Stellenwert und Technik der Autologen Chondrozyten-Transplantation

 

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Zusammenfassung

Das Arthroserisiko des Kniegelenks steigt mit zunehmender Größe eines Knorpelschadens. Eine begleitende Meniskus- oder Bandverletzung erhöht die Gefahr zusätzlich. Um diese Entwicklung aufzuhalten, sollten symptomatische Knorpelschäden biologisch rekonstruiert und Achsfehlstellungen, Band- oder Meniskusverletzungen saniert werden. Beim Erwachsenen hat sich für die biologische Rekonstruktion vollschichtiger Knorpelschäden über 4 cm² Defektfläche die autologe Chondrozyten-Transplantation (ACT) in einer Reihe teils prospektiv randomisierter Studien als bisher zuverlässigstes Verfahren erwiesen. Zu den Nachteilen der Methode gehören ihre meist nicht minimalinvasive Durchführbarkeit und die häufig auftretende Transplantathyperthrophie. Zur Lösung dieser Probleme wurden verschiedene Biomaterialien für die trägergekoppelte ACT entwickelt. Die von uns verwendete Matrix besteht aus einer abdeckenden Membran und einem zelltragenden Kollagenschwamm. Mit Hilfe spezieller OP-Instrumente ist eine minimalinvasive Implantation möglich, womit eine erhebliche Reduktion der Komorbidität erreicht wurde. Im Tierversuch konnte die Regeneration eines hyalinen Knorpels nachgewiesen werden. Die Ergebnisse der laufenden klinischen Studien mit den unterschiedlichen Biomaterialien bleiben jedoch abzuwarten, bevor deren breite Anwendung für eine trägergekoppelte ACT empfohlen werden kann.

Abstract

The bad risk for an early onset of osteoarthritis in the knee increases with the size of a cartilage defect. A collateral meniscus- or ligament-tear will enforce this hazard in addition. In order to avoid such a development, relevant full-thickness cartilage defects should be reconstructed biologically and attendant meniscus- or ligament-tears as well as varus- or valgus deformities should be treated. A number of studies, including some prospective-randomized trials, have shown that autologous chondrocyte transplantation (ACT) is the most reliable procedure for a surgical treatment of full-thickness cartilage defects larger than 4 cm² in adults. One disadvantage of ACT is the extensive approach to the joint and often a hypertrophy of the repair tissue. To solve these problems, some different biomaterials for a matrix-assisted ACT have been developed. The scaffold we use has a covering membrane upside and a collagen-sponge carrying the chondrocytes. By means of special surgical instruments a minimally invasive implantation is possible, reducing the side-effects of an extensive approach. Animal studies showed the regeneration of a hyaline cartilage using our described system. However, results of current clinical studies with the different scaffolds must be awaited before an universal application of matrix-assisted ACT can be recommended.

Literatur

• 1 Aglietti P, Ciardullo A, Giron F, Ponteggia F. Results of arthroscopic excision of the fragment in the treatment of osteochondritis dissecans of the knee.  Arthroscopy. 2001;  17 741-746
  CrossrefPubMedGoogle Scholar
• 2 Anderson A F, Fu F H, Mandelbaum B, Browne J E, Moseley B, Erggelet C, Arciero R A, Micheli L J. A controlled study of autologous chondrocyte implantation versus microfracture for articular cartilage lesions of the femur. Transactions of the 70th Annual Meeting of the American Academy of Orthopaedic Surgeons. New Orleans, USA 2003; February 5-9
  Google Scholar
• 3 Anderson A F, Richards D B, Pagnani M J, Hovis W D. Antegrade drilling for osteochondritis dissecans of the knee.  Arthroscopy. 1997;  13 319-324
  PubMedGoogle Scholar
• 4 Angermann P, Riegels-Nielsen P, Pedersen H. Osteochondritis dissecans of the femoral condyle treated with periosteal transplantation. Poor outcome in 14 patients followed for 6-9 years.  Acta Orthop Scand. 1998;  69 595-597
  PubMedGoogle Scholar
• 5 Bentley G, Biant L C, Carrington R W, Akmal M, Goldberg A, Williams A M, Skinner J A, Pringle J. A prospective randomised comparison of autologous chondrocyte implantation versus mosaicplasty for osteochondral defects in the knee.  J Bone Joint Surg [Br]. 2003;  85 223-230
  CrossrefPubMedGoogle Scholar
• 6 Bouwmeester P S, Kuijer R, Homminga G N, Bulstra S K, Geesink R G. A retrospective analysis of two independent prospective cartilage repair studies: autogenous perichondrial grafting versus subchondral drilling 10 years follow-up.  J Orthop Res. 2002;  20 267-273
  CrossrefPubMedGoogle Scholar
• 7 Briggs T W, Mahroof S, David L A, Flannelly J, Pringle J, Bayliss M. Histological evaluation of chondral defects after autologous chondrocyte implantation of the knee.  J Bone Joint Surg [Br]. 2003;  85 1077-1083
  PubMedGoogle Scholar
• 8 Brittberg M, Lindahl A, Nilsson A, Ohlsson C, Isaksson O, Peterson L. Treatment of deep cartilage defects in the knee with autologous chondrocyte transplantation.  N Engl J Med. 1994;  331 889-895
  CrossrefPubMedGoogle Scholar
• 9 Brucker P, Agneskircher J D, Burkart A, Imhoff A B. Mega-OATS: Technik und Ergebnisse.  Unfallchirurg. 2002;  105 443-449
  CrossrefPubMedGoogle Scholar
• 10 Buckwalter J A. Articular cartilage injuries.  Clin Orthop. 2002;  402 21-37
  PubMedGoogle Scholar
• 11 Dell'Accio F, De Bari C, Luyten F P. Molecular markers predictive of the capacity of expanded human articular chondrocytes to form stable cartilage in vivo.  Arthritis Rheum. 2001;  44 1608-1619
  CrossrefPubMedGoogle Scholar
• 12 Gaissmaier C, Fritz J, Benz K, Stoop R, Schewe B, Weise K. Biomaterialien für die Transplantation chondrogener Zellen zur biologischen Rekonstruktion artikulärer Knorpeldefekte.  SFA-Arthroskopie Aktuell. 2003;  16 4-14
  PubMedGoogle Scholar
• 13 Gaissmaier C, Fritz J, Mollenhauer J, Schneider U, Marlovits S, Anders J, Schewe B, Weise K. Verlauf klinisch symptomatischer Knorpelschäden des Kniegelenks: Ergebnisse ohne und mit biologischer Rekonstruktion.  Dtsch Arztebl. 2003;  100 2448-2453
  PubMedGoogle Scholar
• 14 Groß A E. Repair of cartilage defects in the knee.  J Knee Surg. 2002;  15 167-169
  PubMedGoogle Scholar
• 15 Gudas R, Kunigiskis K, Kalensinskas R J. Long-term follow-up of osteochondritis dissescans.  Medicina. 2002;  38 284-288
  PubMedGoogle Scholar
• 16 Haddo O, Mahroof S, Higgs D, David L, Pringle J, Bayliss M, Cannon S R, Briggs T W. The use of chondrogide membrane in autologous chondrocyte implantation.  Knee. 2004;  11 51-55
  CrossrefPubMedGoogle Scholar
• 17 Hangody L, Fules P. Autologous osteochondral mosaicplasty for the treatment of full-thickness defects of weight-bearing joints: ten years of experimental and clinical experience.  J Bone Joint Surg [Am]. 2003;  85 (Suppl 2) 25-32
  PubMedGoogle Scholar
• 18 Hangody L, Rathonyi G K, Duska Z, Vasarhelyi G, Fules P, Modis L. Autologous osteochondral mosaicplasty. Surgical technique.  J Bone Joint Surg [Am]. 2004;  86 (Suppl 1) 65-72
  PubMedGoogle Scholar
• 19 Hankemeier S, Müller E J, Kaminski A, Muhr G. [10-year results of bone marrow stimulating therapy in the treatment of osteochondritis dissecans of the talus].  Unfallchirurg. 2003;  106 461-466
  CrossrefPubMedGoogle Scholar
• 20 Hunziker E B. Articular cartilage repair: basic science and clinical progress. A review of the current status and prospects.  Osteoarthritis Cartilage. 2002;  10 432-463
  CrossrefPubMedGoogle Scholar
• 21 Jakob R P, Franz T, Gautier E, Mainil-Varlet P. Autologous osteochondral grafting in the knee: Indication, results, and reflections.  Clin Orthop. 2002;  401 170-184
  PubMedGoogle Scholar
• 22 Knutsen G, Engebretsen L, Ludvigsen T C. et al . Autologous chondrocyte implantation compared with microfracture in the knee - a randomized trial.  J Bone Joint Surg [Am]. 2004;  86 455-464
  PubMedGoogle Scholar
• 23 Madsen B L, Noer H H, Carstensen J P, Normark F. Long-term results of periosteal transplantation in osteochondritis dissecans of the knee.  Orthopedics. 2000;  23 223-226
  PubMedGoogle Scholar
• 24 Maletius W, Messner K. Chondral damage and age depress the long-term prognosis after partial meniscectomy. A 12- to 15-year follow-up study.  Knee Surg Sports Traumatol Arthrosc. 1996;  3 211-214
  CrossrefPubMedGoogle Scholar
• 25 Minas T. Autologous chondrocyte implantation in the arthritic knee.  Orthopedics. 2003;  26 945-947
  PubMedGoogle Scholar
• 26 Moseley J B, O'Malley K, Petersen N J. A controlled trial of arthroscopic surgery for a osteoarthritis of the knee.  N Engl J Med. 2002;  347 81-88
  Google Scholar
• 27 Nehrer S, Spector M, Minas T. Histologic analysis of tissue after failed cartilage repair procedures.  Clin Orthop. 1999;  365 149-162
  PubMedGoogle Scholar
• 28 Otte P. Physiologie der Gelenkerhaltung. In: Otte P (Hrsg). Der Arthrose-Prozess. Gelenkerhaltung - Gefährdung - Destruktion. Teil 1: Osteochondrale Strukturen. Novartis Pharma, Nürnberg 2000; 13-74
  Google Scholar
• 29 Peterson L, Brittberg M, Kiviranta I, Akerlund E L, Lindahl A. Autologous chondrocyte transplantation. Biomechanics and long-term durability.  Am J Sports Med. 2002;  30 2-12
  PubMedGoogle Scholar
• 30 Peterson L, Minas T, Brittberg M, Lindahl A. Treatment of osteochondritis dissecans of the knee with autologous chondrocyte transplantation: results at two to ten years.  J Bone Joint Surg [Am]. 2003;  85 (Suppl 2) 17-24
  CrossrefPubMedGoogle Scholar
• 31 Peterson L, Minas T, Brittberg M, Nilsson A, Sjogren-Jansson E, Lindahl A. Two- to 9-year outcome after autologous chondrocyte transplantation of the knee.  Clin Orthop. 2000;  374 212-234
  PubMedGoogle Scholar
• 32 Roberts S, Hollander A P, Caterson B, Menage J, Richardson J B. Matrix turnover in human cartilage repair tissue in autologous chondrocyte implantation.  Arthritis Rheum. 2001;  44 2586-2598
  CrossrefPubMedGoogle Scholar
• 33 Saris D B, Dhert W J, Verbout A J. Joint homeostasis. The discrepancy between old and fresh defects in cartilage repair.  J Bone Joint Surg [Br]. 2003;  85 1067-1076
  PubMedGoogle Scholar
• 34 Shelbourne K D, Jari S, Gray T. Outcome of untreated traumatic articular cartilage defects of the knee: a natural history study.  J Bone Joint Surg [Am]. 2003;  85 (Suppl 2) 8-16
  PubMedGoogle Scholar
• 35 Steadman J R, Briggs K K, Rodrigo J J, Kocher M S, Gill T J, Rodkey W G. Outcomes of microfracture for traumatic chondral defects of knee: average 11-year follow-up.  Arthroscopy. 2003;  19 477-84
  CrossrefPubMedGoogle Scholar
• 36 Twyman R S, Desai K, Aichroth P M. Osteochondritis dissecans of the knee. A long term study.  J Bone Joint Surg [Br]. 1991;  73 461-464
  PubMedGoogle Scholar
• 37 Zheng M H. The impact of cellular caracteristics in autologous chondrocyte transplantation.  J Bone Joint Surg [Br]. 2002;  84 (Suppl 3) 286-287
  PubMedGoogle Scholar

Dr. med. J. Fritz

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