Operative Behandlung von Knorpelschäden

Innovationen der Knorpelchirurgie: Operative Behandlung beim Knorpelschaden

Symptomatische Behandlung von Gelenkknorpeldefekten: Lavage und Débridement
Die Behandlung von Gelenkknorpeldefekten mittels Gelenkspülung und Knorpelglättung wird als Lavage und Debridement bezeichnet. Sie dient der Auswaschung von abgelösten Knorpelfasern und der Abtragung oberflächlicher strukturveränderter Knorpelanteile. Bei der sogenannten „Gelenktoilette“ werden Abriebpartikel und freie Gelenkkörper mechanisch herausgespült. Dieses Basisverfahren der modernen Knorpelchirurgie wirkt sich günstig auf den Entzündungsprozess im Gelenk aus. Eine begleitende Synovialitis – Reizung der Gelenkinnenhaut - wird reduziert und die Beweglichkeit des Gelenkes verbessert.
Nachuntersuchungen belegen eine deutliche Verbesserung der Beschwerdesymptomatik im Zeitraum von drei bis vier Jahren.

Verfahren zur Anregung der Regeneration des Knorpelgewebes

Abrasion
Bei kleinen Knorpeldefekten < 1 cm wird der defekte Knorpel bis auf die subchondrale Knochenschicht - das heißt, die direkt unter dem Gelenkknorpel liegende Schicht – abgetragen. Es erfolgt eine Regeneration durch körpereigenen Ersatzknorpel.

Mikrofrakturierung

Bei großen Knorpeldefekten > 1 cm wird im Rahmen der Arthroskopie eine Eröffnung der Blutgefäße in der Knochenschicht unter dem Gelenkknorpel vorgenommen. Stammzellen werden in die Defektzone eingeschwemmt. Diese wandeln sich in ein Regenerat aus Faserknorpel um, das als Ersatzknorpel die Bewegungs- und Belastungsfähigkeit des Gelenkes verbessert.

Postoperativ ist eine Entlastung für vier Wochen an Unterarmgehstützen erforderlich. Zweimal täglich kommt eine Motorschiene für zwei bis drei Stunden zur Anwendung. Durch das Prinzip der continious passiv motion (CPM-Motorschiene) werden die Stammzellen zur Umwandlung in Faserknorpel angeregt.

Biologische Rekonstruktion von Knorpelschäden
Für die biologische Rekonstruktion des Gelenkknorpelschadens stehen unterschiedliche Verfahren zur Verfügung. Sie sollten frühzeitig eingesetzt werden, um sekundäre entzündliche Prozesse zu verhindern und einer vorzeitigen Arthrose vorzubeugen.

Daher war es ein großer Durchbruch, als es gelang, aus wenigen Knorpelzellen eine größere neue Menge an Knorpelzellen anzuzüchten.

Diese neuen Knorpelzellen werden an eine biologische Matrix gekoppelt und wieder in das Knie eingebracht. Bisher musste für die Transplantation das Gelenk eröffnet werden, und die Knorpelzellmatrix z.B. durch Naht auf dem Defekt fixiert werden. Ein neues Verfahren der Fa. Codon ermöglicht es, auch die Transplantation der neuen Zellen häufig minimalinvasiv, d.h. ohne Eröffnung des Gelenks (arthroskopisch), auf den Defekt aufzubringen.

Bei diesem innovativen Verfahren werden die arthroskopisch gewonnenen Knorpelzellen in eine biologische Matrix in Kugelform (Sphäroide: bis zu 200.000 Zellen) verdichtet. Diese Sphäroide können auf den Defekt aufgebracht werden und haften diesem selbständig an. Durch die minimalinvasive Transplantation ergeben sich einige Vorteile für den Patienten: Viele Störungen an aktiven und passiven Strukturen des Gelenkes entfallen, die Schmerzen sind durch das reduzierte Weichteiltrauma reduziert.
Am Kniegelenk eignen sich die mediale und laterale Femurcondyle, die Trochlea und die Patella für die Autologe Chondrozyten Transplantation. Am oberen Sprunggelenk können zentrale Defekte am Talus (Sprungbein) gedeckt werden.
Voraussetzungen für dieses Operationsverfahren sind ein tragfähiger Umgebungsknorpel um die Defektzone, intakte korrespondierende Gelenkflächen sowie keine weiteren Verletzungen an den Menisken und Bändern des Kniegelenkes. Indikation zur ACT stellen Knorpeldefekte III° und IV° der Outerbridge-Klassifikation dar (siehe unter Einteilung der Knorpelschäden). Maximal zwei unabhängige Defekte können gedeckt werden. Bei einer sogenannten „kissing leason“, bei der sich Knorpeldefekte gegenüberliegen, ist das Verfahren nicht möglich.

ACT Autologe Chondrozyten Transplantation
Die Autologe Chondrozyten Transplantation stellt ein zweizeitiges Operationsverfahren dar, bei dem körpereigene Knorpelzellen im Labor aufbereitet und im zweiten Schritt operativ in die Defektzone implantiert werden.
Indikationen bilden isolierte Knorpeldefekte. Vom operativen Gelenk- und Wirbelsäulenzentrum Steglitz werden derzeit ACT- Implantationen der Femurcondylen, des Tibiaplateaus und des femoralen Gleitlagers der Patella erfolgreich durchgeführt.

Verfahren der Autologen Chondrozyten Transplantation


1. Schritt
Bei einer ersten Arthroskopie erfolgt die Inspektion des gesamten Kniegelenks unter genauer Betrachtung der Defektzone des Gelenkknorpels. Aus einem weniger belasteten Gelenkanteil (Notch-Region) werden 3 Knorpelzylinder (ca. 4mm Durchmesser) entnommen. Die Probeentnahme wird im Nährmedium einer Blutprobe dem Speziallabor zugeleitet.

2. Schritt
Der entnommene Knorpel wird mittels Zellkultur im Labor vermehrt. Innerhalb von 7 Wochen erfolgt die Anzüchtung gesunder Knorpelzellen in Sphäroiden verpackt, die in das Gelenk implantiert werden kann.

3. Schritt
Bei der zweiten Operation werdendie angezüchteten Knorpelzellen in Form von Sphäroiden aufgetropft. Hierbei handelt es sich um zellflüssige Kügelchen, die 200.000 Knorpelzellen pro ml enthalten. Diese haben große adhäsive Kräfte und haften selbständig in der Defektzone. In den nächsten Wochen wächst ein Knorpel „rasen“ in die Höhe, der das normale Niveau des
Gelenkknorpels erreicht.

Die Nachbehandlung sieht eine Teilbelastung für 2 bis 6 Wochen bis zum Abschluss der Wundheilung vor. Danach ist die Vollbelastung im Alltag möglich. Die sportliche Belastung wird nach 5 bis 6 Monaten freigeben.

Das Verfahren der Autologen Chondrozyten Transplantation zeichnet sich durch eine hohe Implantatstabilität aus. Die derzeitigen Nachuntersuchungen der Patienten zeigen gute Ergebnisse. Die mittelfristigen 5 Jahres Ergebnisse sind vielversprechend. Bislang fehlen Langzeitergebnisse aus Follow up Studien.

 

OATS : Osteochondrales autologes Transplantat System
Bei diesem Verfahren wird ein Knorpel-Knochenzylinder aus einem nicht belasteten Bereich des Gelenks entnommen und in eine Defektzone implantiert. Indikationen stellen kleine Defekte von < 1 cm Größe dar. Die Knorpel-Knochenzylinder haben einen Durchmesser von 6 bis 10 mm und werden passgenau mit Press-Fit-Technik im Defekt implantiert. Auch mehrere Zylinder können umgesetzt werden, so das eine Mosaikplastik entsteht. Funktionstüchtige Gelenkfläche wird in die Hauptbelastungszone versetzt.

Das Operations-Verfahren erfolgt in offener Technik. Durch die Press-Fit-Technik kann auf eine Fixation mittels Schrauben verzichtet werden, wobei die Stabilität durch eine ausreichende Zylinderlänge und optimale Operationstechnik gewährleistet wird. Postoperativ besteht ein freies Bewegungsausmaß. Die Nachbehandlung sieht eine Teilbelastung bis zum Abschluss der Wundheilung vor, danach Steigerung zur Vollbelastung.

Hemicap-Verfahren: Catilage articular prothesis

Das Hemicap-Verfahren stellt einen kleinsten endoprothetischen Oberflächenersatz dar. Hierbei handelt es sich um ein relativ neues Verfahren, das mit Erfolg angewendet wird. Ein tief greifender Knorpeldefekt wird mit einer Kleinstprothese ersetzt. Die Indikation zu diesem Eingriff besteht bei Knorpelschäden bis 4 qcm und gerader Beinachse, wenn die anderen Verfahren wie ACT und OATS nicht in Frage kommen.

Bei der Hemicap handelt es sich um eine kleine Kappenprothese mit Titanlegierung der Oberfläche. Nach Ausfräsen der defekten Knorpellamellen wird die Prothese passgerecht mit Schrauben verankert.
Bislang kommt das Verfahren an den Femurcondylen und am Gleitlager sowie bei isolierter Retropatellararthrose (der Rückfläche der Kniescheibe) zur Anwendung. In der Nachbehandlung zeigen sich gute funktionelle Ergebnisse.

Umstellungsosteotomie am Kniegelenk

Bei Gelenkverschleiß ist, vor allem bei jüngeren Patienten, anstelle des endoprothetischen Gelenkersatzes häufig eine Verbesserung des Zustandes durch eine gelenkerhaltende Operation möglich. Hierzu kann eine sogenannte Umstellungsosteotomie erfolgen. Diese Maßnahme kann am Kniegelenk eine Achsfehlstellung korrigieren und so die Belastung vom geschädigten Knorpel auf gesunden verlagern. Achsfehlstellungen des Beines (X- und O-Bein), entweder anlagebedingt oder als Folge eines Unfalls, stellen neben dem kosmetischen vor allem ein gesundheitliches Problem dar, da die ungleiche Belastungsverteilung zwischen Innen- und Außenseite des Gelenks zu einem vorzeitigen Gelenkverschleiß führen kann. Bereits bei einem gesunden Kniegelenk kann eine geänderte Beinachse arthrosebegünstigend sein. Der Umstellungsosteotomie kommt vor allem bei einem, beispielsweise nach Meniskusoperation, vorgeschädigten Kniegelenk sowie nach operativen Knorpelbehandlungen

(z.B. Autologe Knorpeltransplantation) eine ganz besondere Bedeutung zu.

X-Bein (Genu valgum): Das Schienbein wird unterhalb des Kniegelenks durchtrennt und ein präoperativ exakt geplanter Knochenkeil entnommen (Close Wedge-Verfahren). Der „Bruch“ wird anschließend mit einer winkelstabilen Platte fixiert und diese bis zur Ausheilung belassen. Danach muss die Platte in einer erneuten, aber viel kleineren Operation entfernt werden.

O-Bein (Genu varum): Das Schienbein wird ebenfalls durchtrennt und durch Aufspreizen der Innenseite und Fixierung mit einer winkelstabilen Platte (TomoFix-Platte) wird eine Korrektur der Kniegelenksachse erreicht (Open Wedge-Verfahren). Der entstehende Hohlraum wird mit künstlicher Spongiosa aufgefüllt. In den nächsten Wochen und Monaten durchbaut der Körper diesen Hohlraum mit festem Knochen. Auch hier wird zur Entfernung der Platte eine zweite Operation notwendig.
Auf diese Weise wird die Belastung im Kniegelenk dahingehend verändert, dass bisher nicht belastete, noch gesunde Knorpelareale (beim X-Bein innen, beim O-Bein außen) in die Belastungszonen des Gelenkes einbezogen und überbelastete, geschädigte Knorpelareale entlastet werden.

Im Anschluss an die Operation muss das Kniegelenk für 6 Wochen entlastet werden. Übungen ohne Belastung des Beines können im vollen Bewegungsumfang bereits durchgeführt werden. Im Anschluss an die 6 Wochen wird ein Kontrollröntgenbild angefertigt und mit der Belastung des Beines begonnen. Sportverbot besteht für 3-6 Monate. Die Entfernung der Platte kann beim Open Wedge-Verfahren ab dem 12 Monat nach der Operation geplant werden, beim Close Wedge-Verfahren bereits nach 6 Monaten, da hier kein Hohlraum knöchern durchbaut werden muss.

„Bioprothese“
Die Kombination aus Umstellungsosteotomie und Mikrofrakturierung oder Abrasionsarthroplastik wird von einigen Operateuren als „Bioprothese“ bezeichnet. Dies drückt aus, dass durch die körpereigene Regeneration eine Art biologischer Gelenkersatz entsteht. Die Arbeitsgruppe um Dr. Laute hat bereits seit Jahren Erfahrung auf diesem Gebiet und mit dieser Technik bereits gute Ergebnisse erzielt.

Endoprothetik
Der künstliche Ersatz des Hüft- und Kniegelenks kommt bei starker Verschleiß des betreffenden Gelenks und ausgeprägter Schmerzsymptomatik mit Bewegungseinschränkung in Frage. Ist der Alltag nur noch unter größten Schmerzen zu bewältigen und der Schmerz auch in Ruhe, z.B. in der Nacht vorhanden, ist ein Ersatz des entsprechenden Gelenks angezeigt.

Endoprothetik des Hüftgelenks
Durch den künstlichen Ersatz des Hüftgelenkes können Bewegungsumfang und Funktion des Hüftgelenkes verbessert und Beschwerden vermindert werden.
Zuerst erfolgt die präoperative Planung der Operation mit Hilfe von Schablonen anhand von aktuellen Röntgenaufnahmen des Hüftgelenkes. Die Operation erfolgt dann in Voll- oder Teilnarkose. Der Zugang wird über einen kleinen Hautschnitt an der seitlichen Hüfte von etwa 10cm Länge gelegt. Der kleine Hautschnitt und die schonende Präparation der Muskulatur gewährleistet später eine schnellere Rehabilitation. Im nächsten Schritt wird der Hüftkopf und -hals dargestellt und der Hüftkopf am Schenkelhals abgetrennt und entfernt. Die Pfanne wird nun vom restlichen Knorpelgewebe befreit und beide Seiten (Pfanne und Oberschenkel) durch eine Prothese ersetzt. Die Verankerung kann zementiert oder nicht zementiert (Press-Fit-Verfahren) erfolgen. Durch das modulare System ist hier die Möglichkeit gegeben, Beinlängendifferenzen auszugleichen bzw. zu vermeiden.
Am ersten Tag nach der Operation kann bereits mit Gehstützen und Teilbelastung die erste Mobilisation erfolgen. An den stationären Aufenthalt, der zwischen 7 und 10 Tagen beträgt, schließt sich ein spezielles Rehabilitationsprogramm an, bei dem der Patient wieder den vollen Bewegungsumfang mit dem neuen Gelenk erlernt.

Endoprothetik des Kniegelenks
Beim künstlichen Kniegelenksersatz stehen verschiedene Verfahren zur Auswahl. Je nach Indikation wird die optimale Versorgung gewählt: Teilgelenksersatz bei einseitig betonter Arthrose, Totalgelenksersatz (Bicondylär, gekoppelt, ungekoppelt) bei fortgeschrittener Arthrose.

Präoperativ wird anhand von aktuellen Röntgenaufnahmen (Achsaufnahme) die Operation sorgfältig geplant. Die Prothese setzt sich aus einer femoralen (Ersatz der Oberschenkelgelenkfläche) Komponente, einem Inlay („Puffer und Gleitlager“) und der tibialen (Ersatz der Schienbeingelenkfläche) Komponente. Diese werden entweder im Press-Fit-Verfahren oder zementiert eingebracht. Die Entscheidung über eine Zementierung wird hierbei von der vorhanden Knochenstruktur und -festigkeit abhängig gemacht.

Das Ziel bei beiden Verfahren ist es eine Schmerzreduktion oder Schmerzbefreiung zu erreichen und so dem Patienten die Alltaggestaltung wieder zu erleichtern.
Am 2. Tag nach der Operation wird mit der Mobilisation des Patienten begonnen. Auch hier schließt sich eine dreiwöchige Rehabilitationsphase an den stationären Aufenthalt (7-10 Tage) an.