Knorpel-Knochen-Transplantation (OATS)

Neben der Knochenmarkstimulation (Mikrofrakturierung / Nanofrakturierung) und der Knorpelzelltransplantation gehört die autologe Knorpel-Knochen-Transplantation (OCT oder auch OATS) zu den häufigsten operativen Verfahren, die vor allem zur Behandlung von kombinierten Knorpel-Knochen-Schäden am Kniegelenk zum Einsatz kommen. Doch wann wendet man eine Knorpel-Knochen-Transplantation an, und was ist das eigentlich genau?

Was ist eine Knorpel-Knochen-Transplantation (OATS)?

Bei einer Knorpel-Knochen-Transplantation wird an der Stelle, an der sich der Knorpel-(Knochen) schaden befindet, das entsprechende Knorpelgewebe zylinderförmig ausgestanzt. Anschließend wird an einer wenig belasteten Stelle im Kniegelenk ein gesundes zylinderförmiges Stück Knorpel mit angrenzendem Knochen entnommen. Der ausgestanzte gesunde Knorpel-Knochen-Zylinder ist etwas größer als die Lücke am Ort des Knorpeldefekts. Dort wird der gesunde Knorpel-Knochen-Zylinder nun ähnlich wie ein Pfropfen eingesetzt. Der Eingriff kann in den meisten Fällen in einem minimal-invasiven arthroskopischen Verfahren, einer sogenannten Arthroskopie, durchgeführt werden.

Wann wendet man eine Knorpel-Knochen-Transplantation an?

Die Knorpel-Knochen-Transplantation ist eine bewährte Therapieform bei einem osteochondralen Knorpelschaden im Kniegelenk, also einem Schaden, der sowohl den Knorpel als auch den darunterliegenden Knochen betrifft. Sie kommt vornehmlich bei kleineren Knorpelschäden mit einer Größe bis zu 1,5 cm2 zum Einsatz.

Wie bei anderen Verfahren auch, ist die Entscheidung für oder gegen dieses oder ein anderes Verfahren von einer Reihe von Parametern abhängig, zu denen vor allem zählen: Art, Lage und Größe des Knorpeldefekts, sonstige Schäden (z.B. instabiles Gelenk, Beinachsenfehlstellung), Alter, sonstige physische Konstitution sowie das angestrebte Ziel der Behandlung.

Was sind die Vor- und Nachteile der Knorpel-Knochen-Transplantation?

Ein Vorteil der Knorpel-Knochen-Transplantation ist die Notwendigkeit nur eines Eingriffes. Auch die Rehabilitationsphase nach dem Klinik-Aufenthalt ist vergleichsweise kurz, das Knie ist schon nach wenigen Wochen wieder mit vollem Körpergewicht belastbar. Die Physiotherapie sollte dennoch über längere Zeit fortgesetzt werden. Intensivere sportliche Aktivitäten sind häufig schon nach sechs Monaten wieder möglich.

Der wichtigste Vorzug der Knorpel-Knochen-Transplantation und auch der Knorpelzelltransplantation gegenüber der Knochenmarkstimulation ist, dass hyaliner, körpereigener Knorpel transplantiert wird. Hyaliner Knorpel ist hochwertiger als beispielsweise der bei der Knochenmarkstimulation gebildete weniger haltbare Faserknorpel. Nach einer Knorpel-Knochen-Transplantation hingegen kann das Knie in vielen Fällen wieder anspruchsvoll sportlich belastet werden.

Ein Nachteil der Knorpel-Knochen-Transplantation ist, dass an einer weniger belasteten Stelle gesundes Gewebe – der Knorpel-Knochen-Zylinder – entnommen werden muss. Die Entnahmestellen können gelegentlich Beschwerden verursachen. Vereinzelt kommt es vor, dass die transplantierten Knorpel-Knochen-Zylinder nicht einheilen. Weiterhin kann es schwer sein, die Geometrie des Gelenkes exakt herzustellen, da der transplantierte Zylinder eine andere Wölbung haben kann oder der Knorpel unterschiedlich dick ist. So wird beispielsweise eine Knorpel-Knochen-Transplantation an der Kniescheibe aufgrund der im Vergleich mit anderen Stellen im Knie hier stärkeren Knorpelschicht nicht empfohlen.

Gibt es Alternativen zur Knorpel-Knochen-Transplantation zur Behandlung eines Knorpeldefekts?

Es gibt alternative Behandlungen für Knorpeldefekte. Allerdings kommt nicht für jeden Knorpeldefekt jede Behandlung bzw. jedes Verfahren in Frage. Dies hängt von vielen verschiedenen patientenindividuellen Faktoren ab, wie beispielsweise Art, Lage und Größe des Defekts, Fehlstellungen wie X-Beine oder O-Beine, aber auch das Alter oder das angestrebte Ziel der Behandlung können eine Rolle spielen. Welche Maßnahmen schließlich in Frage kommen, hängt also ganz vom individuellen Krankheitsbild und Krankheitsverlauf ab.

Bewährte operative Alternativen zur Behandlung von Knorpelschäden im Knie sind die Knochenmarkstimulation (Mikrofrakturierung / Nanofrakturierung) sowie die Knorpelzelltransplantation. Bei der Knochenmarkstimulation wird der Knochen unter dem Knorpeldefekt angebohrt, um einen Reparaturmechanismus auszulösen. Die aus den Löchern austretenden Zellen gelangen in den Defekt und füllen diesen mit knorpelähnlichem Gewebe auf. Bei der Knorpelzelltransplantation wiederum werden körpereigene Knorpelzellen entnommen, in einem Speziallabor unter Verwendung des patienteneigenen Blutserums oder Spenderblutbestandteilen  vermehrt und in einem zweiten Eingriff wieder in den Defekt eingesetzt, um neues Knorpelgewebe zu bilden. Minced Cartilage wird als eine weitere, vielversprechende Methode für die Behandlung von Knorpelschäden genannt. Hierbei wird Knorpel entnommen, zerkleinert und zur Bildung von neuen Knorpelgewebe direkt wieder in den vorhandenen Knorpeldefekt eingesetzt. Allerdings wird Minced Cartilage aufgrund der bislang fehlenden wissenschaftlichen Langzeitstudien noch nicht als empfohlene Methode zur Behandlung von Knorpeldefekten eingestuft, sondern als vielversprechende Potentialmethode (Stand 2025).

Neben diesen Operationen, die direkt auf die Wiederherstellung bzw. den Ersatz des Knieknorpels abzielen, können andere Operationen zum Schutz des Knorpelbestands sinnvoll sein – beispielsweise die Korrektur von Fehlstellungen wie X-Beinen oder O-Beinen. Solche Fehlstellungen können eine einseitige Abnutzung des Knorpels zur Folge haben. Die Operation zur Korrektur der Fehlstellung kann dann den Knorpelverschleiß stoppen.

Alle genannten Methoden kommen grundsätzlich dann zum Einsatz, wenn der Knorpeldefekt trotz konservativer Therapie Symptome hervorruft und noch keine generalisierte, das gesamte Kniegelenk betreffende Arthrose vorliegt. Kommen auch diese Operationen als Behandlung nicht in Frage, bleibt bei entsprechendem Leidensdruck und ständigen Alltagsbeschwerden als letzte Option der Einsatz eines künstlichen Kniegelenks.

Bevor in der Orthopädie zu operativen Verfahren gegriffen wird, wird man jedoch immer versuchen, die Arthrose bzw. den Knorpelschaden mit konservativen Methoden wie Physiotherapie und anderen manuellen Therapien, Gelenkentlastung durch Einlagen, Orthesen und Gelenkdistraktionsgeräten sowie Injektionen in das Kniegelenk oder Medikamenten in den Griff zu bekommen. Dazu sollte der Gelenkknorpel noch nicht allzu stark beschädigt sein. Einen Knorpelschaden rechtzeitig zu entdecken, ist allerdings nicht immer leicht, da ein Knorpeldefekt bei vielen Patienten lange Zeit keine nennenswerten beziehungsweise unspezifische Beschwerden verursacht. Ist der Knorpelschaden bereits zu weit fortgeschritten, ist ein operativer Eingriff meist nicht mehr zu umgehen.