Ersatz von Knorpelgewebe im Knorpelzentrum Wien

Knorpelzelltransplantation und Knorpeltransplantation

Bei der Knorpeltransplantation bzw. der Knorpelzelltransplantation ersetzen wir einen geschädigten Knorpel durch ein Transplantat. Dieses stammt entweder vom Patienten selbst oder von einem Spender und wird ein einer Operation eingesetzt.

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Behandlungsüberblick

Überblick

Bei der Knorpelzelltransplantation handelt es sich um die Transplantation von gezüchteten Knorpelzellen in einen Knorpeldefekt. Ziel der Behandlung ist die Wiederherstellung von Knorpelgewebe.

  • Ort der Behandlung: Orthopädischer Operationssaal der Privatklinik Döbling

  • Dauer der Behandlung: 1. Operation: 30 Minuten; 2. Operation: 60 Minuten

  • Dauer des Aufenthaltes: 1-4 Tage stationär

  • Schmerzhaft: Operation in Allgemeinanästhesie oder Regionalanästhesie

  • Anzahl der Behandlungen: 2 Operationen (Knorpelbiopsie im Rahmen einer Gelenkspiegelung und 4-6 Wochen danach Knorpeltransplantation im Rahmen einer 2. Operation)

  • Nachbehandlung: nach der 2. Operation spezielle Physiotherapie für 6-12 Wochen

  • Schonzeit/Sport: Sportbeginn 12 Wochen nach der Operation

  • Ausfallzeit: 1 Woche nach der 1. Operation und 4 Wochen nach der 2. Operation

Entwicklung der Knorpeltransplantation und Knorpelzelltransplantation

Versuche mit Knorpel- und Gelenktransplantationen setzen bereits zu Beginn des 20. Jahrhunderts ein. Erich Lexer, ein deutscher Chirurg, unternahm im Zeitraum 1907 bis 1925 entsprechende Versuche, die aber keinen Erfolg hatten. Diese frühen Versuche mit Transplantationen von Gelenkknorpelteilen oder ganzen Gelenken bezweckten die Wiederherstellung der Gelenkfunktion nach Unfällen oder bei angeborenen Krankheiten. Dem tschechischen Arzt M. Jaroš gelang im Jahr 1958 die erste erfolgreiche Transplantation eines ganzen Hüftgelenkkopfes. Das Transplantat stammte dabei von einem Unfallopfer  – es handelte sich also um eine sogenannte allogene Transplantation.

Heute versteht man unter Knorpeltransplantation nur den Ersatz von Knorpelgewebe, ohne gleich das ganze Gelenk oder größere Teile davon (d.h. Knochen und Knorpel) zu ersetzen. Erste Berichte über erfolgreiche Knorpeltransplantationen im modernen Sinn stammen aus den 1960er Jahren. So soll Wagner 1964 die erste Knorpeltransplantationen im Kniegelenk vorgenommen haben, wobei der Knorpel vom Patienten selbst stammte (autologe Transplantation). In den 1980er Jahren folgten dann erste Versuche mit allogenen Knorpeltransplantationen. Heute stehen somit verschiedene Varianten von Knorpeltransplantationen zur Verfügung, die eine gute Behandlungsoption bei Gelenkschäden darstellen.

Allogene und autogene (autologe) Transplantation

Bei allogenen Transplantationen sind spendende und empfangende Person genetisch unterschiedlich, jedoch derselben Art angehörend. Transplantationen von Organen, Geweben oder Zellen von einem Menschen auf einen anderen sind demnach allogen – außer, wenn Spender und Empfänger eineiige Zwillinge sind (dann spricht man von einer „syngenen“ Transplantation).

Bei autogenen Transplantationen sind die spendende und empfangende Person identisch und es handelt sich um dasselbe Individuum. Synonym verwendet man auch den Begriff „autolog“.

Zu Beginn der 1990er Jahre entwickelten schwedische Mediziner ein neues Verfahren der autologen Knorpelzelltransplantation. Dabei injizierten sie kultivierte (in der Zellkultur vermehrte) Knorpelzellen direkt in ein Gelenk. Die Knorpelzellen bildeten schließlich neues Gewebe. Die Methode zeigte ermutigende Erfolge und wird heute von verschiedenen Teams angewendet.

Knorpelzelltransplantation im Knorpelzentrum Wien

Damit eine Knorpelzelltransplantation gelingt, müssen einige Voraussetzungen erfüllt sein: Es muss sich um einen umschriebenen Gelenkknorpeldefekt in der Größe von 2 bis 10 cm² handeln. Außerdem müssen die Bandverhältnisse intakt, die Beinachsen gerade und Menisken vorhanden sein. Eine generelle Gelenkabnützung, die Arthrose, stellt keine Indikation für die Durchführung einer Knorpelzelltransplantation dar. Das bedeutet, dass Arthrose mit einer Knorpelzelltransplantation nicht behandelt werden kann.

Die einzelnen Schritte der autologen Knorpelzelltransplantation bestehen aus der Arthroskopie mit Knorpelbiopsie, der Zellkultivierung und Transplantatherstellung sowie der nachfolgenden Implantation dieses Transplantates in einer Operation.

Arthroskop für die Arthroskopie

Arthroskopie und Biopsie

Am Anfang der Korpelzelltransplantation steht eine diagnostische Arthroskopie. Im Rahmen dieser Gelenksspiegelung erfolgt die Darstellung des Knorpeldefektes. Diese Darstellung zeigt die genaue Lage des Knorpeldefektes, die Größe und Ausdehnung sowie die Tiefe des Knorpelschadens. Gleichzeitig dient die Arthroskopie zur Erfassung von begleitenden und pathologischen Veränderungen im Gelenk.

Anschließend gewinnen wir für die Knorpelbiopsie aus einer „Nichtbelastungszone“ des Gelenkes ca. 150 bis 200 mg intaktes hyalines Knorpelgewebe.

Arthroskop für die Arthroskopie

Zellkultivierung

Den durch die Biopsie gewonnenen hyalinen Gelenkknorpel verarbeiten wir in Reinsträumen unter strengen gesetzlichen Auflagen weiter. Dabei erfolgt zunächst die Herauslösung der Knorpelzellen aus dem Gewebsverband. Danach vermehren wir die Zellen in Zellkulturflaschen mit dem Zusatz von Ernährungsmedium. Die Zellen befinden sich dabei in einem Brutschrank, der eine konstante Temperatur von 37°C gewährleistet. Nachdem wir eine ausreichende Zellzahl (etwa 20 Millionen Zellen) erreicht haben, bringen wir diese auf einen Zellträger auf. Der Zellträger wird Matrix genannt und besteht aus unterschiedlichen biologischen Substanzen, die sich im weiteren Verlauf der Einheilung auflösen. Diese Matrices dienen sozusagen als temporärer Zellträger. Die Technik der Zelltransplantation unter Verwendung einer Matrix wird als matrixgekoppelte autologe Knorpelzelltransplantation bezeichnet. Der so entstehende Verband aus Zellen und Trägermaterial bildet das Knorpelzelltransplantat und wird für die Transplantation steril verpackt.

Chirurgen während einer OP zur Knorpelzelltransplantation

Operation mit Implantation

Die Operation wird entweder mit einer Arthroskopie (Gelenkspiegelung) oder durch eine Miniarthrotomie durchgeführt. Zunächst wird der Knorpelschaden dargestellt und präpariert. Zur Präparation des Defektes wird dieser scharf umschnitten und mit einer scharfen Kürette gesäubert. Dabei achten wir darauf, dass der unterhalb des Knorpels liegende (subchondrale) Knochen nicht eröffnet wird. Zur genauen Größenbestimmung fertigen wir eine Schablone an, die als Vorlage für die matrixgekoppelten Knorpelzelltransplantate dient. Nach exakter Präparation bringen wir die Transplantate auf den gesäuberten Untergrund des Defektes ein und passen sie an die vorpräparierten Grenzen an. Danach fixieren wir zur weiteren Stabilisation die Transplantatränder meist mit Fibrinkleber oder nähen die Matrix an den Knorpelrand an. Der schichtweise Wundverschluss und das Anlegen eines sterilen Wundverbandes beenden die Operation.