Eine kleine Anpassung beim Gehen könnte eine Knieoperation um Jahre hinauszögern

Fast ein Viertel aller Menschen über 40 leidet unter schmerzhafter Arthrose, was sie zu einer der häufigsten Ursachen für Behinderungen bei Erwachsenen macht. Arthrose führt zu einer Abnutzung des knorpeligen Gelenkpolsters, und derzeit gibt es keine Möglichkeit, diese Schäden rückgängig zu machen: Die einzige Option ist die Behandlung der Schmerzen mit Medikamenten und letztendlich ein Gelenkersatz. Forscher der University of Utah, der New York University und der Stanford University zeigen nun das Potenzial einer weiteren Option auf: eine Änderung des Gangbildes. Durch eine kleine Anpassung des Fußwinkels beim Gehen konnten die Teilnehmer einer einjährigen randomisierten Kontrollstudie eine Schmerzlinderung erzielen, die der Einnahme von Medikamenten entsprach.

Entscheidend war, dass diese Teilnehmer im Vergleich zu einer Gruppe, die eine Placebo-Behandlung erhielt, während dieses Zeitraums auch weniger Knorpelabbau im Knie aufwiesen. Diese Ergebnisse wurden in The Lancet Rheumatology veröffentlicht und von Scott Uhlrich vom John and Marcia Price College of Engineering in Utah mitgeleitet. Sie stammen aus der ersten placebokontrollierten Studie, die die Wirksamkeit einer biomechanischen Intervention bei Osteoarthritis nachweist.

Wie das Gangbild Arthrose beeinflussen kann

„Wir wissen, dass bei Menschen mit Osteoarthritis eine höhere Belastung des Knies den Fortschritt der Erkrankung beschleunigt und dass eine Veränderung des Fußwinkels die Kniebelastung verringern kann“, so Uhlrich, Assistenzprofessor für Maschinenbau. „Die Idee einer biomechanischen Intervention ist also nicht neu, aber es gab bisher keine randomisierten, placebokontrollierten Studien, die ihre Wirksamkeit belegen.“ Mit Unterstützung der National Institutes of Health und anderer Bundesbehörden untersuchten die Forscher speziell Patienten mit leichter bis mittelschwerer Arthrose im medialen Kompartiment des Knies – an der Innenseite des Beins –, das tendenziell mehr Gewicht trägt als das laterale, äußere Kompartiment.

Diese Form der Arthrose ist die häufigste, aber der ideale Fußwinkel zur Entlastung der medialen Seite des Knies ist von Person zu Person unterschiedlich, abhängig von der natürlichen Gangart und davon, wie sich diese ändert, wenn eine neue Gangart angenommen wird.„ In früheren Studien wurde allen Personen die gleiche Maßnahme verschrieben, was dazu führte, dass bei einigen Personen die Gelenkbelastung nicht reduziert oder sogar erhöht wurde“, so Uhlrich. „Wir haben einen personalisierten Ansatz gewählt, um für jede Person ein neues Gangbild zu entwickeln, wodurch die Entlastung der Knie verbessert wurde und wahrscheinlich zu den positiven Effekten auf Schmerzen und Knorpel beigetragen hat, die wir beobachtet haben.“

Bei ihren ersten beiden Besuchen erhielten die Teilnehmer eine Basis-MRT-Untersuchung und übten das Gehen auf einem druckempfindlichen Laufband, während Motion-Capture-Kameras die Mechanik ihres Gangs aufzeichneten. So konnten die Forscher feststellen, ob eine Drehung der Zehen nach innen oder außen die Belastung stärker reduziert und ob eine Anpassung um 5° oder 10° ideal ist. Diese personalisierte Analyse schloss auch potenzielle Teilnehmer aus, die von der Intervention nicht profitieren konnten, da keine der Fußwinkeländerungen die Belastung ihrer Knie verringern konnte. Diese Probanden waren in früheren Studien berücksichtigt worden, was möglicherweise zu den nicht eindeutigen Schmerzergebnissen dieser Studien beigetragen hat. Darüber hinaus wurde nach den ersten Aufnahmesitzungen die Hälfte der 68 Teilnehmer einer Scheinbehandlungsgruppe zugewiesen, um den Placebo-Effekt zu kontrollieren. Diesen Teilnehmern wurden Fußwinkel verschrieben, die tatsächlich mit ihrer natürlichen Gangart identisch waren. Umgekehrt wurde den Personen der Interventionsgruppe die Fußwinkeländerung verordnet, die ihre Kniebelastung maximal reduzierte.

Weniger Schmerzen und bessere Knorpelgesundheit

Die Teilnehmer beider Gruppen kehrten für sechs wöchentliche Trainingseinheiten ins Labor zurück, wo sie Biofeedback erhielten – Vibrationen von einem am Schienbein getragenen Gerät –, das ihnen half, den vorgeschriebenen Fußwinkel beim Gehen auf dem Laufband des Labors beizubehalten. Nach der sechswöchigen Trainingsphase wurden die Teilnehmer dazu angehalten, ihre neue Gangart mindestens 20 Minuten pro Tag zu üben, bis sie ihnen in Fleisch und Blut überging. Regelmäßige Kontrolluntersuchungen zeigten, dass die Teilnehmer den vorgeschriebenen Fußwinkel im Durchschnitt auf einen Grad genau einhielten. Nach einem Jahr berichteten alle Probanden selbst über ihre Erfahrungen mit Knieschmerzen, und unterzogen sich einer zweiten MRT-Untersuchung, um die Schäden an ihrem Knieknorpel quantitativ zu beurteilen. „Die gemeldete Schmerzreduktion gegenüber der Placebo-Gruppe lag zwischen dem, was man von einem rezeptfreien Medikament wie Ibuprofen und einem Betäubungsmittel wie Oxycontin erwarten würde“, sagte Uhlrich. „Mit den MRT-Untersuchungen konnten wir auch eine langsamere Verschlechterung eines Markers für die Knorpelgesundheit in der Interventionsgruppe feststellen, was sehr spannend war.“

Spätere Knieoperation

Über die quantitativen Messungen der Wirksamkeit hinaus zeigten sich die Studienteilnehmer sowohl von dem Ansatz als auch von den Ergebnissen begeistert. Ein Teilnehmer sagte: „Ich muss keine Medikamente einnehmen oder ein Gerät tragen … es ist jetzt einfach ein Teil meines Körpers, der mich für den Rest meines Lebens begleiten wird, und darüber bin ich sehr glücklich.“ Die Fähigkeit der Teilnehmer, die Intervention über einen langen Zeitraum hinweg einzuhalten, ist einer der potenziellen Vorteile. „Insbesondere für Menschen in den Dreißigern, Vierzigern oder Fünfzigern kann Arthrose jahrzehntelange Schmerzbehandlung bedeuten, bevor ihnen ein Gelenkersatz empfohlen wird.

Diese Intervention könnte dazu beitragen, diese große Behandlungslücke zu schließen. Bevor diese Maßnahme klinisch eingesetzt werden kann, muss der Prozess der Gangschulung optimiert werden. Die Motion-Capture-Technik, die zur Erstellung der ursprünglichen Fußwinkelverordnung verwendet wird, ist teuer und zeitaufwändig. Die Forscher stellen sich vor, dass diese Maßnahme schließlich in einer Physiotherapiepraxis eingesetzt wird und die Schulung während eines Spaziergangs in der Nachbarschaft erfolgen kann. Bevor die Intervention der breiten Öffentlichkeit zugänglich gemacht werden kann, sind weitere Studien zu diesem Ansatz erforderlich.