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Was ist intelligente Endoprothetik?
Zuletzt überprüft: 02.07.2025
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Amerikanische Orthopäden prophezeien, dass „intelligente“ Kniegelenksendoprothesen bald Einzug in die medizinische Praxis halten würden.
Vertreter der Stony Brook University, der University of Western Ontario und der Binghamton University beherrschen die technologische Fähigkeit, den Verschleiß künstlicher Gelenke zu überwachen und die Rehabilitation zu steuern.
Die Kniegelenkersatzoperation zählt zu den häufigsten orthopädischen Eingriffen. Viele dieser Operationen müssen wiederholt werden, um eine kaputte oder verschlissene Prothese zu ersetzen.
Am häufigsten suchen junge körperlich aktive Menschen medizinische Hilfe, die auch nach einem künstlichen Kniegelenkersatz weiterhin körperlich aktiv bleiben und einen aktiven Lebensstil führen. Diese Aktivität hat jedoch ihren eigenen "Minuspunkt": Die Endoprothese nutzt sich schnell ab und muss wiederholt ausgetauscht werden.
Fast nie kennen und können Ärzte das Ausmaß der körperlichen Aktivität von Patienten, die sich einer Endoprothetik unterzogen haben, nicht kennen: Sie erfassen lediglich den Gelenkverschleiß und verschreiben die nächste Revision. Für junge Menschen ist die Wiederholung der Operation alle 5-10 Jahre ein ernstes Problem, nicht nur finanziell. Daher versuchen viele Patienten, eine „goldene Mitte“ zwischen ausreichender körperlicher Aktivität für die Gesundheit und der Vermeidung übermäßiger Belastung des Gelenks zu finden.
Amerikanische Forscher nahmen sich der Lösung dieses Problems an und entwickelten schließlich eine „intelligente“ Kniegelenk-Endoprothese, die in der Lage ist, die motorische Belastung zu überwachen und zu steuern.
Die Endoprothese enthält eingebaute Sensoren, die den Druck auf das Gelenk erfassen und so den Abnutzungsgrad des Implantats abschätzen. Diese Innovation ermöglicht es dem Patienten, den Zustand der Prothese zu überwachen, die Belastung gegebenenfalls zu begrenzen und so die Nutzungsdauer des Implantats zu verlängern.
Da den Wissenschaftlern die Verwendung einer herausnehmbaren Batterie in der Endoprothese unpraktisch erschien, entwickelten sie einen autonomen Energieerzeugungsmechanismus, der das Gerät durch Gelenkbewegungen mit Strom versorgen kann.
Das „intelligente“ Gerät wurde bereits auf einem speziellen Prüfstand getestet. Der Kern der Entwicklung ist folgender: Bei Bewegung erzeugt das künstliche Gelenk Reibung mit seinen Oberflächen und versorgt so die Belastungssensoren. Vorstudien zufolge erfordert eine solche Versorgung keine nennenswerte körperliche Aktivität. Schon ein normaler Spaziergang erzeugt ausreichend Mikrowatt, um die Sensoren zu versorgen.
Durch die Entwicklung langlebigerer Endoprothesen können die Patienten ihre Lebensqualität verbessern und müssen seltener orthopädische Hilfe in Anspruch nehmen.
Informationen werden auf der Seite präsentiert: Binghamton University