• Prof. Dr. Peter Angele (SR/R)
  • Dr.  Heinz-Jürgen Eichhorn (SR/R)
  • Prof. Dr. Michael J. Strobel (SR/MUC)
  • Dr. Frank Schneider (BER)
  • Prof. Dr. Andreas Weiler (BER)
  • Dr. Michael Wagner (BER)
  • Dr. Arno Schmeling (BER)
  • Priv.-Doz. Dr. Thore Zantop (SR/R)
  • Priv.-Doz. Dr. Sven Scheffler (BER)
  • PD Dr. Bernd Preininger (SR/R)
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Knorpel

Knorpel

Verletzungen und Verschleißerscheinungen des Kniegelenkknorpels stellen einen sehr weit gefächerten Problemkreis dar. Da der Knorpel den gesamten inneren Gelenkbereich des Kniegelenkes auskleidet, sollte immer zwischen einem umschriebenen Knorpelschaden, z.B. nach einem Unfall oder bei einer Bandinstabilität und dem allgemeinen Knorpelverschleiß, der Arthrose, unterschieden werden.

Findet sich ein umschriebener Knorpelschaden, z.B. auch in Kombination mit einer Bandinstabilität, sind die Behandlungsmöglichkeiten vielfältig. Zudem gibt es spezielle Krankheitsbilder, die zu einem Absterben des Knorpels und des darunter liegenden Knochens führen (osteochondrosis dissecans, M. Ahlbäck) können. Die Entscheidung für ein bestimmtes Behandlungsverfahren hängt von den jeweiligen Gegebenheiten ab und ist für jeden einzelnen Patienten speziell zu prüfen und zu diskutieren. Wichtig ist es hierbei den richtigen Patienten zur richtigen Zeit mit der richtigen Operation zu versorgen.

Die folgenden Faktoren sind hierbei für die Entscheidungsfindung von Bedeutung:

- Größe des Knorpeldefektes
- Lokalisierung des Knorpeldefektes
- Anzahl der Knorpeldefekte
- Tiefe des Defektes (inkl. des darunter liegenden Knochens)
- Alter und Aktivität des Patienten
- Begleitverletzungen (Kreuzbandinstabilität)
- Beinachse

Zudem ist es häufig auch sinnvoll ,die Knorpelbehandlung mit anderen Operationen, wie z.B. einem Kreuzbandersatz oder einer Achskorrektur, zu kombinieren.

Es ist auch wichtig zu betonen, dass nicht jeder Knorpelschaden zwangsläufig Probleme bereiten muss. Daher ist es in jedem Einzelfall sinnvoll das Kniegelenk in Ruhe zu untersuchen und die Beschwerden des Patienten zu analysieren, ob nicht ggf. andere Gründe für die Beschwerden verantwortlich sind. Da der Knorpel keine Nervenversorgung hat, macht ein Knorpelschaden auch nicht immer Schmerzen, sondern erst die daraus resultierende Gelenkschleimhautentzündung oder Veränderungen des darunter liegenden Knochens.

Knorpelfixierung

Knorpelfixierung

Knorpelabscherung
bei Kniescheibenluxation
mit frühzeitiger Fixierung
des freien Gelenkkörpers
Ostechondrosis dissecans Grad III
mit teilweisem Herauslösen
der Gelenkmaus
Fixierung der Gelenkmaus
mit auflösbaren Pins

Gelenkknorpelstücke können sich bei einer Knieverletzung (z.B. Kniescheibenluxation) abscheren und befinden sich dann als freier Gelenkkörper im Gelenk. Bei einer Osteochondrosis dissecans findet ein allmähliches Herauslösen von Knorpel-Knochenstücken (Gelenkmaus) aus der Oberschenkelrolle statt.

Wenn die herausgelösten Knorpelstücke von guter Knorpelqualität sind, ist eine Fixierung der vorhandenen Knorpelstücke anzustreben. Dies muss möglichst frühzeitig erfolgen, da sich die Gelenkknorpelstücke verformen können und dann nicht mehr in den Defekt eingepasst werden können. Bei der Osteochondrosis dissecans ist eine Fixierung nur in einem gewissen Stadium der Erkrankung möglich.

Bei der Knorpelfixierung wird der Defekt von Bindegewebe gesäubert, der eine Einheilung des Knorpelstücks verhindern könnte. In manchen Fällen ist zusätzlich das Einbringen von Knochen aus dem Beckenkamm zur verbesserten Einheilung erforderlich. Anschließend wird das Knorpelstück über einen kleinen Zugang zum Kniegelenk (circa 4cm) in den Defekt eingepaßt und mit auflösbaren Pins fixiert.

Die Nachbehandlung erfordert eine Teilbelastung des Defektareals für mehrere Wochen (Gehstützen, Knieorthese). Bei geeigneter Indikation kann mit diesem Verfahren in mehr als 90% eine Einheilung der Knorpelstücke erreicht werden.

Knorpelglättung (Shaving)

Knorpelglättung (Shaving)

Findet sich ein aufgerauter Knorpel, so besteht die Möglichkeit die überstehenden, sich ablösenden Knorpelanteile zu entfernen (Knorpelglättung) um so den Defekt zu glätten. Die Knorpelglättung hat das Ziel den Knorpelschaden zu stabilisieren, so dass ein weiterer Knorpelabrieb verringert wird bzw. die durch den Knorpelabrieb entstehende Gelenkschleimhautentzündung reduziert wird. Die Knorpelglättung allein hat nur einen begrenzten Erfolg und wird meist in Kombination mit anderen Verfahren eingesetzt.

Mikrofraktur-Technik

Mikrofraktur-Technik

Bei einem tief reichenden Knorpelschaden mit freiliegendem Knochen können sog. Induktionstechniken angewendet werden. Hierbei wird der Knochen an einigen Stellen eröffnet, so dass sich Knochenmarkszellen im Knorpeldefekt einlagern können. So entsteht über einen längeren Zeitraum ein faseriger Ersatzknorpel (Faserknorpel). Daher kann die Beschwerdelinderung nach dieser Operation oft auch erst nach einigen Monaten erreicht werden.

Mögliche Techniken sind hierbei die sog. Abrasionsarthroplastik (flächige Eröffnung des Knochens), die sog. Pridie-Bohrung (punktförmiges Anbohren des Knochens) und die Microfraktur-Technik (punktförmiges Anmeißeln des Knochens), wobei wir die Microfraktur-Technik aus verschiedenen Gründen bevorzugen.

Die Microfraktur-Technik kommt eher bei kleineren Defekten und bei älteren Patienten zur Anwendung und kann hier erstaunlich gute Erfolge erzielen.

Nach der Microfrakturierung ist meist eine Teilbelastung an Krücken für 6 Wochen notwendig um die Ersatzknorpelbildung nicht zu behindern.

Knorpel-Knochen-Transplantation

Knorpel-Knochen-Transplantation

Verwendung der Knorpel-
Knochen-Transplantation
bei Knorpeldefekten mit
Knochenzysten,
Knorpel-Knochendefekten
Knorpeldefekt und
nachherige
Füllung mit Zylindern
1 Jahr nach der Knorpel-
Knochen-Transplantation: die Zylinder
sind eingeheilt,
der Entnahmebereich
ist mit Bindegewebe aufgefüllt

Bei tiefer reichenden Defekten (z.B. osteochondrosis dissecans) oder größeren Knorpeldefekten (maximal jedoch 2 x 1,5 cm bis 2 x 2 cm) kann Knorpel aus weniger belasteten Bereichen des Kniegelenks (Kniescheibengleitlager) als sog. Knorpel-Knochen-Transplantation (osteochondrale Transplantation = OCT) versetzt werden. Hierzu werden kleinere Knorpelzylinder entnommen und in zuvor gefräste Bohrkanäle des Defektes eingesetzt.

Bei kleineren Defekten kann diese Technik sehr gut arthroskopisch angewendet werden; bei größeren Defekten ist jedoch oft eine kleine Eröffnung des Kniegelenkes (sog. Mini-Arthrotomie) notwendig, um die Knorpeloberfläche präziser zu rekonstruieren.

Nach einer osteochondralen Transplantation sollte das Kniegelenk unter Teilbelastung an Krücken für ca. 6 Wochen geschont werden.

Eine Besonderheit bei sehr großen oder tief reichenden Defekten ist die Anwendung der sog. Mega-OCT Technik. Hierbei werden große Knorpelzylinder frisch, also innerhalb weniger Tage vom Organspender transplantiert. Diese Technik ist besonderen Einzelfällen vorbehalten.

Knorpelzell-Transplantation

Knorpelzell-Transplantation

Großer Gelenkknorpelschaden im
Kniegelenk mit erhaltenem Knorpel
am Defektrand als Indikation
für eine Knorpelzellstransplantation
Arthroskopische Entnahme von
kleinen Knorpelstanzen aus einer
Randzone mit Entnahmeinstrument
Vorbereitung des großen
Knorpeldefekts
Präparation der Matrix mit
patienteneigenen Knorpelzellen
Präparation der Matrix mit
patienteneigenen Knorpelzellen
Fixierung der Matrix mit Nähten
und auflösbaren Pins
Fixierung der Matrix mit Nähten
und auflösbaren Pins
Fixierung der Matrix mit Nähten
und auflösbaren Pins
Behandlung von einem
ostechondralen Schaden
(alte Osteochondrosis
dissecans Grad IV)
Auffüllen des Knochendefekts
mit Knochen aus dem Beckenkamm
(Knochenblöcke mit auflösbaren
Pins fixiert)
Anschließend Knorpelzell-
transplantation
6 Wo. nach Implantation hat sich
die Matrix weitgehend auflöst,
eine dünne Knorpelzellschicht ist
im Gelenkknorpeldefekt erkennbar
Nach 1 Jahr ist der ehemalige
Knorpeldefekt mit belastungsfähigem
Gelenkknorpel aufgefüllt

Autologe Chondrozyten-Transplantation (ACT, MACT)
Seit über 15 Jahren wird die Transplantation eigener Knorpelzellen (autologe Chondrozyten-Transplantation) erfolgreich zur Rekonstruktion des Knorpels vor allem bei traumatischen Defekten oder bei Osteochondrosis Dissecans (OD) eingesetzt. Besonders bei Defekten über 4cm2 ist dieses Verfahren den bereits beschriebenen überlegen.

Jedoch muss auch bei der ACT ein lokalisierter Knorpelschaden vorliegen. Besonders geeignet ist die Behandlung mit der ACT für Patienten zwischen 18 und 50 Jahren. Es stellt kein Therapieverfahren bei flächiger Abnutzung des Gelenkknorpels, der Arthrose, dar.

Für die autologe Chondrozytentransplantation wird dem Patienten während einer Kniegelenksspiegelung (Arthroskopie) aus einem nicht belasteten Kniegelenksanteil eine kleine Menge Knorpel entnommen.

Im Reinraum eines zertifizierten Labors werden die Knorpelzellen aus der Knorpelsubstanz herausgelöst und vermehrt. Nachdem die notwendige Zellzahl erreicht ist, werden die Knorpelzellen in der klassischen Technik (ACT) in einer hoch konzentrierten Zellsuspension und in der weiterentwickelten Technik in einer speziellen dreidimensionalen kollagenen Schwammstruktur (Matrix-gestützte Chondrozyten-transplantation, MACT) zum Operateur zurückgeschickt. Bevor die Zellen nach genau 3 Wochen zur Transplantation an das Krankenhaus ausgeliefert werden, erfolgt unter Verwendung modernster Analyseverfahren eine Kontrolle der Vitalität, Sterilität und der Fähigkeit der Knorpelzellen, hyalinen Knorpel zu bilden.

Drei Wochen nach der Entnahmearthroskopie werden dem Patienten die Knorpelzellen transplantiert. In der klassischen Technik wird am Schienbeinkopf ein Stück Knochenhaut entnommen, über den Knorpeldefekt genäht und die Zellsuspension darunter gespritzt. In anderen Anwendungsverfahren wählt man anstelle der Knochenhaut eine kollagene Beschichtung.

Bei der MACT benötigt man für die Transplantation nur eine minimal-invasive, gewebeschonende Operation. Nach einem kleinen, ca. 5 cm langem Hautschnitt wird der Defektbereich von geschädigtem Knorpel befreit. Das Transplantat wird entsprechend der Defektform passgenau zugeschnitten und in den Defekt hineingelegt. Die Matrix wird mit sich auflösendem Nahtmaterial, abbaubaren Pins oder Fibrinkleber fixiert.

Bei Vorliegen eines kombinierten Knorpel-Knochenschadens (z.B. Osteochondrosis dissecans, Knochenzysten) ist mit der Knorpelzelltransplantation ein Aufbau des Knochendefekts erforderlich. Hierbei wird Knochen aus dem Beckenkamm verwendet, der entweder als kleine Knochenstücke oder als Knochenblock unter die Knorpelzelltransplantation eingebracht wird.

Durch eine langfristige Teilbelastung von bis zu 10 Wochen und unter Verwendung eines „continuous passive motion“ (CPM) für die geführte passive Bewegung des operierten Gelenkes bilden die Knorpelzellen den Gelenkknorpel nach. Eine Reifung des entsprechenden Knorpelgewebes findet über mehrere Jahre statt.

Knorpelschäden biologisch heilen (PDF)

Allgemeine regenerative Gelenktherapie – Grundvoraussetzung für erfolgreiche Knorpeltherapie
Erfolgreiche Knorpeltherapie ist nur bei gleichzeitiger Behandlung der Zusatzverletzungen (Kreuzbandriss, Meniskusschaden) zu erwarten. Liegen instabile Bandverhältnisse in einem Gelenk vor, führen die entsprechenden Scherbelastungen zumeist zu einem Verlust des Knorpelregenerats und damit zu einem Scheitern des regenerativen Knorpelverfahrens.

Auch pathologische Belastungsspitzen bedingt durch Fehlstellung der Beinachse (X-Bein, O-Bein) müssen behoben werden, um die Knorpelregeneration zum Erfolg zu führen. Daher werden bei Knorpelschaden und Achsabweichung das entsprechende Knorpeltherapieverfahren mit einer Umstellungsosteotomie, d.h. einer Korrektur der Achsabweichung, verbunden (siehe Kapitel „Umstellungsosteotomie“).

Zusammengefasst steht in der modernen Knorpeltherapie eine Vielzahl von Therapieoptionen bereit, die, an die jeweilige Knorpelschädigung und den Anspruch des Patienten angepasst, eine Regeneration des Knorpelschadens und damit eine langfristige Wiederherstellung der Knorpelfunktion ermöglichen. Entscheidend ist hierbei eine möglichst frühzeitige Therapie beim Vorliegen von lokalisierten Knorpelschäden, um die flächige Degeneration, die Arthrose, zu vermeiden. Ist der Gelenkverschleiß schon eingetreten, stellen Achskorrekturen und die Endoprothetik Therapieoptionen dar.

In über 85% profitieren die Patienten von der Knorpelzelltransplantation und verbessern sich in Bezug auf Schmerz und Funktion deutlich. Erfolg durch Knorpelzelltransplantation ist jedoch abhängig von der Lage des Knorpelschadens. Bei einem großen Knorpeldefekt in der Hauptbelastungszone (im Durchschnitt Größe eines 2 Euro Stücks) liegt das Transplantatversagen bei circa 4%. Bei Knorpelschäden hinter der Kniescheibe ist das Transplantatversagen mit 25% deutlich erhöht.

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