Thema

40 Jahre Zweymüller-Schaft

Jatros, 21.11.2019

Bericht:
Mag. Christine Lindengrün
Orthopädie & Traumatologie

Am 5. Oktober 1979 hat Karl Zweymüller den ersten zementfreien Geradschaft aus einer Titanium-Schmiedelegierung implantiert. Der von ihm entwickelte und nach ihm benannte Schaft wurde während der letzten 40 Jahre stetig weiterentwickelt und sprengte Landes- und Altersgrenzen in der Hüftendoprothetik. Rund 3 Millionen Patienten weltweit wurden seither nach dem Zweymüller-Prinzip versorgt. Den Ausgangspunkt nahm diese Erfolgsgeschichte in Wien.

Die Hüftendoprothetik gehört heute zu den Operationen mit den höchsten Erfolgsraten. In der Zeitschrift „Lancet“ wurde sie als „Operation des Jahrhunderts“ bezeichnet. Die Entwicklung des Zweymüller- Schafts hat wesentlich dazu beigetragen, dass heute Millionen von Menschen mit Hüftproblemen wieder Schmerzfreiheit und Mobilität erlangen können. Er eignet sich für nahezu alle Indikationen in jeder Altersgruppe und ist bis heute der meistverkaufte Schaft, der knochenzementfrei implantiert werden kann. „Dazu kommen noch 26 Kopien der unterschiedlichsten Firmen, die dieses Prinzip aufgegriffen haben und diese Implantate gleichfalls erfolgreich vertreiben“, so Prof. Karl Zweymüller.1
Der erste Zweymüller-Schaft wurde an der Orthopädischen Universitätsklinik Wien, damals unter der Leitung von Prof. Dr. Karl Chiari, entwickelt: ein doppelkonischer Geradschaft aus einer Titanschmiedelegierung mit rechteckigem Querschnitt und rauer Oberfläche. Die besondere neue Form sollte eine zementfreie, langstreckige und vor allem primär rotationsstabile Pressfit-Fixierung ermöglichen – dies zum Unterschied zur bis dahin angewandten Zementierung mit ihren Lockerungen und Implantatbrüchen: „Die Implantatbrüche der Anfangszeit waren vor allem auf das Material – damals Gusslegierung statt Schmiedelegierung – zurückzuführen. Für die Lockerungen hingegen war der Zement verantwortlich“, erklärt Zweymüller. „Der Markraum wurde komplett mit Zement ausgefüllt. Dadurch wurde die vaskuläre Versorgung des Knochengewebes massiv beeinträchtigt. Zudem hatte der Zement eine gewebstoxische Wirkung.“
Vom biokompatiblen Material der neuen Endoprothese erhoffte man sich zusätzlich zur mechanischen Stabilität eine „biologische Verankerung“ durch dauerhafte Osseointegration des Implantats. Der Zweymüller- Schaft hatte von Anfang an eine raue Oberfläche aus einer Titanium-Aluminium- Vanadium-Schmiedelegierung, die das Einwachsen von Knochenzellen im Sinne dieser „biologischen Verankerung“ förderte und eine dauerstabile Verankerung ermöglichte.2 Der rechteckige Querschnitt sollte die dorsale Schenkelhalskortikalis schonen und auch diese Struktur für eine optimale rotationsstabile Verankerung heranziehen. Von Anfang an wurde ein Kugelkopf aus Keramik verwendet.
Das Prinzip erwies sich als erfolgreich: Nach jahrelanger Vorarbeit, mechanischen und tierexperimentellen Versuchen, welche Zweymüller im Team von Prof. Martin Salzer durchführen durfte – und die dann in seiner Habilitationsschrift 1978 publiziert wurden3 –, konnten im Juni 1979 die ersten zementfreien Implantationen an der Pathologie des AKH durchgeführt werden. Der extrem feste Sitz des Schaftes im Knochen hat selbst den Entwickler überrascht: „Wir mussten den Knochen spalten, um die Prothese wieder entfernen zu können. An diesem Tag war mir klar, dass es funktioniert.“
Am 5. Oktober desselben Jahres wurde dann am AKH Wien der erste Patient mit der zementfreien Hüftendoprothese versorgt. In den folgenden Jahren arbeitete Zweymüller nicht nur an der Weiterentwicklung des Prototyps, sondern auch an der Verbreitung der Methode: zunächst mit Vorträgen und OP-Demonstrationen in Wien, doch bald auch im nahen und fernen Ausland. Seine Operations- und Fortbildungstätigkeit führte ihn u. a. bis nach Russland, China, Japan, Saudi-Arabien, USA und Mexiko. „Das internationale Interesse war gewaltig“, erinnert er sich.

Die zweite Generation

Das Fixationsprinzip des Zweymüller- Schaftes – die metadiaphysäre Pressfit- Verankerung eines doppelkonischen Geradschaftes mit rechteckigem Querschnitt – ist seit 40 Jahren unverändert. Modifikationen am Prototyp wurden jedoch im Lauf der Jahre vorgenommen. Zunächst wurde der Kragen, den die ersten Zweymüller- Prothesen noch hatten, 1983 aufgegeben. Bald darauf verzichtete man auf die proximale Verjüngung des Querschnitts. Beides hatte sich als ungünstig für die Erzielung einer gleichmäßigen langstreckigen Verankerung erwiesen.
Aus diesen Verbesserungen und der Einführung des SL(„stepless“)-Systems resultierte 1986 die zweite Generation der Zweymüller-Schäfte, die auch heute noch unter der Bezeichnung „Alloclassic Zweymüller – Das Original“ in Winterthur von der Fa. Zimmer Biomet produziert werden. „Am 11. Jänner 1991 konnte in Winterthur die Produktion des 100 000. Schaftes gefeiert werden, ein guter Erfolg für die damals international renommierte Sulzer Medizinaltechnik“, erzählt Zweymüller. Diese hätte somit Anfang 1979 ein „gutes Gespür“ bewiesen, als sie Zweymüller aufgrund seiner Habilitationsschrift einlud, als medizinischer Autor für ein neu zu entwickelndes zementfreies Hüftendoprothesensystem zu arbeiten. „Es war der hervorragende Metallurg Dr. Manfred Semlitsch, ein gebürtiger Österreicher, der die ersten Kontakte seitens Sulzer geknüpft hat.“ Mit ihm verbindet Zweymüller eine Freundschaft, welche nun vier Jahrzehnte besteht.
1991 wechselte Zweymüller von der Universitätsklinik ins Orthopädische Spital Gersthof, wo er zunächst als Abteilungsvorstand und später auch als Ärztlicher Direktor bis Ende April 2006 fungierte. Im gleichen Jahr wurde der SL-Schaft durch eine Vergrößerung der intertrochantären Oberfläche etwas modifiziert: Der SL-plus-Schaft ist seit 1992 am Markt. Zweymüller war dann noch bis 2011 in Gersthof für Qualitätskontrolle tätig, ermöglicht durch einen Spezialvertrag seitens des Wiener Krankenanstaltenverbundes.
Um das Jahr 2000 wurde auch eine im proximalen Drittel mit Hydroxylapatit beschichtete Schaftprothese eingeführt. „Dies geschah auf Empfehlung von Prof. Dr. Felix Lintner, der die Verwendung dieser Beschichtung vor allem bei Revisionen forderte“, so Zweymüller. „Grundlage dazu waren seine Erkenntnisse anhand von Analysen explantierter Schäfte Verstorbener.“ Die Hydroxylapatit-Beschichtung fördert nicht nur den rascheren ossären Einbau des Implantates, sondern reduziert auch signifikant die immer wieder vorkommenden Saumbildungen um das proximale Prothesenende. Die Hydroxylapatitoberfläche beschleunigt somit die frühe Osseointegration der Implantate deutlich.4 Sogar bei hochbetagten Patienten und Patienten mit Osteoporose kann an den beschichteten Teilen des Schaftes ein starker Bewuchs mit Knochengewebe festgestellt werden, welches an dieser Stelle auch eine hohe Mineralisation und Knochendichte aufweist.

Altersgrenzen ausgedehnt

„In den 1970er-Jahren war ein Alter unter 65 noch eine Kontraindikation für eine Hüftendoprothesenimplantation“, erzählt Zweymüller. „Man hat die Operation so lange wie möglich hinausgezögert, weil man bei einem Drittel der operierten Patienten mit einem Implantatversagen nach spätestens 10 Jahren rechnen musste. Die durchschnittliche Lebenserwartung war damals auch wesentlich niedriger, das heißt, ein weiteres Drittel der Patienten war nach 10 Jahren verstorben.“
Heute hat man zum Glück eine vollkommen andere Ausgangssituation. Nicht nur die allgemeine Lebenserwartung ist gestiegen, sondern auch die Langzeiterfolgsrate nach Hüfttotalendoprothetik: Zweymüller-Schäfte weisen eine 10-Jahres- Überlebensrate von über 98–99 % auf.5–7 Und auch nach 20 und 30 Jahren halten noch 96–98 % der Prothesen.8–10 „Besonders freut mich, dass eine dieser Arbeiten aus der Klinik von Niki Böhler stammt“, so Karl Zweymüller.10
Die hohen Standzeiten der zementfreien Implantate haben dazu beigetragen, dass heute Menschen jeden Alters mit einer Hüftendoprothese versorgt werden, wenn sie eine benötigen. Zweymüllers jüngste Patientin war 14, die älteste 100 Jahre alt. Der Altersgipfel liegt heute zwischen dem 70. und 80. Lebensjahr. „Auch Menschen im hohen Alter profitieren von der zementfreien Hüftendoprothetik“, betont Zweymüller. „Denn die Neubildung von Knochengewebe rund um das Implantat funktioniert auch bei betagten Patienten, unabhängig von deren sonstiger Knochenqualität: In histologischen Präparaten Lintners kann man sehen, wie auch bei diesen reifes lamelläres Knochengewebe pedikelförmig auf die Implantatoberfläche aufwächst. Interessanterweise sind gerade die Kanten des Rechteckquerschnittes für die ossäre Einheilung prädestiniert.“

Kommentar zu Kurzschäften

Bis vor wenigen Jahren galt der Zweymüller- Schaft als Goldstandard sowohl in der Primär- als auch in der Revisionsendoprothetik. Seit einiger Zeit werden aber in der primären Hüftendoprothetik zunehmend Kurzschäfte verwendet. Einen der propagierten Vorteile der Kurzschäfte, nämlich die sparsame Knochenresektion, relativiert Zweymüller: „Das Bone Sparing in der Länge des Femoralkanals geht Hand in Hand mit vermehrter Knochenresektion in der Intertrochantärregion und am Schenkelhals. Um eine stabile Verankerung zu erreichen, muss nämlich die proximale Fixation verstärkt werden. Die Kurzschäfte sind daher in ap-Richtung dicker als Langschäfte und das geht mit ausgedehnterer Knochenresektion einher.“ Vor allem bei ungeübten Operateuren könne es deswegen leichter zu periprothetischen Frakturen kommen.11 Auch persistierende Oberschenkelschmerzen sind nach Implantation von Kurzschäften häufiger, wie eine ganz neue Studie aus den Niederlanden zeigt.12
Aus einer Registerstudie,13 welche Langzeitergebnisse von Kurzschäften und konventionellen Schäften verglich, schlussfolgert Zweymüller, dass die Revisionsraten wegen Schmerz und Instabilität bei Kurzschäften relativ hoch sind, vor allem, wenn man bedenkt, dass Kurzschäfte vornehmlich bei jungen, ansonsten gesunden Patienten eingesetzt werden. Möglicherweise wird also der Hype um die Kurzschäfte bald wieder von einer Rückkehr zum Zweymüller-Klassiker abgelöst.

 

Literatur: