Kniegelenkknorpelschaden

Bereich Sportorthopädie und Sporttraumatologie

Definition der Erkrankung

Die im Gelenk gegenüberliegenden Knochenanteile sind von Knorpel überzogen. Diese glatte, feste und elastische Schicht sorgt dafür, dass sich das Gelenk leicht und reibungsfrei bewegen lässt. Strukturelle Schäden des Gelenkknorpels treten recht häufig auf. Knorpelschäden und Arthroseschäden sind aber klar voneinander zu trennen. Arthrose entsteht auf der Basis eines vermehrten Gelenkverschleißes und muss deshalb anderes behandelt werden.

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Symptome

Die klinischen Beschwerden sind je nach Art, Größe und Lokalisation des Knorpelschadens unterschiedlich. Dazu zählen schmerzhafte Bewegungseinschränkungen, Kraftminderung, Gelenkblockierungen und wiederkehrende Gelenkschwellungen. Nicht nur bei sportlich aktiven Patienten mit einem hohen funktionellen Anspruch stellen die auftretenden Symptome eine deutliche Einschränkung der Alltagsbelastbarkeit und Lebensqualität dar.

Ursachen

Besonders die Knie- und Sprunggelenke sind oft von oberflächlichen Knorpel- und tieferliegenden Knorpel-Knochenschäden betroffen. Diese entstehen meist bei Sportunfällen, Verdrehtraumen sowie schwerwiegenden Verkehrs- oder Arbeitsunfällen. Je nach Tiefe und Ausdehnung lassen sich verschiedene Ausprägungen des Knorpelschadens (I- bis IV-gradige Defekte, siehe Abb.) unterscheiden. Spontan und ohne erkennbare Ursache auftretende Schäden des Gelenkknorpels und des darunter liegenden Knochens kommen bei Osteochondrosis Dissecans (OD) vor. Hier löst sich ein Knorpel-Knochenfragment aus dem Gelenkverbund und führt im fortgeschrittenen Stadium zu freien Gelenkkörpern. Über den Spontanverlauf solcher lokal begrenzter Knorpelschäden ist wenig bekannt. Es wird angenommen, dass dadurch einer Arthrose Vorschub geleistet wird.

Diagnose

IV-gradiger Knorpelschaden mit bereits freiliegendem Knochen: Während der Arthroskopie wird die Ausdehnung des Knorpelschadens untersucht. Das Instrument markiert die Grenze zwischen Knorpel und Knochen.

Zunächst untersuchen wir Sie gründlich und erfragen Ihre Krankengeschichte. Zur genauen Beurteilung der Schadensausdehnung benötigen wir dann noch aktuelle Röntgenbilder des betroffenen Gelenkes. Bei eventuellen Begleitverletzungen ziehen wir außerdem eine Kernspinuntersuchung (MRT) heran.

Ein geschädigter Gelenkknorpel kann nicht aus eigener Kraft heilen. Um aber eine biologische Heilung und Wiederherstellung von vollschichtigen Knorpelschäden zu erreichen, führte man in den vergangen 20 Jahren eine Reihe neuer Techniken ein. Heute umfasst ein modernes Therapiekonzept mehrere innovativer Techniken:

  1. Mikrofakturierung nach Steadman
  2. Transplantation autologer osteochondraler Dübel (Mosaikplastik)
  3. Transplantation autologer Chondrozyten (ACT) 

Welches der drei Verfahren eingesetzt wird, hängt von der Defektgröße und dem Patientenalter ab - gemäß den Empfehlungen der Arbeitsgemeinschaft "Geweberegeneration und Gewebeersatz zur Autologen Chondrozyten-Transplantation (ACT)": Kleinere Defekte (< 2cm2) sollten mit Mikrofrakturierung, kleine bis mittlere Defekte (2 bis 4cm2) mit körpereigenen Knorpelknochenzylindern (Autologe Osteochondrale Transplantation) und große bis sehr große Defekte (4 bis 10cm2) mit körpereigenen Knorpelzellen (Autologe Chondrozyten Transplantation = ACT) behandelt werden.

Ablauf der Behandlung

Die Therapie richtet sich nach Defektausdehnung, -tiefe, -lokalisation und Ihren Beschwerden. Oberflächliche Knorpelschäden mit Rissbildungen oder Auffaserung (II-ten und III-ten Grades) werden während eines arthroskopischen Eingriffs durch eine Knorpelglättung (Abrasion) behandelt. Erst bei tiefen IV-gradigen Knorpelschäden mit freiliegendem Knochen müssen regenerative Maßnahmen vorgenommen werden, um eine Ersatzknorpelbildung einzuleiten.

Im Rahmen verschiedener Studien bieten wir sämtliche Verfahren durch unsere erfahrenen Operateure an und entscheiden gemeinsam mit dem Patienten, welche Therapieform den größten Erfolg verspricht.

1. Mikrofraturierung

Mikrofrakturierung eines IV-gradigen Knorpelschadens: Mit dem abgebildeten Instrument wird die unter dem Knorpel liegende Knochenplatte perforiert. Die Löcher ermöglichen das Einwandern von Stammzellen und Faktoren aus dem Knochenmark, mit der sich die Stoffwechselaktivität beschleunigen lässt.

Diese Technik wird bei kleineren Defekten mit einer Größe von bis zu 2 cm2 angewendet. Durch das Setzen kleiner Löcher in die unter dem Knorpel liegende Knochenplatte (Abb. 1) wird das Einbluten und Einwandern von Stammzellen und Faktoren aus dem Knochenmarkraum eingeleitet. Das ermöglicht die Neubildung von Gewebe und die Füllung des Knorpeldefektes mit Narbengewebe und Faserknorpel.

2. Transplantation von körpereigenen Knorpel-Knochen-Dübel (Mosaikplastik/OATS)

Abschlussbild von körpereigenen Knorpel-Knochen-Dübeln, die in einen Knorpeldefekt überlappend transplantiert wurden (Mosaikplastik/OATS,). Damit lässt sich echter Gelenkknorpel wieder am ehemaligen Defektort herstellen.

Bei einer Größe von 2 bis 4 cm2 setzen wir auf die Transplantation von körpereigenen Knorpel-Knochen-Dübeln. Zunächst werden aus mechanisch weniger belasteten Gelenkabschnitten des Kniegelenkes (z. B. seitlicher Rand des Kniescheibengleitlagers) körpereigene Knorpel-Knochen-Dübel entnommen. Nach Versäuberung und Ausfräsen des Knorpeldefektes werden die Knorpel-Knochen-Dübel in das teilweise geschädigte Gelenkareal teilweise überlappend transplantiert (Abb. 2), um so wieder echten Gelenkknorpel vor Ort zu erzielen.

3. Transplantation körpereigener Knorpelzellen (ACT, ACI, MACT, MACI)

Diese technisch aufwändige und kostenintensive Technik wird überwiegend bei großen Defekten von 4 bis 10 cm2 eingesetzt. In einem ersten Eingriff, der zur Gelenkinspektion und Defektdokumentation vorgenommen wird, werden mehrere reiskorngroße Knorpelstücke aus weniger belasteten Gelenkabschnitten entnommen. Durch entsprechende Industriepartner werden innerhalb von vier bis sechs Wochen hieraus Knorpelzellen herausgelöst und im Labor beliebig vermehrt. Sobald eine ausreichende Zellzahl erreicht ist, werden diese Zellen in den Knorpeldefekt zurück transplantiert. Hierzu muss das Gelenk eröffnet werden.

Autologe Chondrozytentransplantation (ACT, 1. Generation): Unter das aufgenähte Stück Knochenhaut werden die zuvor im Labor angezüchteten körpereigenen Knorpelzellen gespritzt, um die Knorpelneubildung zu stimulieren.
Als Verbesserung der Techniken gilt der Ersatz des Periostlappens (Abb. 4) mit einer künstlichen Kollagenmembran, so dass auf die Entnahme des Periostes verzichtet werden kann (2. Generation). In der 3. Generation der ACT werden körpereigene Chondrozyten in dreidimensionale Träger eingebracht, kultiviert und dann mit dem Träger im Defektort fixiert. Hierdurch werden eine sichere Fixierung der Zellen im Defekt und eine bessere Steuerung der Knorpelneubildung ermöglicht.