Knorpel und Knorpeldefektsanierung

Damit sich die Knochen in einem Gelenk nicht gegenseitig abreiben sind sie mit einer Schutzschicht – dem Knorpel - überzogen. Diese glatte und glänzende Abdeckschicht ist bis zu einem halben Zentimeter dick.
Der hyaline Gelenkknorpel besteht zu ca. 10% aus Knorpelzellen (Chondrozyten) und zu über 90% aus der Knorpelgrundsubstanz (interzelluläre Matrix bestehend aus Kollagen, Proteoglykanen und 70% Wasser). Mit Abschluss des Körperwachstums verlieren die Knorpelzellen ihre Fähigkeit zur Teilung und damit ihre Fähigkeit, sich selbst zu erneuern. Im Erwachsenenalter ist die Knorpelschicht gefäßlos und mit zunehmendem Alter nimmt die Anzahl der Knorpelzellen ab.

 

Unterschiedliche Knorpeldefekte mit verschiedenen Ursachen

traumatischer Kn orpeldefekt Knorpeldefekt bei OD Abgenutzer Knorpel bei Arthrose
Traumatischer Knorpeldefekt mit deutlicher Defektbildung 
 
Abgelöstes und freies Knorpel
-stück bei Osteochondrosis dissecans

Degenerativer Knorpelschaden bei Arthrose
 


Die arthroskopische Abrasion mit MicroFracture

 

Das Prinzip der Abrasion besteht aus einem Anfrischen (oberflächlich Anfräsen) des bloßliegenden Knochens im Defektbereich, so dass Blutung und Narbenbildung möglich werden.

 

Durch gezielte kleine Knochenbrüche ("Microfracture") können Stammzellen aus dem Knochenmark einwandern und faserigen Ersatzknorpel bilden.
 

Knorpelzelltransplantation
Dreidimensionale autologe Chondrozytentransplantation (3D- ACT)

Kommt es z. B. durch eine akute Verletzung zu einem Herausbrechen eines vollschichtigen Knorpelstückes oder durch eine Durchblutungsstörung zu einer Ablösung eines Knorpelstückes aus der gesunden Knorpelumgebung (Osteochondrosis dissecans ), kann dieser Defekt ggf. mit der Knorpelzelltransplantation (3D-ACT) therapiert werden.
Diese Technik wird meistens bei Knorpeldefekten im Bereich der Oberschenkelrolle (Femurkondyle) des Kniegelenkes und der Kniescheibe (Patella) angewandt, seltener auch im Bereich des Sprungbeins (Talusrolle) des oberen Sprunggelenkes. Defektgrößen mit einer Fläche von 3-14 cm2 sind behandelbar. Die Altergrenze liegt bei den derzeitigen Erfahrungen zwischen dem 16. und 50. Lebensjahr.
Ist die Knorpelschicht - bildlich gesprochen - wie das Profil eines Autoreifens abgeschliffen (z. B. durch Überbelastung, Entzündung, Fehlstellung, Instabilität ...), spricht man von einer Arthrose. Eine Knorpelzelltransplantation (3D-ACT) ist dann nicht möglich.

Das Prinzip der Knorpelzelltransplantation besteht darin, dass man in einer ersten arthroskopisch durchgeführten Operation kleine Knorpelknochenzylinder aus einem nichttragenden Gelenkanteil entnimmt und die Knorpelzellen dann in einem Speziallabor vermehrt.

Knorpelzellgewinnung

In einer zweiten Operation wird das Gelenk über einen kleinen Hautschnitt eröffnet. Die gezüchteten Knorpelzellen werden auf einem Trägermaterial in das Gelenk eingebracht und auf den Knorpeldefekt transplantiert.

Ausstanzen des Knorpeldefektes passgenaues Zuschneiden des Transplantatates Transplantation Transplantat Fixation

Der Defektbereich wird ausgestanzt
 

Das Transplantat wird passgenau zugeschnitten Die Korpelzellen werden mit der Matrix in den Defekt gelegt Die Matrix wird fixiert
 


 

Bevor die 3D-ACT-Technik entwickelt wurde, wurden die Knorpelzellen ohne eine Matrix direkt in den Defekt eingebracht und mit einem Knochenhautlappen befestigt. 1994 wurden erstmals Ergebnisse über diese Technik mit bis zu 75% guten und sehr guten Ergebnissen berichtet [Brittberg M. et al.: Treatment of deep cartilage defekts in the knee with autologous chondrocyte transplantation. N Eng J Med 1994 (331) 889-895]. Bemängelt wurde allerdings, dass der transplantierte Knorpel sich nicht wie der gesunde hyaline Knorpel dreidimensional ausrichtete, damit nicht so belastbar war und dass die Fixation des transplantierten Knorpels mit einem Stück Periost (Knochenhaut ) zu einer überschießenden Transplantatreaktion an der Gelenkfläche führte.
Durch die neuere 3D-ACT-Technik wurden die Ergebnisse deutlich verbessert. Die entnommenen Knorpelzellen werden auf ein Trägermaterial (abdeckende Membran mit einem darunter liegenden Schwamm) eingebracht, so dass sich die Zellen dreidimensional verteilen können und hochwertiger hyaliner Knorpel entsteht. Die Fixation des Transplantates erfolgt mit dünnen, resorbierbaren Nähten oder mit kleinen resorbierbaren Stiften (Pins) und ohne Knochenhaut.
Die Dauer zur Herstellung des Transplantates beträgt nach der Knorpelentnahme nur noch ca. 3 Wochen. Dies hat zu einer Verbesserung der Ergebnisse und einer kürzeren Behandlungsdauer geführt.

 

Ablaufplan der Operationen

  • Erste OP: Arthroskopische Knorpelentnahme, 1-2 Tage stationär.
  • Knorpelzellvermehrung im Labor. Wartezeit von der ersten bis zur zweiten OP ca. 3 Wochen.
  • Zweite OP: Knorpeltransplantation (3D-ACT), 4-5 Tage stationär.

 

 
Nachbehandlung:

Bei Knorpeltransplantation in der Hauptbelastungszone (Femurkondyle):
6 Wochen 20 KG Teilbelastung ( Sohlenkontakt ) an Gehstützen bei freier Beweglichkeit, anschließend schrittweise Belastungssteigerung um 30 kg alle 2 Wochen bis zur Vollbelastung. Radfahren und Schwimmen sind nach Abschluss der Wundheilung erlaubt, sowie leichte isometrische Anspannungsübungen. Nach Erreichen der Vollbelastung: Muskelaufbau- und Koordinationstraining.
Sprung- und Laufsportarten erst nach einem Jahr.


Bei Knorpeltransplantation im Bereich der Kniescheibe ( Patella):
20 Kg Teilbelastung ( Sohlenkontakt ) für eine Woche, dann Vollbelastung, Bewegungsausmaß aber für 6 Wochen auf  maximal 30° Flexion (Beugung mit Schiene limitiert).
Ab der 6. postoperativen Woche Steigerung der Flexion alle 2 Wochen um 30 Grad, ab 90° Flexion kann die Schiene abgenommen werden.
Nach Erreichen von 90 Grad Beugung ist Radfahren und Schwimmen erlaubt, vorsichtiger Muskelaufbau durch isometrisches Training.
Sportarten mit hohem Sturzrisiko sind erst nach einem Jahr erlaubt.

 

Keine Zuzahlung / Norddeutsche Referenzklinik für Knorpeltransplantation

In der Park-Klinik Manhagen können wir gesetzlich versicherten Patienten diese Behandlung ohne Zuzahlung anbieten. Die Park-Klinik wurde 2002 von den Krankenkasse zur norddeutschen Referenzklinik für Knorpelzelltransplantation ernannt.