Wie findet man das richtige Material für Hüft- und Knieprothesen? Kriterien, Vor- und Nachteile im Überblick

Das Material einer Hüft- oder Knieprothese bestimmt entscheidend mit, wie natürlich sich das neue Gelenk anfühlt und wie lange es hält. Wer vor einer Endoprothesen-OP steht, sieht sich plötzlich mit Begriffen wie Titanschaft, Keramikkopf oder Polyethylen-Inlay konfrontiert und fragt sich zu Recht: Welches Material ist für mich das richtige?

Prof. DDr. Martin Faschingbauer, Facharzt für Orthopädie und Unfallchirurgie mit Schwerpunkt Endoprothetik in Wien, hat in über 1.400 Hüft- und 1.600 Knieoperationen Erfahrung mit nahezu allen gängigen Materialkombinationen gesammelt. In diesem Artikel erfahren Sie, welche Materialien bei Hüft- und Knieprothesen zum Einsatz kommen, worauf es bei Haltbarkeit und Verträglichkeit ankommt, wie sich eine Lockerung bemerkbar macht und weshalb die exakte Abstimmung auf den eigenen Körper und die persönliche Lebenssituation wertvoller ist als eine pauschale Standardlösung.

Hüftprothese-Material und Knieprothese-Material im Überblick: Keramik, Titan, Kobalt-Chrom und Polyethylen

Eine Hüftprothese besteht in der Regel aus mehreren Komponenten, die unterschiedliche Materialanforderungen erfüllen müssen. Je nachdem, ob Schaft, Pfanne, Inlay oder Gleitfläche ersetzt werden, kommen verschiedene Werkstoffe zum Einsatz:

• Titan: Titan ist ein sehr gewebeverträgliches, leichtes Metall, das sich gut mit Knochengewebe (Osseointegration) verbindet. Eine Titan Hüftprothese kommt deshalb vor allem beim Schaft zum Einsatz.
• Keramik: Der Kopf, der in die Hüftpfanne gleitet, wird häufig aus Keramik oder aus einer Kobalt-Chrom-Legierung gefertigt. Keramik ist extrem hart, glatt und verschleißarm, kann in seltenen Fällen aber spröder reagieren als Metall.
  Eine Hüftprothese mit Keramik Kopf ist heute der Goldstandard für den Gelenkkopf bei jüngeren oder sehr aktiven Patienten.
  Eine reine Keramik Knieprothese befindet sich noch in der Entwicklung, jedoch kommen keramikähnliche Beschichtungen (z. B. Oxinium) beim Knie immer häufiger zum Einsatz.
• Chrom-Cobalt-Legierungen: Sehr robust und formstabil. Diese Legierungen werden häufig bei Gelenkköpfen oder Oberflächenersatz beim Knie verwendet.
• Polyethylen (Kunststoff): Speziell gehärteter Kunststoff (hochvernetztes Polyethylen) dient als Stoßdämpfer und Inlay zwischen den Metall- oder Keramikkomponenten.

Die Gleitpaarung, also die Materialkombination zwischen Kopf und Pfanneneinsatz, bestimmt maßgeblich den Abrieb: Keramik-Keramik-Gleitpaarungen gelten als besonders verschleißarm, Keramik-Polyethylen- und Metall-Polyethylen-Gleitpaarungen sind seit Jahrzehnten bewährt und werden heute meist mit hochvernetztem Polyethylen kombiniert, das deutlich abriebfester ist als ältere Kunststoffvarianten.

Das Material für Hüftprothesen im engeren Sinn, also Schaft, Kopf und Pfanneneinsatz, wird also nie isoliert gewählt, sondern immer als aufeinander abgestimmte Materialkombination. Bei der Knieprothese sind die Anforderungen ähnlich gelagert: Die Femurkomponente besteht meist aus einer Kobalt-Chrom-Legierung, die Tibiakomponente häufig aus Titan, dazwischen sitzt ein Inlay aus hochvernetztem Polyethylen als Gleitfläche. Für Patientinnen und Patienten mit bekannter Metallunverträglichkeit gibt es zunehmend keramikbeschichtete Knieprothesen, bei denen die metallischen Oberflächen mit einer dünnen Keramikschicht überzogen werden. Welches Knieprothese-Material im Einzelfall sinnvoll ist, hängt von Knochenqualität, Aktivitätsniveau und etwaigen Unverträglichkeiten ab.

Welche Hüftprothesen sind die besten und wie lange hält eine künstliche Hüfte?

Eine typische Patientenfrage vor dem Einsatz eines Gelenkersatzes lautet: Welche Hüftprothesen sind die besten? Die kurze Antwort: Es gibt nicht „die eine beste Prothese“, sondern nur das am besten zu Ihnen passende Modell. Die Haltbarkeit hängt direkt vom gewählten Material und der präzisen Verankerung ab. Moderne Gleitpaarungen und Fertigungsverfahren haben die Materialermüdung in den letzten Jahrzehnten deutlich reduziert, sodass ein großer Teil der heute eingesetzten Hüft- und Knieprothesen auch nach vielen Jahren gut funktioniert.

• Haltbarkeit: Dank fortschrittlicher Werkstoffe hält eine künstliche Hüfte heute bei über 85–90 % der Patienten mindestens 15 bis 20 Jahre oder länger. Wie lange eine Prothese konkret hält, hängt neben dem Material aber auch von Körpergewicht, Aktivitätsniveau, Operationstechnik und der individuellen Anatomie ab.
• Verankerung: Bei gutem Knochengewebe wähle ich bevorzugt eine zementfreie Verankerung. Auch bei der Knieendoprothetik gewinnt die zementfreie Knieprothese zunehmend an Bedeutung, da sie den Knochen schont und biologisch einwächst.

Materialverträglichkeit: Metall- und Nickelallergie bei Prothesenmaterial

Echte Allergien gegen Prothesenmaterial sind selten, kommen aber vor – meist als Nickelallergie, da Nickel in manchen Kobalt-Chrom-Legierungen steckt. Eine Metallallergie bei Hüft- oder Knieprothesen kann sich durch Hautreaktionen an der Narbe, anhaltende Schwellungen oder Schmerzen ohne Infektzeichen äußern. Bei Verdacht erfolgt vor der Operation eine genaue Anamnese und ggf. ein Epikutantest. (vgl. Kölbl et al., 2020: Allergy in Total Knee Replacement. Does It Exist?: Review)

Für Patientinnen und Patienten mit Unverträglichkeit stehen verträgliche Alternativen bereit: nickelarme Legierungen, Titanimplantate oder keramikbeschichtete Oberflächen. Sprechen Sie eine allergische Vorbelastung frühzeitig an, damit sie in die Materialplanung einfließt.

Abrieb, Prothesenlockerung und Revisionsoperation

Winzige Partikel, die sich über Jahre von der Gleitfläche lösen, können eine Entzündungsreaktion im umliegenden Knochen auslösen (Osteolyse), die wiederum die Verankerung der Prothese lockert. Hochvernetztes Polyethylen und Keramik-Keramik-Gleitpaarungen wurden gezielt entwickelt, um diesen Abrieb zu reduzieren. Ein Grund, warum die Wahl der Gleitpaarung nicht nur eine Frage des Komforts, sondern auch der Langlebigkeit ist.

Prothesenlockerung und ihre Anzeichen

Auch das langlebigste Material schützt nicht vollständig vor einer Prothesenlockerung. Typische Anzeichen sind belastungsabhängige Schmerzen in Leiste, Oberschenkel oder Knie, ein zunehmendes Instabilitätsgefühl oder Schmerzen, die nach einer beschwerdefreien Zeit neu auftreten. Ärztlich wird eine Lockerung meist über Röntgenkontrollen abgeklärt: Typische Lockerungszeichen bei einer Hüft-TEP im Röntgenbild sind etwa Aufhellungssäume um den Prothesenschaft oder Veränderungen der Prothesenlage im Zeitverlauf.

Revisionsoperation bzw. Prothesenwechsel

Wird eine Revisionsoperation notwendig, etwa wegen Lockerung, Infektion oder eines Bruchs –, spielt die Materialwahl beim neuen Implantat oft eine noch größere Rolle als bei der Erstversorgung. Nach Materialabrieb oder langjähriger Standzeit ist häufig bereits Knochensubstanz verloren gegangen, sodass Revisionsimplantate meist größer verankert und aus besonders belastbaren Titanlegierungen gefertigt werden.
In komplexeren Fällen mit größerem Knochenverlust kommen individuell angefertigte Implantate aus dem 3D-Druck-Verfahren zum Einsatz, die exakt auf die verbliebene Knochenstruktur abgestimmt werden.
Mehr dazu erfahren Sie in unserem Beitrag zur Individualprothese. 
Die Materialentscheidung beim Prothesenwechsel wird deshalb immer individuell und in der Regel erst während der Operation endgültig getroffen.

Individuelle Auswahlkriterien in meiner Praxis

Bei der Wahl des passenden Material einer Knie- oder Hüftprothese berücksichtige ich in einem persönlichen Beratungsgespräch folgende Kriterien:

1. Alter und Aktivitätsanspruch: Jüngere, aktive Menschen profitieren von abriebarmen Materialien wie Keramik.
2. Knochenqualität: Entscheidet darüber, ob eine zementierte oder zementfreie Versorgung gewählt wird.
3. Allergien und Vorerkrankungen: Bei bekannter Metallüberempfindlichkeit kommen Sonderimplantate zum Einsatz.
4. Anatomische Besonderheiten: Individuelle Bauform von Becken und Oberschenkelknochen.

Ihr nächster Schritt

Ob Keramik, Titan oder eine individuell angefertigte Lösung: Die richtige Materialwahl für Ihre Hüft- oder Knieprothese lässt sich nur im persönlichen Gespräch beantworten. Prof. DDr. Martin Faschingbauer nimmt sich dafür bewusst Zeit für ausführliche Aufklärung, ohne Zeitdruck. Vereinbaren Sie ein Beratungsgespräch und besprechen Sie Ihre individuelle Situation direkt vor Ort.