Gesundheit : Starke Schulter

Damit die Prothese nicht wackelt: Forscher entwickeln ein künstliches Gelenk, das die Belastung misst

Ralf Nestler

Wie schwer ist eine Kaffeekanne? Für Wolfgang Schuberts Schultergelenk sind es 120 Kilogramm. Im Mai dieses Jahres wurde dem 69-Jährigen ein künstliches Gelenk eingesetzt. Das Besondere: Es verfügt über einen kleinen Chip, der die Belastungen bei verschiedenen Bewegungen messen kann.

„Alle bisherigen Abschätzungen zur Belastung des Schultergelenks waren sehr unsicher, da viele Muskeln beteiligt sind“, sagt Georg Bergmann, Leiter des Biomechanik-Labors am Charité-Klinikum Benjamin Franklin. Um Prothesen besser an Patienten anpassen zu können, muss klar sein, wann der Knochen besonders stark beansprucht wird. Daraufhin entwickelten Bergmann und seine Kollegen ein Mess-Implantat. Der Apparat ist schlanker als ein Fingerhut und sitzt im Kopf des künstlichen Gelenks. Sechs Sensoren messen gleichzeitig, wo es zieht, wo es drückt und wie stark die Verdrehung ist. Per Funksignal kommen dann die Daten auf die Rechner der Forscher.

Als Wolfgang Schuberts Schulter die ersten Bewegungsprotokolle schickte, waren die Experten ziemlich überrascht: Bei Krankengymnastik traten Kräfte auf, die etwa der Hälfte seines Körpergewichts von 100 Kilogramm entsprachen. Bei alltäglichen Bewegungen jedoch wurde das Gelenk deutlich stärker belastet, als erwartet. Haare kämmen – 70 Kilo, mit ausgestrecktem Arm eine Wasserflasche halten – 130 Kilo, Lenken im Auto – bis zu 150 Kilo. Da die Pfanne des Schultergelenks relativ klein ist, wird diese Masse kaum verteilt. „Damit wirken bis zu 50 Kilogramm auf einer Fläche, die so groß ist wie ein Cent-Stück“, rechnet Bergmann vor.

Bei solchen Belastungen muss eine Prothese perfekt sitzen. Doch das ist bei der Schulter ein Problem. Der Knochen des Schulterblatts ist dünn, die künstliche Gelenkpfanne daran nur schwer zu befestigen. Daher bekommen die meisten Patienten bislang nur künstliche Gelenkköpfe am Oberarm, nicht aber die passenden Pfannen am Schulterblatt, wie Ulrich Weber, Direktor der Klinik für Orthopädie auf dem Franklin-Campus, berichtet. Er hofft, dass die Mess-Apparatur nicht nur die Stabilität der Prothesen verbessern hilft, sondern auch weitere Erkenntnisse über die Ursachen – und natürlich Behandlungsmethoden – schmerzender Schultern bringt. Denn die seien neben Rückenbeschwerden eine orthopädische Volkskrankheit, sagt Weber.

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