Anatomie
Die Oberfläche von Gelenkknochen ist mit einer 3-5mm dicken Knorpelschicht überzogen, wobei die einzelne Knorpelzelle zu 60-70% aus Wasser besteht. Der Gelenkknorpel ist im gesunden Zustand glatt, glänzend und elastisch. Durch diese Eigenschaften hat Gelenkknorpel die Fähigkeit, Stöße und Druck abzudämpfen. Des Weiteren ermöglicht er das optimale Gleiten der Gelenkflächen und erhält die Beweglichkeit von Gelenken. Da der Knorpel weder über Blutgefäße noch Nerven verfügt, erfolgt seine Ernährung ausschließlich über die Gelenkflüssigkeit. Deshalb ist es wichtig, ein Gelenk zur Sicherung der Knorpelernährung in Bewegung zu halten, da nur hierdurch der Austausch der Gelenkflüssigkeit erfolgt und diese in den Knorpel eingewalkt wird. Zudem hält Bewegung den Knorpel gesund, da zwischen Gewebeverschleiß und Gewebeneubildung ein Gleichgewicht besteht.
Ursachen
Vor allem Sportunfälle und einige spezielle Erkrankungen (Osteochondrosis dissecans, auch bekannt unter dem Begriff „Gelenkmaus“) mit Minderdurchblutung von Knochenarealen können zum Knorpelverlust am Kniegelenk oder zu einer Abscherverletzung des Knorpels führen. Auch Fehlstellungen der Beinachsen führen durch Druckspitzen innerhalb des Kniegelenks zu einer beschleunigten Knorpeldestruktion. Unbehandelt können die Knorpelschäden in vielen Fällen zur Ausbildung eines frühzeitigen Gelenkverschleißes (Arthrose) führen.
Symptome
Absprengungen von Knorpel- oder Knochenanteilen unterschiedlichen Ausmaßes entstehen meist im Rahmen von Sportunfällen durch abrupte Stöße oder bei plötzlichen Drehbewegungen mit Krafteinwirkung. Dies führt zu Ruhe- und vor allem Belastungsschmerzen, meist einhergehend mit einer eingeschränkten Beweglichkeit des Kniegelenks oder mit plötzlichen Gelenkblockaden. Ein Kniegelenkserguss kann ebenfalls auftreten.
Bei einer Osteochondrosis dissecans sind meist zunächst milde Belastungsschmerzen charakteristisch, die im Verlauf durch das Entstehen einer Synovialitis (Entzündung der Gelenkschleimhaut) an Beschwerdeintensität zunehmen. Löst sich ein Dissekat (Gelenkmaus), kann es zu plötzlich auftretenden Einklemmungserscheinungen des Gelenks mit starken Schmerzen kommen.
Diagnose
In unserer Sprechstunde wird nach Durchführung einer ausführlichen Anamnese und klinischen Untersuchung zur Diagnosesicherung und Beurteilung des Ausmaßes des Knorpelschadens sowie der Beteiligung des Knochens eine MRT-Untersuchung des Kniegelenks durchgeführt. Hier können auch Begleiterkrankungen wie Meniskus- oder Kreuzbandverletzungen ausgeschlossen werden. Bei fortgeschrittenen Knorpelschäden ist eine Röntgenaufnahme, ggf. auch im Stand, hilfreich. Wenn eine Beinachsenfehlstellung vorliegt kann durch eine Beckenbeinganzaufnahme eine Achsenvermessung erfolgen.
Therapie
Der Gelenkknorpel bei Erwachsenen ist nicht in der Lage sich selbstständig zu regenerieren. Konservative Therapien (Physiotherapie, medikamentöse Behandlung, Injektionen etc.) können vorübergehend zu einer Linderungführen, helfen jedoch nicht die Ursache zu verändern. Bei unfallbedingten Knorpelschäden insbesondere bei jüngeren Patienten sollte möglichst zeitnah operiert werden, da hierdurch z.B. ein ausgebrochenes Knorpelfragment wieder angeheftet werden und ein Spätschaden vermieden werden kann. Im Folgenden stellen wir aus unserem operativen Spektrum verschiedene Verfahren zur Knorpelbehandlung dar.
Voraussetzungen für eine erfolgreiche operative Knorpeltherapie
Voraussetzend für eine operative Knorpeltherapie am Kniegelenk sind eine nur geringe Beinachsenfehlstellung, ein stabiler Bandapparat und möglichst intakte Meniskusverhältnisse. Besonders wichtig ist ein gesunder Knorpel der an den Knorpeldefekt angrenzt um nach einer operativen Therapie diesen durch Nährstoffe zu versorgen und eine ausgeglichene Druckverteilung zu gewährleisten. Nur so hat eine operativ Therapie auch eine gute Prognose langfristig zu funktionieren. Sollten nicht alle Rahmenbedingungen erfüllt sein ist es manchmal von Nöten unterschiedliche Operationsverfahren während einer Operation miteinander zu kombinieren.
Auffüllen von Knochendefekten „Spongiosaplastik“
Bei Beschädigung des Knochens unterhalb des Knorpelschadens wird häufig erglänzend zu der Knorpeltherapie zeitglich eine sogenannte „Spongiosaplastik“ (das Auffüllen des Knochendefektes durch körpereigenen Knochen) durchgeführt. Hierdurch ist eine deutlich bessere Regeneration der Knorpeltherapie möglich geworden.
Knorpelregister
Knochenmarksstimulierende Verfahren
Für kleine Knorpelschäden unter 1,5cm kann eine Mikrofrakturierung mittels sog. „Pridie-Bohrungen“ durchgeführt werden. Im Rahmen einer Gelenkspiegelung werden nach Entfernung des zerstörten Knorpels kleine Löcher in den Knochen gebohrt, die zu Blutungen und damit Freisetzen von Stammzellen führen. Knochenmarksblut füllt den Knorpelschaden auf, im Verlauf entsteht körpereigener Ersatz-Faserknorpel, der jedoch weniger belastbar als normaler Knorpel ist.
Autologe matrixinduzierte Chondrogenese (AMIC)
Die AMIC ist eine Weiterentwicklung der Mikrofrakturierung bei größeren Defekten bis 3 cm²,bei welcher der angebohrte Knorpeldefekt zusätzlich mit einer Membran bedeckt wird, die mit einem Spezialkleber aufgebracht wird. Diese Membran enthält Stoffe, die das Knorpelzellwachstum fördern und sorgt dafür, dass das durch die Anbohrungen austretende Knochenmarksblut an Ort und Stelle verbleibt, so dass ein Ersatzknorpel entstehen kann. Damit ist die AMIC ein einzeitiges, d.h. mit nur einer Operation durchführbares Verfahren, das auch für größere Defekte einsetzbar ist und bereits nachgewiesene sehr gute Ergebnisse erzielt.
Knorpel-Knochen-Transplantation
Bei Knorpelläsionen von bis zu 4cm² kann eine sog. OATS-Plastik (Osteochondral Autograft Transfer System), als Knorpel-Knochen- Transplantation durchgeführt werden.
Dieses auch als Mosaikplastik bezeichnete Verfahren kommt vor allem dann zum Einsatz, wenn neben dem Knorpelschaden eine Begleitverletzung des darunter liegenden Knochens besteht. Knorpel-Knochen-Zylinder unterschiedlicher Größe werden an wenig belasteten gesunden Randarealen des Gelenks entnommen und in die Defektzone implantiert. Der Vorteil dieser Methode ist, dass es sich um einen echten Gelenkknorpel handelt und zuverlässige Langzeitergebnisse vorliegen. Nachteilig sind jedoch die begrenzte Verfügbarkeit und das keine größeren Defekte versorgt werden können.
Knorpelzelltransplantationen
Bei der Knorpelzelltransplantation wird aus körpereigenem Knorpelgewebe Knorpelersatzgewebe angezüchtet und in die Defektstelle eingesetzt.Die autologe Chondrozytentransplantation (ACT) wird bereits seit über 20 Jahren erfolgreich zur Rekonstruktion des Knorpels eingesetzt.
Wie funktioniert die ACT?
Die Knorpelzelltransplantation besteht aus zwei Operationsschritten, da für die Anzüchtung der Knorpelzellen körpereigene Zellen erforderlich sind.
Im ersten Schritt erfolgt eine Gelenkspiegelung zur Beurteilung des Knorpelschadens: Insbesondere bei größeren Defekten über 4 cm² oder mehrerer Defekten innerhalb eines Gelenks ist die ACT anderen bestehenden Verfahren überlegen. Besteht die Möglichkeit einer Knorpelzelltransplantation werden im selben Eingriff gesunde Knorpelzellen aus einem unbelasteten Gelenkanteil entnommen und in einem Speziallabor vermehrt. Nach drei Wochen steht dann ein aus körpereigenen Zellen hergestelltes Knorpelersatzgewebe zur Verfügung, das im zweiten Operationsschritt eingebracht werden kann.
Bei der neuen Generation der ACT können zwei verschiedene Trägermaterialien verwendet werden. Zum einen können die Knorpelzellen in eine spezielle dreidimensionale Matrix eingebracht werden, welche beim zweiten Eingriff über einen 4 bis 5 cm langen Hautschnitt in den bestehenden Knorpeldefekt eingenäht wird, zum anderen können die Knorpelzellen mit einem injizierbaren Hydrogel reimplantiert werden. Dabei erfolgt das Einbringen des Hydrogels direkt in den bestehenden Defekt im Gelenk. Das Hydrogel härtet während der Operation aus und füllt so den vorliegenden Knorpeldefekt. Mit dem Transplantat auf Basis eines Hydrogels als Trägermatrix können Niveau und Höhe des Transplantats beliebig eingestellt und auf den bestehenden Defekt individuell angeglichen werden. Das Hydrogel selber wird später ohne Rückstände während des Umbauprozesses resorbiert. Bei dieser Möglichkeit kann ggf. auf einen größeren Zugang zum Gelenk verzichtet werden.
Wann kommt eine Knorpelzelltransplantation in Frage?
Voraussetzung für eine Knorpelzelltransplantation ist ein stabiles Gelenk ohne deutliche Achsfehlstellung oder Bandinstabilitäten. Fehlstellungen oder Bandinstabilitäten müssen vor oder während einer Knorpelzelltransplantation korrigiert werden.
Eine Knorpelzelltransplantation kann bei einzeln lokalisierten größeren Knorpelläsionen oder mehreren kleineren eingesetzt werden, solange in den weiteren Gelenkabschnitten keine relevanten Knorpelschäden zu finden sind.
Die Knorpelzelltransplantation eignet sich für aktive, gesunde Patienten, das biologische Alter steht im Vordergrund.
Wie wird eine Knorpelzelltransplantation nachbehandelt?
Die Nachbehandlung hängt von der Lokalisation des Knorpelschadens ab. Bei einer Transplantation im Hauptbelastungsbereich des Gelenks erfolgt nach zweitägiger Ruhigstellung die Mobilisation des Gelenks. Eine freie Beweglichkeit ist erlaubt, die Belastung für 6 Wochen auf 20 kg Teilbelastung beschränkt. Anschließend kann die Belastung alle 14 Tage um 30kg gesteigert werden bis zur Vollbelastung nach 12 Wochen.
Danach kann die gewohnte Alltagstätigkeit wieder aufgenommen werden. Sprung- und Laufsportarten dürfen für ein Jahr nicht durchgeführt werden.
