Kinematic alignment in total knee arthroplasty

Abstract

Objective

The objective of kinematic alignment in total knee arthroplasty is to implant the prosthesis according to the individual joint line, leg axis and ligament tension.

Indications

Knee osteoarthritis with failure of nonsurgical treatment according to current guidelines.

Contraindications

Severe deformity or instability requiring a constrained knee prosthesis. Necessity of intramedullary stems.

Surgical technique

Medial parapatellar approach to the knee. Resection of the cruciate ligaments, the meniscus and the osteophytes. Femur-first technique with distal resection of the femur, the intramedullary guide is only used for the extension/flexion positioning of the femoral component. The positioning in varus–valgus is orientated according to the native joint line after correction of chondral wear. The distal resection should be equal to the thickness of the prosthesis considering the chondral wear (up to 2 mm) and the thickness of the saw blade (1 mm). The rotation of the femoral component is set according to the posterior condylar axis under consideration of chondral wear. The amount of resected dorsal bone should correspond to the thickness of the dorsal condyles of the prosthesis. The alignment of the tibia is parallel to the individual joint line. This enables reconstruction of the individual physiological slope, rotation and the varus–valgus axis. Extension and flexion gap are controlled. Asymmetries between the lateral and medial joint space are corrected through a varus or valgus recut of the tibia as long as the surgical planning has not been achieved. The hip–knee angle is controlled; however, the aim in kinematic alignment is to reconstruct the individual axes and ligament tensions and not a straight leg axis. Persisting asymmetries in ligament tension are adjusted by classical soft tissue balancing techniques. Differences between the extension and flexion spaces are corrected by adapting the tibial slope. Release of the ligaments is usually not necessary; sometimes a stripping of the dorsal capsule is performed. After the trial implantation, the original prosthesis is implanted.

Postoperative management

Functional rehabilitation with weight bearing as tolerated.

Results

Randomized studies showed a better function in the Knee Society Score and a better range of motion with kinematically aligned prostheses compared to mechanical alignment. Available meta-analyses also showed better results for kinematically aligned knees. The first mid-term results of this new technique with a follow-up of 10 years show a survival rate of 97.5% of the prosthesis.

Zusammenfassung

Operationsziel

Ziel des kinematischen Alignment in der Knietotalendoprothetik ist es, die Prothese entsprechend der individuellen Gelenklinie, Beinachse und Bandspannung zu implantieren.

Indikationen

Fortgeschrittene Pangonarthrose nach Versagen der konservativen Maßnahmen entsprechend der geltenden Leitlinie.

Kontraindikationen

Schwere Achsabweichungen bzw. Instabilität, welche die Versorgung mit einer (teil)gekoppelten Knietotalendoprothese erforderlich machen. Notwendigkeit für eine intramedulläre Schaftverankerung.

Operationstechnik

Medialer parapatellarer Zugang zum Kniegelenk. Entfernung der Kreuzbänder, der Menisken und sämtlicher Osteophyten. Femur-first-Vorgehen mit distaler Femurresektion, die intramedulläre Ausrichtung dient nur zur Festlegung des Extension-Flexion-Winkels der Femurkomponente. Die Ausrichtung des Varus-Valgus-Winkels orientiert sich an der ursprünglichen Gelenklinie mit Korrektur des Knorpelabriebs. Die distale Resektion sollte der Dicke der Prothese unter Berücksichtigung des Knorpelabriebs (bis zu 2 mm) und der Dicke des Sägeblatts (1 mm) entsprechen. Die Rotation der Femurkomponente wird entsprechend der posterioren Kondylenachse unter Berücksichtigung eines möglichen Knorpelabriebs eingestellt. Das Maß des resezierten dorsalen Knochens sollte ebenfalls der Dicke der dorsalen Prothesenkondylen entsprechen. Die Ausrichtung der Tibia erfolgt parallel zur individuellen Gelenklinie, unter Rekonstruktion des individuellen physiologischen Slope, der Rotation und der Varus-Valgus-Achse. Anschließend werden der Streck- und der Beugespalt kontrolliert. Asymmetrien zwischen dem lateralen und medialen Gelenkspalt werden durch einen Varus- oder Valgusrückschnitt der Tibia korrigiert, sofern die Gelenklinie nicht exakt der präoperativen Planung entspricht. Der Hüft-Knie-Winkel wird kontrolliert, allerdings ist das Ziel bei der kinematischen Ausrichtung die Rekonstruktion der einzelnen Achsen und Bandspannungen und nicht eine gerade Beinachse. Fortbestehende Asymmetrien in der Bandspannung werden durch klassische Weichteilausgleichstechniken korrigiert, Differenzen zwischen Streck- und Beugespalt durch eine Anpassung des tibialen Slope. Ein Release der Ligamente ist in der Regel nicht erforderlich, gelegentlich muss die dorsale Kapsel etwas gelöst werden. Im Anschluss an die Probeeinsetzung erfolgt die Prothesenimplantation.

Weiterbehandlung

Mobilisation ab dem Operationstag unter Vollbelastung und unter freier Beweglichkeit.

Ergebnisse

Randomisierte Studien haben für die kinematische im Vergleich zur mechanischen Ausrichtung günstigere Ergebnisse im funktionellen Bereich des Knee-Society-Scores und einen höheren Bewegungsumfang nachgewiesen. Verfügbare Metaanalysen haben bessere Ergebnisse nach kinematischer Ausrichtung ergeben. Erste Zwischenergebnisse zu dieser neuen Technik mit einem Follow-up von 10 Jahren zeigen eine Prothesenüberlebensrate von 97,5 %.