Chondroplastik / Knieknorpelersatz

Gelenkknorpel, insbesondere der im Kniegelenk, zeichnet sich im Allgemeinen durch sehr geringe Reibung, hohe Verschleißfestigkeit und schlechte Regenerationseigenschaften aus. Es ist für einen Großteil der Druckfestigkeit und der Belastungseigenschaften des Kniegelenks verantwortlich, und ohne es ist das Gehen schmerzhaft bis unmöglich. Osteoarthritis ist eine häufige Erkrankung des Knorpelversagens, die zu eingeschränktem Bewegungsumfang, Knochenschäden und ausnahmslos Schmerzen führen kann. Aufgrund einer Kombination aus akutem Stress und chronischer Müdigkeit äußert sich Osteoarthritis direkt in einer Abnutzung der Gelenkfläche, und im Extremfall kann Knochen im Gelenk freigelegt werden. Einige zusätzliche Beispiele für Knorpelversagensmechanismen umfassen einen Bruch der zellulären Matrixverknüpfung, eine Hemmung der Chondrozytenproteinsynthese und eine Apoptose der Chondrozyten. Es gibt verschiedene Reparaturoptionen für Knorpelschäden oder -versagen.

Nicht-chirurgische Behandlungen

Osteoarthritis ist die zweithäufigste Ursache für Behinderungen bei älteren Menschen in den Vereinigten Staaten. Es handelt sich um eine degenerative Erkrankung, die im Allgemeinen relativ mild beginnt und mit der Zeit und dem Verschleiß eskaliert. Bei Patienten mit leichten bis mittelschweren Symptomen kann die Störung durch mehrere nicht-chirurgische Behandlungen behandelt werden. Die Verwendung von Zahnspangen und medikamentösen Therapien wie Entzündungshemmern (Bsp. Diclofenac, Ibuprofen und Naproxen), COX-2-selektive Inhibitoren, Hydrocortison,wurden gezeigt, um die durch Knorpelmangel verursachten Schmerzen zu lindern.

Nicht-biologische Behandlungen

Diese Art der Reparatur, kurz vor dem vollständigen Gelenkersatz, kann in drei Gruppen unterteilt werden.

Chondrektomie und Debridement

Behandlungen, die den erkrankten und untergrabenen Knorpel entfernen, um Entzündungen und Schmerzen zu stoppen, umfassen Rasieren (Chondrektomie) und Debridement.

Es ist interessant festzustellen, dass das Debridement, das 1941 von Magnuson eingeführt wurde, keine wissenschaftliche Existenzgrundlage hat. Es wird palliativ angewendet, da es vorübergehend Schmerzen im Zusammenhang mit arthritischen Entzündungen lindert. Viele Versicherungen (ex. Aetna) betrachten das Verfahren als experimentell, da es keine Beweise für seine Wirksamkeit gibt.

Abrasions- und Mikrofrakturchirurgie

Eine weitere Behandlungsgruppe besteht aus einer Reihe abrasiver Verfahren, die auf die Auslösung der Knorpelproduktion abzielen, wie Bohren, Mikrofrakturchirurgie, Chondroplastik und Spongialisierung.

Abrieb, Bohren und Mikrofrakturen entstanden vor 20 Jahren. Sie beruhen auf dem Phänomen der spontanen Reparatur des Knorpelgewebes nach einer Gefäßverletzung des subchondralen Knochens.

Lasergestützte Behandlungen

Lasergestützte Behandlungen, derzeit experimentell, bilden eine dritte Kategorie; sie kombinieren die Entfernung von erkranktem Knorpel mit einer Knorpelumformung und induzieren auch eine Knorpelproliferation.

Laserabrieb sorgt für schonendes Schneiden des Knorpels. Es nutzt Wärme, um Veränderungen in der physikalischen Matrix zu induzieren, was zu Formänderungen und Stressabbau führt. Eine Verbesserung dieser Therapie, um sie räumlich selektiver zu machen, würde übermäßige Gewebeschäden wie Luftblasenbildung, Gewebenekrose, reaktive Synovitis, Chondrolyse und eine Beschleunigung der Gelenkknorpeldegeneration vermeiden.

Autologe Matrix-induzierte Chondrogenese

Die autologe Matrix-induzierte Chondrogenese, auch AMIC genannt, ist eine biologische Behandlungsoption für Gelenkknorpelschäden Knochenmarkstimulierende Technik in Kombination mit einer Kollagenmembran. Es basiert auf der Mikrofrakturchirurgie mit der Anwendung einer zweischichtigen Kollagen I / III-Membran.

Die AMIC-Technik wurde entwickelt, um einige der Mängel der Mikrofrakturchirurgie wie variables Reparaturknorpelvolumen und funktionelle Verschlechterung im Laufe der Zeit zu verbessern. Die Kollagenmembran schützt und stabilisiert die durch Mikrofraktur freigesetzten MSCs und verbessert deren chondrogene Differenzierung.

Die AMIC-Operation ist ein einstufiges Verfahren. Sobald der Knorpelschaden beurteilt ist, gibt es zwei Methoden, um auf das Gelenk zuzugreifen und mit der AMIC-Operation fortzufahren. Zuerst ist eine Mini-Arthrotomie durchzuführen. Zweitens ist ein all-arthroskopisches Verfahren.

Autologe Chondrozytenimplantation

Der körpereigene Knorpel des Menschen ist immer noch das beste Material für die Auskleidung von Kniegelenken. Dies treibt die Bemühungen an, Wege zu entwickeln, mit denen die eigenen Zellen einer Person wachsen oder Knorpelgewebe nachwachsen können, um fehlenden oder beschädigten Knorpel zu ersetzen. Eine zellbasierte Ersatztechnik wird als autologe Chondrozytenimplantation (ACI) oder autologe Chondrozytentransplantation (ACT) bezeichnet.

Ein Review zur autologen Chondrozytenimplantation wurde 2010 veröffentlicht. Die Schlussfolgerungen sind, dass es eine wirksame Behandlung für chondrale Defekte voller Dicke ist. Die Evidenz legt nicht nahe, dass ACI anderen Behandlungen überlegen ist.

Eine ACI-Behandlung, genannt Carticel, ist für junge, gesunde Patienten mit mittleren bis großen Knorpelschäden bestimmt und nicht für Osteoarthritis-Patienten geeignet. Die Chondrozyten des Patienten werden arthroskopisch aus einem nicht tragenden Bereich entweder aus der interkondylären Kerbe oder dem oberen Kamm der medialen oder lateralen Femurkondylen entfernt. 10.000 Zellen werden geerntet und in vitro für ungefähr sechs Wochen gezüchtet, bis die Population 10-12 Millionen Zellen erreicht. Dann werden diese Zellen in den Patienten injiziert. Diese Zellen werden von einem kleinen Stück Weichgewebe aus der Tibia, einem sogenannten Periostlappen, an Ort und Stelle gehalten, der über den Bereich genäht wird, um als wasserdichter Deckel zu dienen. Die implantierten Chondrozyten teilen sich dann und integrieren sich in das umgebende Gewebe und erzeugen möglicherweise hyalinähnlichen Knorpel. Die Kosten für die Behandlung reichen von ($ USD) 20,000-35,000. Eine Technik der zweiten Generation, genannt Carticel II, verwendet eine „Vliesmatrix“, die mit Chondrozytenzellen implantiert ist und arthroskopisch in das Gelenk eingeführt wird. Dieses Verfahren wird als Matrix autologe Chondrozyten-Implantation oder (MACI) bezeichnet und ist in Deutschland, Großbritannien und Australien erhältlich.

Eine Variante der Kartikeltechnik, Matrix-assoziierte autologe Chondrozytentransplantation (MACT) genannt, lässt die Zellen des Patienten in einer 3D-Matrix aus resorbierbarem Gewebe wachsen, die über ein offenes oder arthroskopisches Verfahren implantiert wird. Es scheint eine einfachere Technik zu sein und löst einige der Probleme bei der Verwendung von Carticel unter einem Periostpflaster.

Eine andere ACI-Technik, die „Chrondosphären“ verwendet, verwendet nur Chondrozyten und kein Matrixmaterial. Die Zellen wachsen in selbstorganisierten Sphäroidmatrizen, die über injizierte Flüssigkeit oder eingelegte Gewebematrix implantiert werden.

Autologe mesenchymale Stammzelltransplantation

Seit Jahren wird das Konzept der Gewinnung von Stammzellen und deren Re-Implantation in den eigenen Körper zur Regeneration von Organen und Geweben in Tiermodellen angenommen und erforscht. Insbesondere wurde in Tiermodellen gezeigt, dass mesenchymale Stammzellen Knorpel regenerieren. Kürzlich wurden mehrere Fallberichte über erfolgreiches Knorpelwachstum in menschlichen Knien unter Verwendung autologer kultivierter mesenchymaler Stammzellen veröffentlicht. Darüber hinaus wurde eine n = 229-Sicherheitsstudie veröffentlicht, die eine bessere Sicherheit als chirurgische Alternativen für dieses kultivierte Zellinjektionsverfahren bei einem 3-Jahres-Follow-up zeigt. Ein Vorteil dieses Ansatzes ist, dass die eigenen Stammzellen einer Person verwendet werden, wodurch die Übertragung genetischer Krankheiten vermieden wird.

Microdrilling augmented with peripheral blood stem cells

Eine Studie aus dem Jahr 2011 berichtet über histologisch bestätigtes Nachwachsen des hyalinen Knorpels in einer Fallserie von 5 Patienten, 2 mit bipolaren oder Kissing-Läsionen des Grades IV im Knie. Das erfolgreiche Protokoll umfasst arthroskopische Mikrobohrungen / Mikrofrakturen Chirurgie gefolgt von postoperativen Injektionen von autologen peripheren Blutvorläuferzellen (PBPCs) und Hyaluronsäure (HA). PBPCs sind ein Blutprodukt, das mesenchymale Stammzellen enthält und durch Mobilisierung der Stammzellen in das periphere Blut gewonnen wird. Dr. Khay Yong Saw und sein Team schlagen vor, dass die Mikrobohroperation ein Blutgerinnselgerüst erzeugt, auf dem injizierte PBPCs rekrutiert werden können, um die Chondrogenese an der Stelle der enthaltenen Läsion zu verbessern. Sie erklären, dass die Bedeutung dieses Knorpelregenerationsprotokolls darin besteht, dass es bei Patienten mit historisch schwer zu behandelnden bipolaren oder Knochen-auf-Knochen-osteochondralen Läsionen des Grades IV erfolgreich ist.

Dr. Saw und sein Team führen derzeit eine größere randomisierte Studie durch und arbeiten auf den Beginn einer multizentrischen Studie hin. Die Arbeit des malaysischen Forschungsteams gewinnt internationale Aufmerksamkeit.

Osteochondrales Autotransplantat

Osteochondrales Autotransplantat (OATS) ist eine Technik, bei der der Chirurg Knochen- und Knorpelabschnitte transplantieren muss. Zuerst wird der beschädigte Abschnitt von Knochen und Knorpel aus dem Gelenk entfernt. Dann wird ein neuer gesunder Knochendübel mit seiner Knorpelabdeckung aus demselben Gelenk entfernt und in das Loch transplantiert oder gepfropft, das durch Entfernen des alten beschädigten Knochens und Knorpels zurückbleibt. Der gesunde Knochen und Knorpel werden aus Bereichen mit geringer Belastung im Gelenk entnommen, um eine Schwächung des Gelenks zu verhindern. Abhängig von der Schwere und der Gesamtgröße des Schadens können mehrere Dübel oder Dübel erforderlich sein, um das Gelenk ausreichend zu reparieren. Eine ähnliche Behandlung, bekannt als Mosaikplastik, wird im nächsten Absatz beschrieben.

Transplantation

Es gibt drei Methoden zur Transplantation von Knorpeldefekten, einschließlich periostaler Transplantation, osteochondraler Transplantation (Mosaikplastik) und Transplantation von Gelenkknorpelstammzellpasten. Periostale Transplantate werden aus dem perichondrialen Gewebe entnommen und auf den Gelenkknorpeldefekt transplantiert. Angesichts niedriger langfristiger Erfolgsraten wurde die Perichondrialtransplantation allein klinisch nicht als besonders hervorragende Therapie akzeptiert. Die Mosaikplastik, eine Form der chondralen Transplantation, ist eine Therapie, die den durch Trauma oder Arthritis geschädigten Knorpel auf der Oberfläche des Kniegelenks durch Implantation von osteochondralen Pfropfen ersetzt. Die Implantate können autogen (autolog) oder allogen sein. Bei der Pastenverpflanzung wird beschädigter Knorpel durch autologen Knorpel und spongiösen Knochen aus der interkondylären Kerbe in der Mitte des Knies ersetzt, der zuerst zu einer Paste (typischerweise mit Hydroxylapatit) zerkleinert wird, um den Defekt besser zu füllen und die Chondrozytenaktivität und Knorpelbildung erfolgreicher zu fördern. Diese Verfahren werden oft arthroskopisch durchgeführt.

Gelenkersatz

Der totale Knieersatz ist den schwersten und widerspenstigsten Formen der Arthrose vorbehalten. Wenn andere Behandlungsformen versagen oder wenn Patienten mit geringeren Therapien wahrscheinlich keinen Erfolg haben, besteht die letzte Möglichkeit, defekten Knorpel zu behandeln, darin, das Gelenk ganz oder teilweise zu ersetzen. Beim Kniegelenkersatz werden die abgenutzten Oberflächen des Knies durch Metall und Kunststoff ersetzt, wodurch das schlecht funktionierende natürliche Gelenk durch neue Oberflächen ersetzt wird, die reibungslos zusammengleiten. Das dysfunktionale Gelenk wird entfernt und die Schmerzen werden gelindert. Der totale Knieersatz wird als relativ routinemäßige Operation angesehen, wobei das Ergebnis der Operation darauf hinweist, dass 85% der Patienten mit dem Eingriff zufrieden sind, etwa 10% keine signifikante Verbesserung sehen und 5% eine Verschlechterung der Symptome melden. Es gibt mehr als 300.000 Kniegelenkersatz in den Vereinigten Staaten jedes Jahr. Das durchschnittliche Patientenalter liegt zwischen 65 und 75 Jahren. Von diesen Operationen sind etwa 80% einseitig (nur ein Knie ersetzt) und 20% bilateral. Frauen unterziehen sich dem Eingriff häufiger als Männer und machen 60% der Patientenpopulation aus.

Siehe auch

• Knieersatz
• Hüftersatz
• Gelenkersatz
• Knorpel
• Meniskusknorpelersatztherapie
• Meniskustransplantation

• Knorpelgesundheit – Informationen zur Prävention, Reparatur und Rehabilitation von Gelenkknorpelverletzungen

• Hambly K, Bobic V, Wondrasch B, Van Assche D, Marlovits S (Juni 2006). „Autologe Chondrozytenimplantation postoperative Versorgung und Rehabilitation: Wissenschaft und Praxis“. Am J Sport Med 34 (6): 1020-38. doi:10.1177/0363546505281918.PMID 16436540.
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• Minimalinvasiver totaler Knieersatz. Amerikanische Akademie der orthopädischen Chirurgen. Februar 2005.
• Osteochondrale Transplantation von Gelenkknorpelverletzungen bei eMedicine
• Totaler Knieersatz. Amerikanische Akademie der orthopädischen Chirurgen. Januar 2006.
• BBC-Berichterstattung über autologes Chondrozytentransplantat in Großbritannien