Kniegelenk

Das Kniegelenk setzt sich aus zwei Anteilen zusammen. Die Artikulation von Oberschenkelknochen und Schienbein wird als Femorotibialgelenk (Articulatio femorotibialis) bezeichnet. Die Verbindung zwischen Oberschenkelknochen und Kniescheibe heißt Femoropatellargelenk (Articulatio femoropatellaris).

Die überknorpelten Gelenkflächen von Femur und Tibia werden Kondylen genannt. Das Femur weist zusätzlich eine Gelenkfläche (Facies patellaris) für die mit Knorpel bedeckte Facies articularis der Kniescheibe auf.

Zwischen den Kondylen von Ober- und Unterschenkelknochen liegen die mit der Gelenkkapsel verwachsenen, faserknorpeligen Menisken, der Meniscus medialis (Innenmeniskus) und der Meniscus lateralis (Außenmeniskus). Der laterale Meniskus ist halbrund. Der mediale Meniskus ist sichelförmig und mit dem medialen Seitenband verwachsen. Daraus resultieren eine geringere Beweglichkeit bei Beugung und Streckung sowie eine erhöhte Verletzungsanfälligkeit. Die Vorderhörner beider Menisken sind durch das Ligamentum transversum genus miteinander verbunden.

Zu den Aufgaben der Menisken gehören die Vergrößerung der Kontaktfläche zwischen Tibia und Femur sowie der Ausgleich von Inkongruenzen zwischen den Kondylen.

Das Kniegelenk wird durch komplexe Bandstrukturen (Ligamente) gesichert.

Die Seitenbänder, auch Kollateralbänder genannt, dienen der Stabilisierung des Kniegelenks gegenüber Varus- und Valgusstress. Durch ihre Anspannung während der Extension verhindern sie auch die Innen- und Außenrotation, sodass diese nur im gebeugten Knie bei gelockerten Bändern möglich werden. Zu ihnen gehören:

• das Innenband des Knies: Ligamentum collaterale mediale (MCL)
• das Außenband des Knies: Ligamentum collaterale laterale (LCL)

Das vordere Kreuzband (Ligamentum cruciatum anterius, ACL) verläuft in der Gelenkhöhle von posterior, superior und lateral nach anterior, inferior und medial. Das hintere Kreuzband (Ligamentum cruciatum posterius, PCL) verläuft von anterior, superior und medial nach posterior, inferior und lateral. Bei Innenrotation umwickeln sich die Kreuzbänder, bei Außenrotation weichen sie auseinander. Bei der Beugung verhindern die Kreuzbänder ein Abrutschen der Femurkondylen nach dorsal beziehungsweise ventral.

Die Kreuzbänder bilden zwar einen Teil des Kniegelenks, liegen aber extraartikulär, da sie von der Synovialmembran abgegrenzt werden. Man spricht hier auch von einer "retrosynovialen" oder "extrasynovialen" Lage. Sie erklärt sich dadurch, dass die Kreuzbänder entwicklungsgeschichtlich von hinten in den Gelenkbereich einwandern.

Das Gelenk wird anterior durch die als Ligamentum patellae bezeichnete Fortsetzung der Sehne des Musculus quadriceps femoris sowie durch das Retinaculum patellae gesichert. Zur Stabilisierung tragen darüber hinaus der lateral liegende Tractus iliotibialis sowie die dorsal liegenden Bänder Ligamentum popliteum obliquum und Ligamentum popliteum arcuatum bei.

In 50–70 % der Fälle lassen sich zusätzliche Bandzüge zwischen Außenmeniskus und medialem Femurkondylus nachweisen:

• Ligamentum meniscofemorale posterius (Wrisberg-Ligament) hinter dem hinteren Kreuzband
• Ligamentum meniscofemorale anterius (Humphry-Ligament) vor dem hinteren Kreuzband

Von manchen Orthopäden wird ferner die Existenz eines anterolateralen Ligaments (ALL) im Kniegelenk postuliert. Mehrere anatomische und bildgebende Studien beschreiben konsistent eine anterolaterale kapsulo-ligamentäre Struktur; allerdings sind die genaue Definition, Ausdehnung und funktionelle Bedeutung des ALL weiterhin Gegenstand kontroverser Diskussionen.

Die weite Gelenkkapsel (Capsula articularis) umfasst alle Gelenkflächen des Kniegelenks einschließlich der Patella. Sie besteht aus zwei Schichten:

• Membrana fibrosa: stabilisierende Faserschicht
• Membrana synovialis: das Kniegelenk innen auskleidende Synovia

Im Horizontalschnitt hat der von den beiden Membranen eingefasste Gelenkraum eine hufeisenförmige Gestalt, da das hintere Kreuzband außerhalb der Gelenkkapsel liegt.

Die Gelenkkapsel ist auf der Dorsalseite des Kniegelenks am stabilsten. Lateral bildet sie eine Durchtrittsstelle für den Musculus popliteus. Distal setzt die Kapsel an den Rändern der Tibiakondylen an und ist dort mit den Menisken verwachsen. Ventral ist die Gelenkkapsel fest mit dem Bandapparat der Kniescheibe (Ligamentum patellae) verbunden.

In dem von der Kapsel umfassten Raum befindet sich ein Fettkörper (Corpus adiposum infrapatellare), der der Unterpolsterung der Synovia dient. Er wird auch als Hoffascher Fettkörper bezeichnet und befindet sich zwischen der Membrana fibrosa und der Membrana synovialis. Weiterhin wird die Gelenkhöhle von Schleimhautfalten (Plicae synoviales) durchzogen, welche ihre verschiedenen Räume segmentieren. Zu ihnen zählen die Plica suprapatellaris (SPP), die Plica mediopatellaris (MPP) und die Plica infrapatellaris (IPP).

Das Kniegelenk ist von zahlreichen Schleimbeuteln beziehungsweise Gleitbeuteln (Bursae) umgeben, die sich bei Entzündungen vergrößern und das Aussehen der Beinoberfläche verändern können. Teilweise kommunizieren sie mit der Gelenkkapsel, teilweise sind sie von ihr unabhängig. Zu den Schleimbeuteln gehören:

• Bursa suprapatellaris: Sie befindet sich oberhalb der Patella zwischen Femur und Quadrizepssehne und steht mit der Gelenkhöhle in Verbindung.
• Bursae praepatellares: Sie befinden sich vor der Kniescheibe – zwischen der Patella und den darüberliegenden Schichten (Sehne, Faszie, Haut) – und haben keine Verbindung zur Gelenkhöhle.
• Bursa infrapatellaris: Sie liegt unterhalb der Patella zwischen dem Ligamentum patellae und der Tibia.

Weitere Schleimbeutel im Bereich des Kniegelenks sind die Bursa anserina, die Bursa musculi poplitei, die Bursa subtendinea musculi semimembranosi, die Bursa subtendinea musculi gastrocnemii medialis und lateralis sowie die Bursa subtendinea musculi bicipitis femoris inferior.

Die arterielle Versorgung des Kniegelenks erfolgt durch eine Vielzahl verschiedener Arterien, die untereinander anastomosieren und so ein dichtes Kollateralnetzwerk ausbilden. Zu ihnen zählen:

• Arteria genus descendens
• Arteria genus media
• Arteria superior lateralis genus
• Arteria superior medialis genus
• Arteria inferior lateralis genus
• Arteria inferior medialis genus

Ventral des Kniegelenks – also auf der Streckseite – liegt die Regio genus anterior. Die korrespondierende Körperregion auf der Beugeseite heißt Regio genus posterior. Hier befindet sich die Fossa poplitea (Kniekehle). In ihr verlaufen wichtige Blutgefäße und Nerven, unter anderem die Arteria poplitea und der Nervus tibialis. Außerdem finden sich hier einige Lymphknoten (Nodi lymphatici poplitei).

Das Femorotibialgelenk ist eine Verbindung zwischen einem Drehgelenk (Articulatio trochoidea, Rollgelenk) und einem Scharniergelenk (Ginglymus), die man als Drehwinkelgelenk (Trochoginglymus) oder bikondyläres Gelenk bezeichnet. Es ermöglicht eine Kombination aus Roll- und Gleitbewegung der beteiligten Gelenkkörper.

Um die Vertikalachse und die Horizontalachse sind vier Bewegungen möglich:

In der Anfangsphase der Beugung (bis etwa 25°) rollen die Femurkondylen. Bei stärkerer Beugung wird die Rollbewegung weitgehend aufgehoben, die Kondylen gleiten zunehmend nach dorsal. Bei maximaler Beugung ist die Kontaktfläche zwischen Ober- und Unterschenkelknochen am hinteren Rand des Unterschenkelknochens zu finden.

Die Menisci bewegen sich bei der Flexion nach dorsal, wobei der laterale Meniscus aufgrund seiner größeren Beweglichkeit eine weitere Strecke zurücklegt.

Die aktive Beugung kann durch die aktive Insuffizienz der Beugemuskulatur 125° nicht überschreiten. Durch die Dehnung der Beugemuskulatur bei zusätzlicher Flexion im Hüftgelenk kann eine Flexion von 140° erreicht werden. Die passive Beugung wird durch das Aufeinanderpressen von dorsaler Oberschenkel- und Unterschenkelmuskulatur auf 160° begrenzt (Massenhemmung).

Die Streckung kann bis 0° erfolgen; passiv kann eine Überstreckung von 5–10° erreicht werden. Während der Extension bewegen sich die Menisci zurück nach ventral, in Neutral-Null-Stellung werden sie zur Seite gedrückt.

In Extensionsstellung werden Rotationen durch die Seitenbänder verhindert. Im gebeugten Gelenk kann der Unterschenkel stärker nach außen rotiert werden (etwa 30°), da die Innenrotation durch die sich aufwickelnden Kreuzbänder gehemmt wird (bis 10°). Während einer Außenrotation bewegt sich der laterale Meniskus nach vorn, während der mediale Meniskus zurückbewegt wird. Bei der Innenrotation sind diese Bewegungen umgekehrt.

Im gestreckten Kniegelenk liegt die Kniescheibe auf der Bursa suprapatellaris, einem Schleimbeutel, und berührt nur mit ihrem Unterrand die Gelenkfläche des Oberschenkelknochens.

Während der Flexion gleitet sie 5–7 cm auf dem Femur nach distal. Beim Hinknien wird die resultierende Kraft auf die Knorpelfläche durch den Zug der Streckmuskulatur des Oberschenkels immer größer. Aus diesem Grund gehören Verletzungen und Arthrose des retropatellaren Knorpels zu den häufigsten Knorpelschäden.

Das Kniegelenk entwickelt sich aus dem Mesenchym der unteren Extremitätenknospe. Die Gelenkbildung beginnt in der 8. Embryonalwoche mit der Ausbildung der Interzone, einem zelldichten Bereich zwischen den knorpeligen Anlagen von Femur, Tibia und Patella. Aus dieser Interzone differenzieren sich die Gelenkkapsel, die Synovialmembran und die intraartikulären Strukturen wie Menisken und Kreuzbänder.

Die Ossifikation der beteiligten Knochen erfolgt zu unterschiedlichen Zeitpunkten. Das distale Femurepiphysenzentrum erscheint bereits in der 36. Schwangerschaftswoche, das proximale Tibiaepiphysenzentrum folgt kurz nach der Geburt. Die Patella beginnt zwischen dem 3. und 6. Lebensjahr zu verknöchern. Die vollständige Verschmelzung der Epiphysenfugen erfolgt erst im späten Jugendalter.

Das Knie ist in erster Linie von degenerativen Erkrankungen oder Verletzungen (Kniegelenkstraumen) betroffen. Neben der Gonarthrose stehen vor allem Schäden am Bandapparat, beispielsweise Kreuzbandruptur und Seitenbandruptur, oder den Menisken (Meniskusruptur) im Vordergrund, etwa im Rahmen einer Unhappy triad. Darüber hinaus kann es im Rahmen rheumatoider Erkrankungen zu einer Entzündung des Kniegelenks (Gonarthritis) kommen. Die S3-Leitlinie „Gonarthrose“ wurde im Mai 2025 veröffentlicht und ist bis zum 11.07.2029 gültig.

Die Diagnostik beginnt mit der Anamnese und der klinischen Untersuchung. Typische Leitsymptome sind Schmerzen (Gonalgie), eingeschränkte Belastbarkeit und Schwellung des Knies. Abhängig von der Verdachtsdiagnose kommen bildgebende Verfahren wie Sonographie, Röntgen, Computertomographie (CT) und Magnetresonanztomographie (MRT) sowie endoskopische Verfahren wie die Kniegelenksarthroskopie zum Einsatz.

Im Rahmen der klinischen Untersuchung können folgende Zeichen überprüft beziehungsweise Tests durchgeführt werden:

• Steinmann-I-Zeichen
• Steinmann-II-Zeichen
• Böhler-Zeichen
• Payr-Zeichen
• Schubladentest
• Apley-Grinding-Test

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Wie das Hüftgelenk kann auch das Kniegelenk durch Totalendoprothesen (TEP), sogenannte Knieprothesen (Knie-TEPs), ersetzt werden. Die S2k-Leitlinie „Indikation Knieendoprothese“ wurde im Juni 2023 aktualisiert und ist bis zum 12.03.2028 gültig.