Die Rehabilitation nach einer Beinamputation stellt eine komplexe Herausforderung dar, die nicht nur physische, sondern auch psychologische und soziale Aspekte umfasst. Der Verlust eines Beins hat weitreichende Auswirkungen auf verschiedene Lebensbereiche, einschließlich der Bewältigung von Aufgaben des täglichen Lebens, der Mobilität und des emotionalen Wohlbefindens der Betroffenen. In diesem Zusammenhang gewinnen Prothesen, die mit modernen Prothesenkniegelenken und Prothesenfußpassteilen ausgestattet sind eine herausragende Bedeutung, da sie nicht lediglich als technologische Ergänzungen betrachtet werden können, sondern als Instrumente und Komponenten einer Beinprothese, die neben dem Prothesenschaft als Funktionsteile einen maßgeblichen Einfluss auf die Lebensqualität nach einer Amputation ausüben.
Dieser Beitrag beabsichtigt, sich mit diesem Thema zu befassen, indem er den Mehrwert moderner Prothesenkniegelenke und Prothesenfußpassteile in der Rehabilitationsphase nach einer Beinamputation beleuchtet. Gleichzeitig soll jedoch der fehlende Fokus auf die Prothesenschaftgestaltung und damit die wichtige Schnittstelle zwischen Menschen und Bauteilen nicht den Eindruck erwecken diese sei weniger wichtig – ganz im Gegenteil. Ohne eine biomechanisch und anatomisch funktionelle Anbindung der Bauteile an den Menschen über dessen Amputationsstumpf ist keine Funktion erreichbar. Die Schaftgestaltung stellt mitunter eine hochkomplexe und nach wie vor primär handwerkliche Tätigkeit dar, die differenzierter Herangehensweisen und diffiziler Anpassungsprozesse bedarf.
Der Verlauf der prothetischen Entwicklungen im Bereich der Passteile oder Komponenten hat im Laufe der Geschichte beachtliche Fortschritte erfahren und moderne Prothesenkniegelenke sowie Prothesenfußpassteile repräsentieren einen besonderen Teil dieser Entwicklungen. Frühere Modelle waren häufig starr und unflexibel, was die Anpassungsfähigkeit an verschiedene Aktivitäten und Untergründe erheblich einschränkte. Erst in den letzten Jahrzehnten haben technologische Fortschritte in den Bereichen Robotik, Materialwissenschaften und Sensorik zu hochentwickelten Prothesentechnologien geführt.
Eine Untersuchung von Thibaut et al. (2022) zeigt, dass sich insbesondere die mikroprozessorgesteuerten Prothesenkniegelenke (MPK) in den letzten Jahren erheblich weiterentwickelt haben. Die Autoren betonen die zunehmende Anpassungsfähigkeit dieser Prothesen an verschiedene Bewegungsmuster, was einen entscheidenden Beitrag zur erfolgreichen Rehabilitation und Wiedererlangung der Mobilität nach einer Beinamputation leistet. Gleichzeitig zeigen die Autoren jedoch auch, dass die Differenzierung des Benefits mit zunehmend erhöhtem technischem Aufwand nicht abschließend klar ist. Hier besteht also weiterer Forschungsbedarf.
Die essenzielle Funktion moderner Prothesenkniegelenke liegt in ihrer Fähigkeit zur funktionalen Anpassung. Mithilfe innovativer Sensortechnologien und intelligenter Regelungssysteme können sich diese Kniegelenke dynamisch an verschiedene Bewegungsmuster anpassen. Diese Anpassungsfähigkeit ist von entscheidender Bedeutung für ein natürliches und effizientes Gangbild. Dieses wiederum ist notwendige Voraussetzung für die erfolgreiche Rehabilitation des Betroffenen. Gleichzeitig ist jedoch festzustellen, dass zwischen den verfügbaren Kniekomponenten unterschiedliche technische Umsetzung bestehen und Studien auch durchaus zum Ergebnis kommen, dass unterschiedliche MPK auch differierende Outcomes bedingen (Mileusnic et al. 2021). Eine individuelle Betrachtung im Einzelfall bleibt also unabdingbar.
In ihrer Studie betonen Kaufman et al. (2007) die Wichtigkeit der situativen funktionellen Anpassung von Prothesengelenken für die Verbesserung der Gangsymmetrie und die Reduzierung von Muskelungleichgewichten. Die Fähigkeit moderner Prothesenkniegelenke, sich an die individuellen Bedürfnisse und Bewegungsmuster anzupassen, spielt somit eine zentrale Rolle im gesamten Rehabilitationsprozess.
Sicherheit, Stabilität und psychosoziale Aspekte
Ein weiterer essenzieller Aspekt moderner Prothesenkomponenten besteht in der dynamischen Stabilität, die beispielhaft genannte moderne Prothesenkniegelenke bieten. Nach einer Beinamputation sehen sich Betroffene mit neuen Herausforderungen im Alltag konfrontiert und eine stabile und sichere Prothese minimiert das Risiko von Stürzen. Dies wurde von Highsmith et al. (2010) in ihrer Metaanalyse hervorgehoben. Dabei ist ergänzend anzumerken, dass eine verbesserte dynamische Stabilität nicht nur die Wahrscheinlichkeit von Stürzen reduziert, sondern auch die Selbstständigkeit und das Vertrauen der Prothesenträger stärkt. So profitieren nicht zuletzt auch geriatrische Patienten von modernen MPKs im Sinne einer sichereren Mobilisation (Hahn et al. 2022). Verhinderungsstrategien werden also vermieden und Menschen mit Amputation erhalten somit die Möglichkeit sich freier zu bewegen als dies in der Vergangenheit technisch mit einer hinreichenden Sicherheit möglich gewesen ist. Dies führt zu einer Erweiterung des Aktivitätsradius und zu einer signifikanten Verbesserung der Teilhabe.
Der Fokus auf die dynamische Stabilität verdeutlicht, dass moderne Prothesenkniegelenke nicht nur als passive Ersatzteile dienen, sondern aktiv zur Sicherheit und zum Gleichgewicht der Betroffenen beitragen. Diese Aspekte spielen eine entscheidende Rolle für eine erfolgreiche Rehabilitation und den erfolgreichen Wiedereinstieg in ein möglichst eigenständiges Leben. Dabei gibt es auch zahlreiche Belege dafür, dass diese modernen Kniegelenke auf Grund der implementierten Regelungs- und Steuerungstechnik, zu einer realen, kognitiven Entlastung der Anwender beitragen. Das Ausmaß an Konzentrationsbedarf für ein sicheres Gehen sinkt signifikant und schafft dadurch kognitive Valenzen – „Ich kann laufen und die Umgebung genießen und mich dabei unterhalten.“ – so oder so ähnlich berichten Patienten (Stevens 2021).
Der Verlust eines Beins führt aber nicht nur zu physischen und mobilitätsbezogenen Einschränkungen, sondern zweifelsohne hat eine Amputation erhebliche Auswirkungen auf die psychische Verfassung und daher spielt der psychologische Aspekt der Prothesenversorgung eine äußerst wichtige Rolle (Şimsek et al. 2020). Neben der Tatsache, dass eine psychologische Betreuung insbesondre in der Frühphase der Amputation unabdingbarer Teil der Versorgung ist, haben auch moderne Prothesen dazu beigetragen nicht nur die Funktionalität zu verbessern, sondern zeigen auch positive Auswirkungen auf die psychische Gesundheit der Betroffenen.
In ihrer Studie betonen Miller et al. (2001) die relevante Problematik von Stürzen und der Angst vor Stürzen in der Gruppe amputierter Menschen. Von 435 Menschen mit Amputation berichteten etwa 50 % von einem Sturz in den vorangegangenen Monaten. Insofern sind die zuvor angeführten positiven Effekte moderner Prothesenkniegelenke von hoher Relevanz und es darf angenommen werden, dass ein besser befriedigtes Sicherheitsbedürfnis auch positive Effekte auf die psychische Gesundheit hat. Die Möglichkeit, sich frei und selbstbewusst zu bewegen, kann das Selbstwertgefühl stärken und die soziale Integration fördern. Dies hebt die Bedeutung von Prothesen hervor, die nicht nur physische, sondern auch emotionale Bedürfnisse ansprechen.
Die Gesamtschau der vielen beeinflussenden Faktoren zeigt jedoch auch die Komplexität der Gesamtbehandlung und es zeigt, dass es eben weitaus mehr ist als die biomechanistische Denkweise eines Extremitätenersatzes.
Die Physiotherapie im Kontext moderner Prothesen
Im Verlauf der Rehabilitation und der prothetischen Versorgung nach einer Beinamputation spielen Physiotherapeuten eine weitere Schlüsselrolle. Die personalisierte und damit hoch individuelle Anpassung des Rehabilitationsplans an die individuellen Bedürfnisse eines jeden Patienten nimmt dabei einen herausragenden Stellenwert ein.
Einfeldt et al. (2022) zeigen in ihrem systematischen Review die positiven Effekte einer Gangschulung also dezidierten physiotherapeutischen Behandlung und Begleitung im Kontext der prothetischen Versorgung nach einer Amputation auf.
Die Bedeutung einer ganzheitlichen Betrachtung und der gezielten Berücksichtigung spezifischer Anforderungen im Kontext der Prothesenversorgung, die auch eine sogenannte Gebrauchsschulung erfordert, also die umfassende und sicher nicht
beiläufige Unterweisung der Patienten in die Nutzung dieser Systeme ist dabei essentiell für den Outcome der Gesamtversorgung. Die technisch beste Prothese muss gemeinsam mit dem Patienten „funktionieren“. Dazu gehört das strukturierte Erlernen des Umganges mit dem Hilfsmittel und die Schaffung und der Erhalt auch der physischen Leistungsfähigkeit des Patienten. Grundlagen des motorischen Lernens unterstreichen dabei die Notwendigkeit auch zufälliger, aber repetitiver Übungen zur Verinnerlichung der Bewegungsmuster (Lee et al 1983). Diese dienen dem Erlernen der neuen Art der Fortbewegung mit einer Beinprothese ganz gleich welcher Ausführung.
Die Einbindung moderner Prothesenkniegelenke in physiotherapeutische Übungen erweist sich als unerlässlich für die Rückgewinnung der Muskelfunktion, Balance und Koordination. Dies bedingt jedoch die Notwendigkeit der Fortbildung im Bereich
moderner prothetischer Konzepte. Durch präzise durchdachte Übungen tragen Physiotherapeuten dazu bei, die Mobilität und Selbstständigkeit der Betroffenen auf optimale Weise zu fördern. Dabei reagieren alle Gelenksysteme spezifisch und Übungen müssen auf die potentiellen Funktionen hin optimiert werden. Die Leistungsfähigkeit und der Status des Patienten sind selbstverständlich ebenso essentielle Größen, die die Strategie und den Übungsplan bestimmen.
Ziel ist eine möglichst vollkommene Integration der Prothese einschließlich ihrer technischen Komponenten und der kosmetischen Gestaltung ins Körperschema der betroffenen Patienten. Erst dadurch können die Patienten die Prothese vollumfänglich
im Alltag nutzen. Moderne elektronische Systeme helfen und unterstützen dabei in der Fortfolge diese erlernten Fähigkeiten im Alltag sicherer umzusetzen als es in der Vergangenheit ihre rein mechanischen Konkurrenten vermochten. Dennoch soll nicht unerwähnt bleiben, dass auch noch mechanische Gelenke am Markt verfügbar sind und zurecht ihre Anwendungsgebiete haben. Allerdings müssen gerade im Hinblick auf Stabilität und unter Aspekten der geteilten Aufmerksamkeit zum Teil, erhebliche Abstriche gemacht werden.
Die Komponenten in Funktion und Wirkung
Wie bereits erwähnt spielen im Rahmen der umfassenden Rehabilitation nach einer Beinamputation auch die Prothesenfußpassteile eine essenzielle Rolle, insbesondere in Verbindung mit Prothesenkniegelenken. Diese Komponenten beeinflussen nicht
nur, wie ausgeführt die Gangsymmetrie, sondern tragen maßgeblich zur natürlichen Abrollbewegung und Stabilität bei, was einen entscheidenden Einfluss auf die Gesamtfunktionalität der Prothese hat.
Untersuchungen heben die Bedeutung von Prothesenfußpassteilen für eine stabile Gehfunktion und eine natürliche Abrollbewegung aber auch deren Einfluss auf den Metabolismus hervor (Hafner et al. 2022, Gardiner et al. 2016). Die Forschung in diesen Bereichen verdeutlicht aber auch, dass die Koordination zwischen Prothesenkniegelenken und Prothesenfußpassteilen entscheidend für ein harmonisches und effizientes Gangbild ist. Die hieraus gewonnenen Erkenntnisse tragen dazu bei, das Verständnis für die Zusammenarbeit dieser Komponenten zu vertiefen und somit die Rehabilitation nach einer Beinamputation weiter zu verbessern, wie sie beispielsweise von Sapin et al.
(2008) beschrieben werden. Dies bedingt, dass alle versorgungsbeteiligten Disziplinen ein Grundverständnis der prothetischen Funktion benötigen, um diese beurteilen zu können.
Ein wesentlicher Faktor, der die Bedeutung von Prothesenfußpassteilen unterstreicht, ist ihre Auswirkung auf die Stabilität und Balance der Prothesenträger. Durch die präzise Abstimmung dieser Komponenten können Unsicherheiten beim Gehen minimiert und das Risiko von Stürzen reduziert werden. Eine effektive Koordination zwischen Prothesenkniegelenken und Prothesenfußpassteilen ermöglicht eine optimale Gewichtsverlagerung während des Gehens, was wiederum die Stabilität verbessert, und eine natürliche Gangdynamik fördert. Anzumerken ist jedoch, dass diese Koordination aktuell in der Regel nicht durch eine echte Verbindung zwischen Kniegelenk und Fußpassteil geschieht, sondern primär auf Basis der Abstimmung beider Komponenten für sich und auf Basis der Regelungsalgorithmen etwaiger eingesetzter Passteile, ohne dabei Steuergrößen für das jeweils andere Bauteil zu teilen. Alleine hieraus wird schon die Komplexität der Prothesenkonfiguration beim Orthopädietechniker und die Feinabstimmung im Sinne des Erreichens einer bestmöglichen Funktion sehr deutlich.
Ein weiterer Aspekt, der in der Forschung vermehrt Beachtung findet ist die Anpassungsfähigkeit von Prothesenfußpassteilen an unterschiedliche Untergrundbeschaffenheiten. Die Fähigkeit, sich flexibel an verschiedene Bodenverhältnisse anzupassen, ist entscheidend für eine sichere und komfortable Fortbewegung der Prothesenträger in verschiedenen Umgebungen. Hierbei spielen nicht nur die mechanischen Eigenschaften der Prothesenfußpassteile eine Rolle, sondern auch die Integration von sensorischen Technologien, die eine kontinuierliche Anpassung an die Umgebung ermöglichen.
Die enge Verzahnung von Prothesenkniegelenken und Prothesenfußpassteilen wird zunehmend als Schlüsselfaktor betrachtet, um den Betroffenen eine nahtlose und effiziente Mobilität zu ermöglichen. Eine präzise Abstimmung dieser Komponenten fördert nicht nur die physische Rehabilitation, sondern spielt auch eine bedeutende Rolle bei der psychologischen Anpassung der Prothesenträger an ihre neue Lebenssituation.
Die Forschung im Bereich der Prothetik hat in den letzten Jahren erhebliche Fortschritte gemacht, insbesondere im Hinblick auf die Integration moderner Materialien, biomechanischer Erkenntnisse und technologischer Innovationen. Diese Fortschritte tragen dazu bei, die Leistungsfähigkeit von Prothesenfußpassteilen kontinuierlich zu verbessern und die Lebensqualität der Betroffenen zu steigern.
Neben den biomechanischen und technologischen Aspekten sind auch soziale und psychologische Faktoren von großer Bedeutung. Die Wirkung von Prothesenfußpassteilen auf die Selbstwahrnehmung und das Selbstbewusstsein der Betroffenen ist nicht zu unterschätzen. Eine Prothese, die nicht nur funktional, sondern auch ästhetisch ansprechend ist trägt dazu bei, dass sich die Prothesenträger selbstsicherer fühlen und besser in soziale Aktivitäten integriert sind.
Aber auch Fortschritte im Design und bei den verwendeten Materialien von modernen Prothesen und ihren Komponenten haben deutliche Fortschritte gemacht und relevante Verbesserungen in der Versorgung hervorgebracht.
Weiterhin bleibt es sowohl im Einzelfall als auch grundsätzlich ein Ziel leichtere, komfortablere und benutzerfreundlichere Prothesen zu entwickeln. Dies erleichtert den Menschen die kontinuierliche Nutzung ihrer Prothesen, sei es beim Gehen, Stehen
oder Sitzen. In Bezug auf innovative Materialien und Designs sind Kohlefaserverbundstoffe und biomechanisch optimierte Gestaltungen von entscheidender Bedeutung für die Effektivität moderner Prothesen. Diese Materialien ermöglichen nicht nur eine Verringerung des Prothesengewichts, sondern fördern auch eine natürlichere Bewegung, die sich den natürlichen Bewegungsmustern annähert. So sind Prothesenfüße aus faserverstärktem Kunststoff nach wie vor als Goldstandard zu bezeichnen.
Nicht nur Studien zu biomechanischen Untersuchungen, sondern auch solche, die sich mit klinischen Outcome Messungen auseinandersetzen unterstreichen die herausragende Bedeutung von Designinnovationen im Bereich der Prothesenkniegelenke (Palumbo et al. 2022).
Durch die Optimierung der Gelenkdynamik wird nicht nur der Gang effizienter, sondern auch die Muskelermüdung minimiert. Dabei sind innovative Materialien und Designelemente nicht nur ästhetisch von Relevanz, sondern haben wie schon angedeutet auch unmittelbare Auswirkungen auf die Funktionalität und Effektivität der Prothese.
Insgesamt verdeutlichen die aktuellen Entwicklungen die weitreichende Bedeutung von modernen Prothesenpassteilen in der Rehabilitation nach einer Beinamputation. Ihre Integration in das Gesamtkonzept der Prothesenversorgung spielt eine zentrale Rolle für eine erfolgreiche und ganzheitliche Rehabilitation, bei der nicht nur die physischen, sondern auch die psychologischen und sozialen Bedürfnisse der Betroffenen berücksichtigt werden.
Ausblick und weitere Herausforderungen
Trotz der enormen Fortschritte in der Prothetik stehen noch immer Herausforderungen an. Neueste Entwicklungen stehen trotz aller Anstrengungen dem natürlichen Vorbild in allen Belangen nach und es bleibt ständig ein relevanter Raum für Verbesserungen. Zwar bietet die einschlägige Literatur eine umfassende Übersicht über die jüngsten Fortschritte in der einschlägigen exo-prothetischen Forschung und betonen dabei die Rolle von Knie- und Fußkomponenten in der ganzheitlichen Verbesserung von Prothesensystemen. Allerdings existiert auch in der Beinprothetik ein Translationsproblem – nicht alle Fortschritte aus dem Labor finden ihren Weg in die klinische Anwendung. Neben technischen Herausforderungen sind sicherlich auch Kostenaspekte als ein Grund zu nennen. Daraus ergeben sich nicht zuletzt auch ethische Herausforderungen, die Kliniker, Forscher und Entwickler gleichermaßen tangieren (Gavette et al. 2024).
Die Zukunft der Prothetik wird weiterhin von technologischen Innovationen und interdisziplinärer Forschung geprägt sein. Die Finanzielle Erschwinglichkeit und der Zugang zu modernen Prothesenkniegelenken und Prothesenfußpassteilen bleiben zentrale Anliegen. Die potentielle Integration von künstlicher Intelligenz, 3D-Drucktechnologien und weiteren innovativen Ansätzen wird voraussichtlich die Entwicklungen in der Prothetik weiter vorantreiben aber vermutlich nicht immer kostengünstiger machen. Evidenz hinsichtlich des Nutzens aber auch der Nutzung moderner Systeme zu schaffen und zu steigern wird weiter daher an Bedeutung gewinnen.
Zusammenfassung
Die Nutzung moderner Prothesenkniegelenke und Prothesenfußpassteile in der Rehabilitation nach einer Beinamputation ist von entscheidender Bedeutung für die Lebensqualität, Mobilität und psychische Gesundheit der Betroffenen. Durch funktionelle Anpassungsfähigkeit, dynamische Stabilität, psychologische Integration und eine nahtlose Alltagsintegration tragen diese technologischen Fortschritte maßgeblich dazu bei, den Betroffenen ein aktives und erfülltes Leben zu ermöglichen. Während also weiterhin Herausforderungen für zukünftige Entwicklungen bestehen bleibt also die moderne Prothetik ein vielversprechendes Feld mit dem Potenzial, das Leben von Menschen nach einer Beinamputation nachhaltig zu verbessern.
Literatur auf Anfrage bei der Redaktion.
