Autologe Knorpelzelltransplantation mit Knochenaufbau zur Behandlung osteochondraler Defekte am Knie

Ausgedehnte, symptomatische osteochondrale Defekte am Kniegelenk bedürfen einer operativen Versorgung [1]. Da oft junge, aktive Patienten betroffen sind, ist ein gelenkerhaltender Eingriff mit dem Ziel der Schmerzreduktion und Wiederherstellung der Gelenkfunktion anzustreben. Zusätzlich kann durch eine Rekonstruktion der osteochondralen Einheit die frühe Entstehung der Osteoarthrose verhindert werden [2].

Zur knöchernen Defektauffüllung, begleitend zu einem knorpelrekonstruktiven Eingriff, stehen abhängig von der Größe des Defektes die Auffüllung mit autologen oder homologen Spongiosachips [1, 3], der autologe Knochenblock aus dem Beckenkamm [1] oder die Auffüllung mittels autologer Spongiosazylinder zur Verfügung [4, 5]. Zusätzlich stellt die Verwendung von osteochondralen Allografts eine Behandlungsoption dar, die aufgrund der eingeschränkten Verfügbarkeit in Europa zurzeit eine untergeordnete Rolle spielt [6].

Die knöcherne Auffüllung mittels Spongiosachips in Kombination mit einer Knorpelzelltransplantation ist der Behandlung von kleineren Defekten (Defekttiefe < 10 mm) vorbehalten [1], weist bei dieser Technik jedoch eine niedrige Primärstabilität auf. Bei kleinen Defekten, die mittels eines einzigen osteochondralen Zylinders behandelt werden können, stellt die autologe osteochondrale Transplantation (AOT) eine gute Behandlungsoption dar. Größere Defekte eignen sich hingegen nicht für eine AOT, da bei der Verwendung von 2 oder mehreren Knorpel-Knochen-Zylindern im Sinne einer „Mosaikplastik“ die Ergebnisse aufgrund einer inkompletten Defektdeckung und erhöhten Entnahmemorbidität schlechter sind [7].

Die Defektbehandlung mit autologem kortikospongiösem Block aus dem Beckenkamm und begleitender Knorpeltransplantation eignet sich für große und tiefe osteochondrale Defekte sowohl als Primär- als auch als Revisionseingriff [1]. Insbesondere auch notchnahe Defekte können durch die Krümmung des bikortikalen Beckenkammspans rekonstruiert werden. Für diese Technik konnte auch in biomechanischen Studien gezeigt werden, dass die maximale Belastbarkeit des Spans vergleichbar ist mit jener von entknorpelten Femurkondylen [8].

Nach rein ossärer Defektauffüllung kommen zur Rekonstruktion des artikulären Knorpels und der osteochondralen Einheit abhängig von Defektgröße, Lokalisation, Patientenalter und Aktivitätsniveau unterschiedliche knorpelregenerative Verfahren zum Einsatz. Vor allem bei großen Knorpeldefekten am Kniegelenk (≥ 2,5 cm²) stellt die autologe Chondrozytentransplantation (ACT) den Goldstandard dar [9] und bietet Vorteile im Vergleich zu matrixgestützten, zellfreien Verfahren (z. B. AMIC®, Geistlich Pharma AG, Wolhusen, Schweiz). Die ACT kann hierbei sowohl im matrixgestützten Verfahren als auch in Form von Sphäroiden aus matrixassoziierten Chondrozyten erfolgen [10, 11].

Offene Auffüllung eines osteochondralen Defektes an den Femurkondylen mit autologen Spongiosazylindern aus dem Beckenkamm kombiniert mit matrixgestützter autologer Knorpelzelltransplantation.

(Abb. 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11 und 12).

In der beschriebenen Technik werden spongiöse Zylinder zur knöchernen Defektauffüllung verwendet und in Press-Fit-Technik verankert. Im Unterschied dazu werden in der von Ochs et al. beschriebenen Technik [4] kortikospongiöse Zylinder verwendet. Die Verwendung von spongiösen Zylindern ermöglicht eine einfache und exakte Modellierung des Knochens. Durch eine überlappende Anordnung der Zylinder wird eine lückenlose Auffüllung des Defektes erreicht. Durch Kompaktierung mit einem Stößel kommt es zu einer Verdichtung v. a. der oberflächlichen Anteile und zur Ausformung einer neuen subchondralen Lamelle. Diese kann im Anschluss mit Kugel- oder Birnenfräse bearbeitet und die konvexe Krümmung der Femurkondylen genau rekonstruiert werden. Danach kann die matrixgestützte Chondrozytentransplantation je nach Hersteller in standardisierter Technik durchgeführt werden.

Seit 2018 haben wir 8 osteochondrale Defekte am Kniegelenk bei 8 Patienten (mittleres Alter 29,4 Jahre, Spanne 18 bis 36) mit der beschriebenen Technik behandelt. Die Defekte waren am medialen (6/8) und lateralen (2/8) Femurkondyl lokalisiert. Je nach Defektgröße wurden 1 bis 5 Spongiosazylinder verwendet. Der Nachuntersuchungszeitraum liegt bei durchschnittlich 12 Monaten (4 bis 24 Monate), wobei für 4 Patienten eine MRT-Kontrolle nach zumindest 12 Monaten vorliegt. Die klinischen Scores verbesserten sich bei allen Patienten bei der Follow-up-Untersuchung, verglichen mit präoperativen Werten. Der KOOS Score verbesserte sich im Mittel von präoperativ 45,8 auf 81,3 zum Zeitpunkt der letzten Nachuntersuchung. Die postoperativen radiologischen Kontrollen zeigten die Einheilung der Spongiosazylinder bei allen Patienten. Die verfügbaren postoperativen MRT-Untersuchungen zeigten die stufenlose und vollständige Wiederherstellung der subchondralen Lamelle in korrekter Höhe bei 7/8 Patienten (Abb. 13). Im Beobachtungszeitraum wurde keine Delamination oder Transplantatversagen der MACT beobachtet. Der mittlere MOCART Score lag nach 12 Monaten bei 80,4. Es wurden weder Wundinfektionen, noch thromboembolische Ereignisse oder postoperative Arthrofibrose beobachtet. Die Ergebnisse sind vergleichbar mit jenen der vorher publizierten Techniken.

Zellner et al. berichteten in einem vergleichbaren Patientenkollektiv (Durchschnittsalter 28,2 Jahre, Defektgröße 6,7 cm²) eine kontinuierliche Verbesserung des IKDC Scores von präoperativ 42,6 auf 75,3 nach 1 Jahr und 84,3 nach 3 Jahren [1]. Defekte mit ≤ 10 mm Tiefe wurden mittels Spongiosaplastik und Defekte mit ≥ 10 mm Tiefe mittels Beckenkammspan jeweils in Kombination mit MACT behandelt. Der MOCART Score 1 Jahr postoperativ betrug 82,6, wobei insbesondere der subchondrale Knochen eine zufriedenstellende Regeneration zeigte.

Ochs et al. [4] verwendeten zur knöchernen Auffüllung und Rekonstruktion der subchondralen Platte kortikospongiöse Zylinder kombiniert mit MACT. Insgesamt wurden 26 osteochondrale Läsionen (ICRS OCD III und IV) mit einer durchschnittlichen Größe von 5,3 cm² und Defekttiefe von 8,7 mm behandelt. Die Patienten zeigten bei der Follow-up-Untersuchung nach 2 bis 5 Jahren eine signifikante Verbesserung in allen klinischen Scores (Lysholm-Gillquist Score, Cincinnati Knee Rating Score, IKDC Score) verglichen mit präoperativen Werten. Der MOCART Score erreichte zum letzten Untersuchungszeitpunkt 62,4 ± 18,9 Punkte, wobei sich die subchondrale Lamelle nur in 1 Fall (4,3 %) vollständig rekonstruiert darstellte und in 95,7 % nicht intakt war.

Vijayan et al. publizierten 2012 die Ergebnisse von 14 Patienten mit osteochondralen Defekten mit einer durchschnittlichen Defektgröße von 7,2 cm² und einem Durchschnittsalter von 23,6 Jahren. Dabei wurde die ossäre Komponente mit Spongiosa aus den Femurkondylen aufgefüllt und die Knorpelzelltransplantation mit 2 Membranen in Sandwichtechnik durchgeführt. Die Patienten zeigten eine Verbesserung des Cincinnati Knee Scores von 45,1 auf 82,8, und der VAS verbesserte sich signifikant von 7,3 auf 1,7.