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Knorpelzelltransplantation

Knorpel ist ein essenzieller Teil des Gelenks: Er sorgt dafür, dass die Knochen nicht aneinanderreiben und dass Belastungen abgefedert werden. Doch eine Überbeanspruchung oder Fehlbelastung des Knies kann dem Knorpel sehr zusetzen; er wird porös, nutzt sich ab. Häufige Folge des Knorpelschadens: Schmerzen im Knie, die langfristig zu einer Einschränkung der Belastbarkeit und sogar der Beweglichkeit führen können. Was also tun? Es gibt verschiedene Behandlungsmöglichkeiten. Eine davon ist die so genannte autologe Chondrozyten-Transplantation (ACT) oder „Knorpelzelltransplantation“. Chondrozyten sind Knorpelzellen.

Die Knorpelzelltransplantation ist ein noch relativ neues Verfahren zur Behandlung von Knorpelschäden, das es seit Mitte der 1990er Jahre gibt und das seit etwa 2005 stetig an Verbreitung gewinnt. Insbesondere wird es besonders häufig im Kniegelenk, im Sprunggelenk oder in der Hüfte eingesetzt.

Wir erläutern Ihnen, wie in der Orthopädie eine autologe Knorpelzelltransplantation funktioniert, wofür sie geeignet ist und was mögliche Alternativen sind. Wir informieren außerdem zur Dauer der Behandlung und Rehabilitationsmaßnahmen.

Knorpelzelltransplantation – was ist das genau?

Der Name sagt es bereits: bei der Knorpelzelltransplantation werden im Labor herangereifte Knorpelzellen (Chondrozyten) transplantiert, und zwar in den schmerzverursachenden Knorpeldefekt. Bevor das geschehen kann, wird dem Patienten aus einem gesunden, wenig belasteten Bereich des entsprechenden Gelenkknorpels Knorpelgewebe und Blut entnommen und an ein Speziallabor geschickt. Im Laufe von etwa vier bis sechs Wochen wachsen im Labor neue Knorpelzellen im Blutserum des Patienten heran. Weil körpereigene Zellen und das Blut des Patienten verwendet werden, nennt man das Verfahren „autolog“ (körpereigen). Es hat den Vorteil, dass es seltener Abstoßungsreaktionen kommt, da das Material körpereigenes des Patienten ist.

Wann kann eine Knorpeloperation erfolgen?

Eine Operation zur Wiederherstellung von Knorpelgewebe kann erfolgen, wenn ein symptomatischer und vollschichtiger Knorpelschaden vorliegt. Dieser wird normalerweise im Befund durch eine Magnetresonanztomographie als Schaden 3. oder 4. Grades beschrieben. Wichtig ist hierbei, dass in der Umgebung des Knorpelschadens noch gesundes Knorpelgewebe vorhanden ist, so dass der neue Knorpel in der ersten Phase geschützt ist. Auch sollte keine Arthrose vorliegen, also eine großflächige Abnutzung des Knorpels auf beiden Gelenkflächen, da sich dann kein stabiles Gewebe bilden kann. In diesem Zusammenhang ist auch die Unterscheidung zwischen Knorpelschaden und Arthrose wichtig. Oftmals wird bereits bei Knorpelschäden 3. oder 4. Grades von Arthrose gesprochen. Dies ist jedoch nicht korrekt, daher sollte bei der Diagnose insbesondere im jungen Alter immer hinterfragt werden, ob es sich wirklich um eine Arthrose oder einen lokalisierten vollschichtigen Knorpelschaden handelt.

Wie läuft die autologe Knorpelzelltransplantation ab?

Für die ACT sind zwei Eingriffe nötig, der erste zum Entnehmen des Knorpelgewebes, aus dem die neuen Knorpelzellen gezüchtet werden, der zweite für das Einsetzen des Transplantats.

In den meisten Fällen können diese Eingriffe minimalintensiv, also im Rahmen einer Arthroskopie, erfolgen. Die Arthroskopie ist eine Gelenkspiegelung, die in der Orthopädie häufig zur Therapie genutzt wird. Dabei wird ein Endoskop durch minimale Schnitte ins Gelenk eingeführt und kann dort zu therapeutischen Zwecken eingesetzt werden. Der Begriff „Arthroskopie“ leitet sich von dem griechischen Wort für Gelenk („arthros“) ab; darum wird das Endoskop, das im Gelenk eingesetzt wird, auch Arthroskop genannt. Der Vorteil eines minimalinvasiven Eingriffs: er hinterlässt kaum sichtbare äußere Spuren, etwa unschöne Narben.

Zwischen beiden Eingriffen liegt eine Zeitspanne von etwa 6 – 8 Wochen. In dieser Zeit wachsen die Zellen, aus denen das Transplantat besteht, heran. Nach einer Knorpelzelltransplantation beginnt die Rehabilitationsphase. Bis der Patient sportliche Aktivitäten wiederaufnehmen kann, vergeht etwa ein Jahr (mehr dazu im nachfolgenden Abschnitt).

Bei anderen Behandlungsmethoden kann das Gelenk deutlich schneller wieder belastet werden – mehr zu den Alternativen zur ACT bei einem Knorpeldefekt durch Verletzung oder Arthrose lesen Sie weiter unten unter „Wie behandelt man einen Knorpelschaden operativ?“.

Die ACT hat viele Vorteile: Zum einen können die Eingriffe, wie schon erwähnt, oft minimalinvasiv erfolgen. Lange Aufenthalte in der Klinik sind nicht nötig. Des Weiteren bildet sich bei der Knorpelzelltransplantation hyalin-ähnlicher Knorpel, also Knorpel, der dem ursprünglichen Knorpelgewebe sehr ähnlich ist. Die Knorpelzelltransplantation ist also komplexer und die Rehabilitation dauert länger, dafür ist der Knorpel hinterher wieder (fast) so belastbar wie vor dem Knorpelschaden.

Wie läuft die Rehabilitation ab?

Direkt nach der Operation in der Klinik darf das Gelenk noch nicht voll belastet werden. Zwar zeigt sich in der Regel bereits nach sechs Wochen eine erste Schicht neuer Zellen auf der operierten Knorpelfläche, doch ist diese noch nicht dick und stabil genug, um vollständig belastet zu werden. Darum wird dem Patienten empfohlen, in den ersten sechs Wochen Unterarmgehstützen zu nutzen, die die Kniegelenke deutlich entlasten helfen. Danach wird in Abhängigkeit von den Beschwerden die Belastung nach und nach gesteigert.

Das bedeutet aber nicht, dass das Knie nicht bewegt werden sollte – im Gegenteil. Bewegung ist wichtig, damit die Durchblutung gefördert wird. Bei der Bewegung verteilt sich zudem die Gelenkflüssigkeit im Gelenk, die den Knorpel ernährt. Um die Bewegung des operierten Gelenks optimal zu gestalten, werden meist Bewegungsschienen und Physiotherapie eingesetzt.

Was sportliche Belastung anbelangt, ist zwischen verschiedenen Sportarten zu unterscheiden. Es spricht nichts dagegen, wenn drei Monate nach der Operation mit leichter sportlicher Aktivität begonnen wird, die gelenkschonend ist – beispielsweise Radfahren oder Schwimmen. Andere Sportarten und auch andere Tätigkeiten mit intensiven Belastungen des Gelenks sollten frühestens ein Jahr nach der Operation wieder aufgenommen werden. Erst dann ist der Knorpeldefekt vollständig ausgeheilt.

Knorpelschaden im Knie: Wann hilft die Knorpelzelltransplantation?

Die ACT ist vor allem dann gefragt, wenn es sich um begrenzte, aber relativ großflächige Knorpelschäden handelt. Normalerweise kommt sie bei Flächen von mehr als 3 cm² zum Einsatz. Zu groß darf die Fläche jedoch auch nicht sein – 10 cm² wird als Obergrenze angegeben. Zudem darf die Arthrose auch nur bedingt weit fortgeschritten sein, da dann das Transplantat nicht mehr richtig anwachsen kann.

Bei Patienten im Alter zwischen 16 bis 55 sind die besten Erfolge dieser Therapie zu verzeichnen. Allerdings kommt es weniger auf das Alter an Jahren als vielmehr auf das biologische Alter des Patienten an, also auf den Zustand des Patienten und den seines Gelenks. Das bedeutet vor allem, dass das Gelenk stabil sein muss, die Gelenkachse normal geformt und der Meniskus funktionsfähig ist. Weiterhin sollte der Patient möglichst kein starkes Übergewicht haben, das eine zusätzliche Last für das Gelenk darstellen könnte.

Da der Knorpel nach dieser Therapie oft wieder normal belastbar ist, ist diese Behandlungsmethode vor allem auch bei Menschen beliebt, die sportlich aktiv sind oder beruflich viel stehen, laufen oder tragen müssen. Die Rehabilitationsphase dauert jedoch sehr lange. Die Kosten für die Knorpelzelltransplantation im Knie werden von den Krankenkassen in der Regel voll übernommen.

Wie behandelt man einen Knorpelschaden konservativ?

Das oberste Ziel ist es immer, Knorpel und Gelenk so lange wie möglich zu erhalten. Bevor also zu einer Operation oder gar einem künstlichen Kniegelenk gegriffen wird, gibt es eine Reihe konservativer Behandlungsmethoden, die sich bewährt haben und die es oftmals ermöglichen, das weitere Fortschreiten der Knorpelabnutzung zu verhindern. So bleibt das Knie oft ohne Eingriff über viele Jahre hinweg mobil, und die Schmerzen können ebenfalls häufig stark reduziert werden.

Typische konservative Therapien sind Bandagen, Einlagen oder Orthesen. Sie können helfen, das Gelenk zu stabilisieren oder Fehlhaltungen zu korrigieren. Auch manuelle Therapie oder eine medikamentöse Therapie sowie die Behandlung mit Hyaluronsäure- oder Eigenblutspritzen kommen in manchen Fällen in Frage.

Im weiteren Sinne gehören auch eine Veränderung des Lebensstils sowie, wo nötig, eine Reduktion des Körpergewichts zu den konservativen Maßnahmen, die zur Erhaltung von Gelenk und Knorpelmasse beitragen. Auch stark kniebelastende Sportarten sollten in diesem Zusammenhang aufgegeben werden.

Wie behandelt man einen Knorpelschaden operativ?

Die Knorpelzelltransplantation ist zwar eine zunehmend beliebte und äußerst erfolgversprechende Operationsmethode im Falle eines Knorpelschadens, sie ist jedoch nicht alternativlos.

Hier bieten sich vor allem die Mikrofrakturierung sowie die Knorpel-Knochen-Transplantation an. Diese Optionen sind bewährte Behandlungsmethoden, die jedoch für unterschiedliche Problemlagen und Bedürfnisse des Patienten optimal sind.

Bei der Mikrofrakturierung werden sehr feine Löcher in den Gelenkknochen gebohrt. Dies führt dazu, dass Blut in den Knochen und so auch in die defekte Knorpelstelle fließt. Dieses sorgt für eine Neubildung von Knorpelmaterial. Allerdings unterscheidet sich das neugebildete Knorpelgewebe in seiner Qualität vom natürlichen hyalinen Ursprungsmaterial.

Bei der autologen Knorpel-Knochen-Transplantation (OCT/OAST, gelegentlich auch: „Knorpeltransplantation“) wird in einem Eingriff der geschädigte Knorpelteil ausgestanzt. Zugleich wird an einer anderen, gesunden Stelle, die im Alltag nicht so hoher Belastung ausgesetzt ist, gesundes Knorpelmaterial in derselben Größe ausgestanzt und in den Knorpeldefekt transplantiert. Es handelt sich also um eine Knorpeltransplantation im engen Sinne. Der Vorteil: Dieses transplantierte Knorpelstück ist dann naturgemäß hyalin, also hochwertiges Knorpelgewebe. Allerdings verbindet es sich nicht mit dem Umgebungsknorpel.

Beide Verfahren haben den Vorteil, dass sie keine lange Rehabilitationsphase erforderlich machen. Das Knie ist also schnell wieder belastbar. Allerdings lassen sich beide Verfahren nur bei kleinen Knorpelschäden von unter 3 cm² einsetzen.

Neben diesen Operationen, die direkt auf die Wiederherstellung bzw. den Ersatz des Knorpels 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.

Welche operative Maßnahme gegebenenfalls in Frage kommt und ob eine Knorpelzelltransplantation die beste Lösung für den Patienten ist, hängt also ganz vom individuellen Krankheitsbild und Krankheitsverlauf ab.

Fazit: Das ist die Knorpelzelltransplantation

Die Knorpelzelltransplantation (ACT) ist ein verlässliches operatives Verfahren, um bei einem Knorpeldefekt, den Knorpel im Kniegelenk zu erneuern. Alternative Verfahren sind die Knorpel-Knochen-Transplantation („Knorpeltransplantation“) sowie die Mikrofrakturierung. Welches Verfahren am besten geeignet ist, hängt von der individuellen Patientengeschichte ab.

Ein längerer Aufenthalt in der Klinik ist nicht erforderlich. Das Verfahren ist minimalinvasiv. Für die ACT werden zunächst Knorpelzellen in der Klinik entnommen und dann im Labor im Blutserum des Patienten vermehrt. Diese vermehrten Knorpelzellen formen das Transplantat, das im zweiten Eingriff in der Klinik, der eigentlichen Transplantation, eingesetzt wird. Die Transplantation dauert etwa 30-60 Minuten und kann meist mittels Arthroskopie erfolgen. Die neuen Knorpelzellen werden an die Stelle des Defekts transplantiert. Dort dauert es ca. 12 Wochen, bis sich der Gelenkknorpel hinreichend regeneriert hat, sodass er teilweise belastbar ist. Kniegelenk und Gelenkknorpel sollte dann das Eigengewicht des Körpers wieder tragen können, leichte sportliche Aktivitäten sind wieder möglich. Bis zum Abschluß der Rehabilitation vergeht jedoch etwa ein Jahr. Anschließend ist der Gelenkknorpel voll einsatzfähig, der Defekt kann auch vollständig verschwunden sein.

Die ACT kann auch bei relativ großflächigen Knorpelschäden eingesetzt werden, solange das umgebende Gewebe noch nicht beschädigt ist.