135°. Durch das asymmetrische PE beträgt der Artikulationswinkel 147°. Für die humerale Implantation waren Komponenten von 30, 32, 34, 36, 38 und 40 mm verfügbar (Comprehensive Nano Humeral Component PPS). Es handelte sich bei der stemless-inversen Version um ein Onlay-Design, wobei der Metaphysenanteil ähnlich aussah wie der Metaphysenanteil der anatomischen TESS-Prothese (Corolla).

Glenoid: Die glenoidale Basisplatte hat einen Durchmesser von 28 mm; daneben wird auch eine Minibasisplatte mit 25 mm Durchmesser angeboten.

Studienergebnisse zur Comprehensive Nano stemless inversen Prothese liegen nicht vor.

Fazit

Zusammenfassend zeigt sich, dass der Wunsch nach einer knochensparenden, schaftfreien inversen Schulterendoprothetik mit dem Wunsch nach mehr Einstellbarkeit und Modularität der Prothesenkomponenten im Alltag durchaus realisierbar ist.

Bei der inversen Variante ermöglicht das TESS-System eine suffiziente Distalisierung und Medialisierung. Somit finden sich die für die inversen Prothesen funktionell günstigen Änderungen von Hebelarm und Vorspannung. Auch dies passt zu den guten klinischen Ergebnissen. Die geringen Notching-Raten lassen sich anhand der individuellen Einstellbarkeit der inversen Corolla mit vergleichsweise niedrigen Schaft-Hals-Winkeln erklären.

Hinsichtlich der humeralen Lockerungen zeigen unsere Erfahrungen, dass die schaftfreie Press-fit-Fixierung bei der anatomischen Versorgung und auch die inverse schaftfreie Variante bei der Indikationsgruppe Defektarthropathie zuverlässig funktioniert. Zurückhaltung ist jedoch geboten vor der schaftfreien inversen Versorgung bei Frakturfolgezuständen sowie Revisionen bei einliegenden anatomischen schaftfreien Prothesen oder Oberflächenersatzprothesen [57]. Je nach Knochenqualität sollte die Möglichkeit der bei dem TESS-System einfach durchführbaren Montage eines distal zementierten Stiels großzügig genutzt werden. Mit dieser erweiterten humeralen Fixierung lassen sich auch in diesen Fällen humerale Lockerungen zuverlässig vermeiden.

Die anderen im Markt eingeführten Prothesen erweisen sich als interessante Erweiterungen zum TESS-Konzept. Insbesondere die Onlay-Prothesen scheinen deshalb interessant, da hierbei zum einen mehr Platz für die glenoidale Präparation zur Verfügung steht und zum anderen das humerale Offset erhöht werden kann. Klinische Ergebnisse bei diesen Prothesen sind jedoch unbedingt notwendig.

Interessenkonflikte:

Keine angegeben.

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Korrespondenzadresse

Prof. Dr. med. Dr. h. c. Jörg Jerosch

Klinik für Orthopädie, Unfallchirurgie und Sportmedizin

Johanna-Etienne-Krankenhaus

Am Hasenberg 46

41462 Neuss

j.jerosch@ak-neuss.de