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Fragestellung: Verbesserte Technologien in der Bildgebung und Bildverarbeitung und die Fähigkeit zur schnellen Prototypenentwicklung (Rapid Prototyping) ermöglichen die Herstellung patientenspezifischer, individualisierter Femur- und Tibiaimplantate, deren Gelenkoberflächen eine maximale Knochenabdeckung erzielen und die der natürlichen Anatomie besser entsprechen. Wir stellten die Hypothese auf, dass sich durch Wiederherstellung der Gelenkoberflächen und Beibehaltung des natürlichen präoperativen medialen und lateralen Kondylenoffsets die normale Kniekinematik wieder herstellen lässt. Um diese Hypothese zu prüfen, zeichneten wir die Kinematik patientenspezifischer Prothesen auf.

Methodik: Von neun paarigen Knie-Humanpräparaten wurden CT-Scans durchgeführt. Jeweils ein Knie jedes Kniepaars wurde randomisiert einer von zwei Gruppen zugeordnet. Eine Gruppe wurde mit Standard-Schnittlehren mit intramedullärem Instrumentarium operiert und eine das hintere Kreuzband erhaltende Standardprothese implantiert (DePuy PFC Sigma), während das jeweilige kontralaterale Knie mithilfe eines patientenspezifischen Instrumentariums mit einer patientenspezifischen Prothese (ConforMIS iTotal) versorgt wurde, deren Schablonen und Implantate auf Grundlage präoperativer CT-Scans hergestellt worden waren. Alle Knie wurden präoperativ als intakte, normale Knie untersucht, indem jedes Knie in eine dynamische, vom Quadrizeps bewegte Oxford Knie-Prüfvorrichtung mit geschlossener kinematischer Kette montiert und eine Kniebeugung von 0° bis 120° simuliert wurde. Nach Implantation der Standard- bzw. patientenspezifischen Prothese wurden die Knie erneut in der Prüfvorrichtung getestet. Mit einem aktiven Infrarot-Trackingsystem wurden der femorale Rollback-Mechanismus, die tibiofemorale Rotation, die tibiale Adduktion, sowie die patellofemorale Neigung und Verlagerung aufgezeichnet.

Ergebnisse und Schlussfolgerung: Die Unterschiede wurden als absoluter Unterschied zwischen der kinematischen Messung am nicht-operierten, normalen Knie und der gleichen Messung nach Implantation mit Standard oder patientenspezifischer Prothese quantifiziert (in 10° Flexionsabstufungen). Der kumulative Unterschied zur praeoperativen Kinematik wurde berechnet, indem die Fläche unter der Kurve addiert wurde. Der kumulative Unterschied der Kinematik vom normalen, praeoperativen Knie war in der Gruppe mit patientenspezifischen Implantaten statistisch geringer als in der Gruppe mit Standardimplantaten, und zwar bei allen Messungen mit Ausnahme der Patellaverlagerung.

Unsere Ergebnisse stützen die Hypothese, dass mit patientenspezifischen Implantaten eine natürlichere Kniekinematik besser hergestellt werden kann als mit Standardprothesen. Studien zu den klinischen Ergebnissen sind nötig um festzustellen, ob unsere Studienergebnisse auch in bessere klinische Ergebnisse umzusetzen sind.