Der defekte, knorpelige Bereich des Oberschenkelknochens wird durch eine künstliche Oberfläche ersetzt. Da das ganze Kniegelenk von Arthrose betroffen ist, wird auch das komplette Gelenk ersetzt durch eine künstliche Oberfläche ersetzt. Daher der Name kompletter Oberflächenersatz.

Innerhalb der Operation werden die geschädigten Knorpeloberflächen entfernt und durch neue Metall- und Kunststoffoberflächen ersetzt.

Auf die Oberfläche des Schienbeins wird in der Regel eine Metallkomponente, die mit einer Kunststoffkomponente verbunden ist, aufgesetzt. Die Kunststoffkomponente sorgt für eine möglichst geringe Reibung bei der Bewegung und sorgt mit ihrem Formschluss zum Oberschenkel für die nötige Stabilität.

Der Oberschenkelknochen wird im Gelenkbereich ebenfalls mit einer anatomischen, nachbildenden Komponente aus Metall ersetzt. Verwendete Standardmaterialien sind aus Kobalt-Chrom Legierungen. Jedoch gibt es auch hier weitaus bessere Gleitmaterialien wie OXINIUM, die durch ihre keramische Oberfläche noch glatter und abriebfester sind.
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Wichtig ist hier, dass das verwendete Kniesystem eine große Auswahl an Größen hat, um individuell auf die Patientenanatomie einzugehen und individuelle, anatomische Komponenten für rechte und linke Knie gibt. Wenn die Kniescheibe ebenfalls durch die Arthrose stark zerstört ist, besteht die Möglichkeit auch diese Knorpelfläche durch einen kleinen Knopf aus Kunststoff (Polyethylen) zu ersetzten.

Die Befestigung (Fixierung) der Metallkomponenten am Knochen kann dabei mittels eines speziell entwickelten Knochenzementes oder aber auch direkt, das heißt zementfrei, erfolgen. Generell gibt es 2 klassische Designs beim kompletten Knie-Oberflächenersatz:

Der technische Unterschied besteht hierbei in der Beweglichkeit der, zwischen Ober- und Unterschenkelkomponente liegenden Kunststoffplatte (Gleitlager).

• Kniesysteme mit mobilem Gleitlager
• Kniesysteme mit fixiertem Gleitlager

Das mobile Gleitlager (englisch: Mobile Bearing) kann auf der Metallplatte der Unterschenkelkomponente rotieren und gleiten. Beim Kniesystem mit fixiertem Gleitlager wird dagegen das Kunststoffgleitlager fest in die Metallkomponente eingeklickt und ist damit fixiert. Beide Systeme verwenden dieselbe Oberschenkelkomponente.

Jedes der Knie-Systeme hat sich in den letzten Jahrzehnten absolut bewährt und gleichermaßen als zuverlässig und funktionstüchtig erwiesen.
Generell bieten beide Systeme eine gute Mobilität, Beugefähigkeit aber auch ausreichende Stabilität.