Die Belastung des Knie- und Hüftgelenks beim Schwimmen und bei der Wassergymnastik

• Antragstellerin: Dr. Ines Kutzner
• Fachliche Zuordnung: Orthopädie, Unfallchirurgie, rekonstruktive Chirurgie
• Förderung: Förderung von 2014 bis 2017
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 262969587

Schwimmen und Wassergymnastik gelten als idealer Sport um die Beweglichkeit und Muskulatur zu stärken, die Gelenke dabei jedoch weniger als bei anderen Sportarten zu belasten. Durch die Auftriebskraft des Wassers reduziert sich die Gewichtskraft und es wird allgemein angenommen, dass dies zur Entlastung der Gelenke führt. Der Wasserwiderstand wiederum kann zur Kräftigung der Muskulatur genutzt werden und kann gezielt durch Bewegungsgeschwindigkeit und Angriffsfläche modifiziert werden. Inwieweit Schwimmen im Rahmen der Rehabilitation nach Operationen und als Gesundheitssport geeignet ist, wird jedoch kontrovers diskutiert. Auf der einen Seite wird es als sportliche Aktivität mit geringer Gelenkbelastung, z.B. nach Gelenksersatz oder bei Arthrose, angeraten. Andererseits warnen einige Studien vor hohen Scherbelastungen beim Brustschwimmen.Die bisherigen Kenntnisse zur Belastung von Hüft- und Kniegelenk sind begrenzt und stützen sich meist auf Berechnungen mittels muskuloskelettaler Modelle, welche mit zahlreichen Unsicherheiten behaftet sind. Genaue Daten zur Belastung der Gelenke beim Schwimmen und bei der Wassergymnastik sind jedoch notwendig, um evidenzbasierte Empfehlungen für Patienten mit Arthrose, nach Frakturen oder Gelenkersatz geben zu können. Mittels instrumentierter Hüft- und Knieendoprothesen soll nun erstmals die Belastung der Gelenke beim Schwimmen und bei der Wassergymnastik direkt gemessen werden. Die Kontaktkräfte und Momente können mit einer Messfehler < 2% in vivo gemessen und telemetrisch aus dem Körper heraus gesendet werden. Im Rahmen der laufenden Projekte zur Messung der Belastung des Hüft- und Kniegelenks wurden 19 Patienten mit instrumentierten Implantaten versorgt. Das vorhandene Telemetriesystem zur in-vivo Messung der Belastungen wurde durch spezielle Induktionsspulen zur Energieversorgung und spezielle Empfangsantennen für den Wassereinsatz erweitert.Im Rahmen der Studie soll nun untersucht werden, ob Schwimmen und Wassergymnastik im Vergleich zu anderen sportlichen oder alltäglichen Aktivitäten tatsächlich zu geringen Belastungen des Hüft- und Kniegelenks führt. Weiterhin soll die Belastung bei verschiedenen Schwimmarten (Brust- und Kraulbeinschlag) verglichen werden. Im Rahmen der Wassergymnastik soll die Belastung bei standardisierten Grundbewegungen wie Ab-/ Adduktion, Flexion/ Extension des Hüft- und Kniegelenks im Wasser gemessen werden. Weiterhin soll der Einfluss der Bewegungsgeschwindigkeit sowie eines erhöhten Wasserwiderstands untersucht werden.Die Ergebnisse dieser Untersuchungen werden es erlauben, evidenzbasierte Empfehlungen für Patienten mit Arthrose, nach Frakturen oder Gelenkersatz zu geben und somit den Therapieverlauf zu optimieren.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Beteiligte Personen: Professor Dr.-Ing. Georg Bergmann; Jörn Dymke; Dr.-Ing. Friedmar Graichen; Verena Schwachmeyer