Langzeitergebnisse von osteochondralen Allotransplantaten für osteochondrale Defekte des Knies (LongTermOC)

Lokalisierte Gelenkknorpeldefekte sind ein häufiges und herausforderndes Problem, insbesondere bei jungen Patienten. Diese Defekte verursachen erhebliche Behinderungen und nehmen mit zunehmender Teilnahme an sportlichen Aktivitäten jährlich an Gesamtzahl zu. Eine kürzlich durchgeführte systematische Übersichtsarbeit zur Bewertung der gesamten fokalen Knorpeldefekte in voller Dicke bei Sportlern ergab eine Prävalenz von 36 %, wobei 22 % der Sportler symptomatisch waren. Da die Prävalenz dieser Verletzungen zunimmt, stellen sie die Ärzte, die sie behandeln, vor immer größere Herausforderungen.

Normaler Gelenkknorpel ist ein festes, elastisches Gewebe, das die Knochenenden bedeckt, um sie zu schützen und eine reibungslose, schmerzfreie Bewegung übereinander zu ermöglichen. Gelenkknorpel wird makroskopisch und mikroskopisch als Gelenkknorpel oder "hyaliner" Knorpel beschrieben. Hyaliner Knorpel wird aufgrund seines glänzenden Aussehens und seiner Lichtdurchlässigkeit oft als "glasartiges" Strukturgewebe beschrieben. Die Gewebestruktur ist eine hydratisierte Matrix, die aus Proteoglykanen und mindestens 90 % (Trockengewicht) Kollagenfasern vom Typ II besteht. Die Kollagenfasern tragen zur Gesamtzugfestigkeit bei und die Proteoglykane sorgen für die Steifigkeit und Elastizität des Gewebes. Knorpelzellen oder Chondrozyten produzieren eine dichte Matrix, die die Zellen selbst effektiv einsperrt. Im Falle einer Verletzung ist die Beweglichkeit dieser Zellen aufgrund ihres Einschlusses tief in der Matrix und der Avaskularität des Knorpels selbst eingeschränkt. Dieses Fehlen eines Gefäßnetzwerks verhindert das Eindringen von Entzündungszellen und bioaktiven Molekülen nach einer Schädigung. Somit heilt oder regeneriert erwachsener Gelenkknorpel, wenn er einmal beschädigt ist, nicht effektiv.

Behandlungstechniken für osteochondrale Läsionen sind relativ neu und ändern sich häufig und entwickeln sich weiter. Die Behandlungsalgorithmen für diese Verletzungen sind komplex und umfassen oft mehrere Verfahren, einschließlich nicht-chirurgischer Eingriffe mit pharmakologischen Wirkstoffen wie oralen nichtsteroidalen Antirheumatika (NSAIDs), injizierbaren Kortikosteroiden und Aktivitätsmodifikationen, einschließlich Rehabilitation und Stützorthesen, die bereitgestellt werden können unvollständige oder vorübergehende Linderung. Läsionsmerkmale wie Grad und Dicke können sich auch auf die Behandlungsoptionen und die Genesung auswirken. Arthroskopisches Debridement und Lavage ist als chirurgischer Ansatz der ersten Wahl für Patienten mit geringen körperlichen Anforderungen wirksam. Dieses Verfahren beseitigt Ablagerungen und verringert Entzündungen in den Gelenken, aber die symptomatische Linderung ist normalerweise vorübergehend und die Läsion wird nicht repariert. Behandlungen, die langfristige Ergebnisse liefern, können durch eine Vielzahl von chirurgischen Optionen erreicht werden.

Es gibt derzeit viele chirurgische Behandlungsmöglichkeiten, die alle ihre Grenzen haben. Techniken zur Knochenmarkstimulation umfassen Mikrofrakturierung, Bohren und Abrasionsarthroplastik. Die Mikrofrakturierungstechnik wurde beschrieben, um Läsionen bis zu 1 cm2 zu behandeln, während andere Autoren spezifischere Anwendungen in Abhängigkeit von der Läsionsgröße, dem Alter des Patienten und den körperlichen Anforderungen nennen. Während die Mikrofrakturierung als reparative Behandlung angesehen wird, kann das Verfahren aufgrund der minderwertigen Natur des gebildeten fibrokartilaginären Gewebes suboptimale Ergebnisse liefern. Anders als das Kollagen vom Typ II, das normalerweise in Gelenkknorpel gefunden wird, besteht Faserknorpel überwiegend aus Kollagen vom Typ I. Da ihm die langfristigen Abnutzungseigenschaften von normalem hyalinem Knorpel fehlen, kann Faserknorpel mit der Zeit abgebaut werden.

ACI ist ein zweistufiges Verfahren, das zur Behandlung von Knorpeldefekten im Knie entwickelt wurde. Bei ACI wird ein primärer arthroskopischer Eingriff durchgeführt, um den Defekt zu beurteilen, und eine kleine Menge (200 mg bis 400 mg) gesunden, autologen Knorpels wird entnommen. Anschließend wird das Gewebe in einem Zellkulturverfahren über mehrere Wochen expandiert. Die expandierten Zellen werden dann in einem zweiten chirurgischen Eingriff in den Bereich des Defekts implantiert. Studien haben anhand von Histologie und quantitativen Messungen gezeigt, dass ACI einen „hyalinartigen Knorpel“ mit einem Gehalt an Kollagen Typ II zwischen 35 Prozent und 55 Prozent produziert. Die Literatur weist darauf hin, dass hyaliner Knorpel eine größere biomechanische Festigkeit und Integrität aufweisen kann als das faserknorpelige Gewebe, das in mit Mikrofrakturen behandelten Läsionen erzeugt wird. Es gibt jedoch mehrere Nachteile bei der Verwendung von ACI, wie z. B. die Notwendigkeit von zwei Operationen. Aufgrund dessen ist die chirurgische Zeit verlängert und es ist mit erheblichen Kosten verbunden, um die Ex-vivo-Zellexpansion zu berücksichtigen. Mögliche postoperative Komplikationen im Zusammenhang mit dem Periostpflaster umfassen Zellleckage, Hypertrophie und/oder Delaminierung und ungleiche Chondrozytenverteilung innerhalb der Läsion.

Die osteochondrale Transplantation, die direkte Transplantation eines osteochondralen Autotransplantats oder Allotransplantats, ist die einzige auf dem Markt verfügbare Technik, die intakten hyalinen Knorpel transplantiert. Frische osteochondrale Allotransplantate verwenden aktive Chondrozyten und vermeiden gleichzeitig eine Morbidität an der Spenderstelle. Die Transplantate sind avaskulär und aneural, was bedeutet, dass sie immunprivilegiert und für eine Transplantation geeignet sind. Autograft-Pfropfen werden typischerweise verwendet, um kleine Defekte (bis zu 2,5 cm Durchmesser) aufgrund der Größenbeschränkung der Spenderstelle zu behandeln. Osteochondrale Allotransplantate können mit einem Durchmesser von bis zu 35 mm entnommen werden, oder es kann ein ganzes Kompartiment mit einer Schalentechnik erneuert werden. Das klinische Ergebnis osteochondraler Autotransplantate wurde in verschiedenen Studien als gut bis ausgezeichnet dokumentiert, insbesondere bei Patienten mit isolierten femoralen Läsionen. Ein Hauptvorteil von osteochondralen Allotransplantaten ist ihre Fähigkeit, dem Chirurgen die Möglichkeit zu geben, viel größere Defekte zu behandeln. Ein großer Nachteil vieler der oben genannten Behandlungsoptionen (Mikrofraktur, ACI, osteochondrales Autotransplantat) ist ihre Unfähigkeit, solch große Läsionen zu behandeln. Darüber hinaus wurde eine Lebensdauer frischer OCA nach der Implantation von bis zu 25 Jahren dokumentiert, was darauf hindeutet, dass dieses Verfahren den Patienten eine langfristige Linderung verschaffen kann.

Der Zweck dieser Studie besteht darin, die funktionellen und klinischen Ergebnisse von Patienten zu bewerten, die osteochondrale Femurkondylen-Allotransplantate erhalten, potenzielle prädisponierende Faktoren für das Versagen solcher Transplantate zu bewerten und die Gesamtergebnisse der Transplantate mit dem aktuellen Behandlungsstandard für kleinere Läsionen zu vergleichen , Mikrofraktur. Unsere Hypothese ist, dass Patienten, die mit diesen Allotransplantaten behandelt werden, eine signifikante funktionelle Verbesserung zeigen werden, gemessen durch validierte Ergebnis-Scoring-Maßnahmen, und ihre Funktion wird mindestens gleich der von Mikrofraktur-Ergebnissen sein.