Shift and Tilt of the bony patella in total knee replacement

Summary

Resurfacing the patella or not in total knee arthroplasty is generally still a quite controversial topic. In that context we felt a necessity to get more informations about the natural history of a non resurfaced patella in the prosthetic surrounding than only in comparison with a replaced patella. By the fact that we haven't been replacing patellae apart from special cases since up to five years, we have available a patient selection on which this question can be studied. Thirty primary total knee replacements with documented 2 year's follow up have been investigated by calculation of the radiological patellar shift and tilt relative to the natural groove on preoperative X-rays and to the prosthetic groove in the postoperative evolution. These results were matched with the range of motion obtained after two years and with persisting pain. Only mobile polyethylene inlays had been used. With regard to the patella no difference was found for one single complete tibial tray or two separately implanted unicompartimental tibial trays. As a rule an adaptation of the bony patellar contour to the prosthetic groove was observed with an increased density of the bony contact area with or without a fibrous interstitial layer. Based on their clinical follow up examination seven patients had to be adjoined to a “residual problem group”, as they presented persisting pain (3) or a poor range of motion of 90/0/0 ° of flexion/extension or less. Only in this group we found cases with a postoperative shift over 5mm (2) and a postoperative tilt over 15 ° (3). Inside this group, also with a significant difference from the group without residual problems, there was furthermore a correlation between persisting pain and an important preoperative tilt and between a diminished range of motion and a considerable preoperative shift. lt has to be pointed out that even the cases without long lasting severe malposition before the arthroplasty but with unsatisfactory realignement referring to the patellar tilt (7 °–15 °) have been found pain free at the last follow up. One patient with a severe secondary increase of disalignement (16 mm/139 °) due to an aseptic tibial loosening represents a particular case. After corrective revision of the tibial implants this patient also got again a complete pain relief and a good range of motion without any surgical measure to the patella and inspite of an evident residual tilt. Thus we have to conclude that it is justified to take important pains with the realignement to obtain a residual patellar shift of less than 5 mm. Apart from usual operative steps during the implantation to favour a good patellar tracking, e. g. a high quadriceps release or a medially transposed refixation of the detached tibial tubercle can get necessary. On the other hand a residual tilt up to 15 ° is well tolerated, as the unresurfaced patella presents an astonishing ability of adaptation to the prosthetic groove by remodelling of the bony contour and structure. Nevertheless in the included cases of severe preoperative malposition, in which we didn't replace the patella because of a good intraoperative bone quality, we had to put up with an increased incidence of late problems even with normalized patellar tracking. In such cases an extended indication to a patellar resurfacing may be considered.

Zusammenfassung

Die Frage eines notwendigen Patellaersatzes im Rahmen der Knietotalprothetik wird allgemein noch sehr kontrovers abgehandelt. In diesem Zusammenhang steht unser Bedürfnis, über die Spontanentwicklung einer nicht ersetzten Patella im prothetischen Umfeld mehr Information zu erhalten als nur im Vergleich zur prothetisch versorgten Patella. Die Tatsache, daß wir seit bald 5 Jahren den Patellaersatz nur in besonderen Fällen vornehmen, hat uns ein Patientengut verfügbar gemacht, an welchem diese Fragestellung studiert werden kann. Anhand von 30 mit 2-Jahres-Follow-up dokumentierten, totalprothetisch versorgten Knien haben wir eine gezielt zunächst auf das natürliche und dann auf das prothetische femorale Patellagleitlager ausgerichtete Erhebung des Patellashift und -tilt vorgenommen und die Ergebnisse zum nach 2 Jahren erzielten Bewegungsumfang und zu persistierender Schmerzsymptomatik in Relation gesetzt. Es waren ausschließlich bewegliche Polyethyleninlays verwendet worden. Bezüglich der Patella ergab sich kein Unterschied, ob ein tibiales Vollplateau oder 2 separate Halbplateaus unabhängig von einander implantiert wurden. Regelmäßig wurde eine Anpassung der knöchernen Patellasilhouette an das Prothesengleitlager beobachtet mit Verdichtung der randständigen Knochenkontaktzone mit oder ohne fibröse Platzhalterschicht; 7 Patienten waren aufgrund ihrer klinischen Nachuntersuchung einer „Restproblemgruppe“ zuzuordnen, da sie Restbeschwerden (n = 3) oder eine Beweglichkeit von nur 90/0/0 ° Flexion/Extension oder weniger (n = 5) aufwiesen. Nur in dieser Gruppe fanden sich Fälle mit postoperativem Shift über 5 mm (n = 2) und Fälle mit postoperativem Tilt über 15 ° (n = 3). Innerhalb dieser Gruppe korrelierten zudem, ebenfalls mit signifikantem Unterschied zum problemlosen Kollektiv, Beschwerden mit einem ausgeprägten präoperativen Tilt und verminderte Beweglichkeit mit einem schweren präoperativen Shift. Auffällig ist dabei, daß auch bei den Fällen ohne langjährige schwere Fehlstellung vor der Arthroplastik aber mit relativ schlecht eingestelltem Tilt (7 °–15 °) bei der Spätkontrolle Beschwerdefreiheit gefunden wurde. Einen Sonderfall stellt eine Patientin mit schwerer sekundärer Verschlechterung des Kniescheibenverlaufs (16 mm/39 °) aufgrund einer aseptischen tibialen Prothesenlockerung dar. Nach achsenkorrigierendem Wechsel der tibialen Komponenten wurde auch diese Patientin wieder beschwerdefrei und gut beweglich, ohne daß an der Patella eine chirurgische Maßnahme vorgenommen worden wäre und obwohl ein beträchtlicher Resttilt verblieb. Somit liegt der Schluß nahe, daß für die Rezentrierung zum Erreichen eines Restshifts unter 5 mm ein größerer Aufwand berechtigt erscheint: Neben gängigen, den Kniescheibenverlauf günstig beeinflussenden Operationsschritten bei der Implantation kann z. B. eine hohe Quadrizepsverlagerung oder eine medial versetzte Refixation der abgelösten Tuberositas erforderlich werden. Demgegenüber wird ein Resttilt bis zu 15 ° gut toleriert, da die nicht prothetisch versorgte Patella durch Remodelling von Knochenkontur und -struktur eine erstaunliche Anpassungsfähigkeit an das Prothesengleitlager aufweist. Allerdings mußten wir bei den eingeschlossenen Fällen mit schwerer präoperativer Fehlstellung, bei denen wir wegen guter peroperativer Knochenqualität keinen Ersatz vorgenommen hatten, auch bei normalisiertem Kniescheibenverlauf mehr Spätprobleme in Kauf nehmen. Ob in solchen Fällen eine erweiterte Indikation zum Patellaersatz besteht, bleibt offen.