Die Rückkehr in ihre Alltagsbelastung und ihre Freizeitaktivitäten und die damit verbundene Selbstbestimmung und Zufriedenheit der Patient:innen sind das primäre Ziel der Rehabilitation [70]. Chirurg:innen und Physiotherapeut:innen sind sich einig, dass die Rehabilitation nach Eingriffen am Knorpel maßgeblich ist für die Qualität des sich zu einem belastbaren Knorpel entwickelnden Regenerates und für das Patientenoutcome. Allerdings fehlen immer noch qualitativ gute Studien, die diese Aussagen belegen. Die vorgeschlagenen Rehabilitationsprotokolle basieren in vielen Aspekten auf Expertenmeinungen, angewandter Biomechanik und Grundlagenforschung [15, 16, 25, 38, 40, 54]. Grundsätzlich sollten aber alle Dimensionen der Gesundheit – dazu gehört die physische, psychische und die soziale Gesundheit – im Rahmen der Rehabilitation mit entsprechenden Messinstrumenten erfasst und in das biopsychosoziale Modell der International Classification of Functioning, Disability and Health (ICF) eingeordnet werden. Der monokausale Ansatz wie „struktureller Schaden macht Schmerz“ hat sich zu einem multikausalen Ansatz weiterentwickelt. Die ICF klassifiziert Körperfunktionen und -strukturen, Aktivitäten und Teilhabe sowie Umweltfaktoren als Komponenten der Gesundheit [71]. Um dem gerecht zu werden, ist die auf den Patienten abgestimmte, individuelle Rehabilitation essenziell. Nachbehandlungs-Guidelines können einen Rahmen schaffen für die Erwartungshaltung und Motivation der Patient:innen, die optimale Progression der Übungen, für notwendige Anpassungen des Lebensstils und die Beachtung schmerztreibender Faktoren. Aktuell bestehende Nachbehandlungsempfehlungen basieren weiterhin häufig auf dem Faktor Zeit. Wann darf wie viel belastet werden, wann darf Ergometertraining stattfinden, wann geht es zurück zum Sport? Aufgrund der biologischen Phasen der Einheilung und Entwicklung der Knorpelzellen erscheint das sinnhaft. Allerdings wird jeder Patient mit unterschiedlichen Voraussetzungen in die Operation gehen, unterschiedlich auf die Operation reagieren und den Rehabilitationsprozess in unterschiedlichem Tempo durchlaufen. So kann z. B. eine exzessive Entzündungsreaktion das Knorpelregenerat und damit das Nachbehandlungsergebnis gefährden. Es ist daher darauf zu achten, die lokalen inflammatorischen Prozesse individuell zu beurteilen [31, 61]. Dass Patienten derart verschieden reagieren, könnte auf individuell unterschiedliche „Treiber“ zurückzuführen sein, welche die Rehabilitation maßgeblich mitbeeinflussen. Die Nachbehandlung nach knorpelregenerativen Eingriffen wird deshalb zeit- und kriterienbasiert geplant und gesteuert. Kriterienbasiert bedeutet, dass für die Progression innerhalb der Nachbehandlung bestimmte klinische (z. B. Reizzustand des Gelenks) oder funktionelle (z. B. sauberes Gangbild) Meilensteine erreicht werden sollten, um zur nächsten Stufe überzugehen. Zeit- und kriterienbasiertes Vorgehen schließen sich nicht aus, sondern ergänzen sich, um eine sichere Rückkehr zur Arbeit oder zum Sport zu ermöglichen.

Übergeordnete Prinzipien in der Nachbehandlung muskuloskeletaler Beschwerden

Treibermodell

Im Rahmen eines ICF-basierten Modells wurden sog. Treibermodelle implementiert, die einerseits die Komplexität des individuellen Beschwerdebilds ausreichend abbilden und andererseits erklären, warum eindimensionale Behandlungsansätze nicht allen Patienten gerecht werden [63]. Auch wenn diese Modelle zunächst im Kontext chronischer Beschwerden entstanden sind, kann das Paradigma auf alle muskuloskeletalen Erkrankungen und auch auf die postoperative Nachbehandlung übertragen werden.

Im Treibermodell werden 5 Domänen unterschieden. Neben dem nozizeptiven Treiber (strukturelle Schäden und funktionelle Defizite) [15, 60] und dem neuralen Treiber (Sensibilisierungsprozesse) [17] werden Komorbiditäten (muskuloskeletal, internistisch, psychiatrisch) [12], kognitiv-emotionale (Kinesiophobie, Angstvermeidung, ungünstige Glaubensbekenntnisse) und Kontextfaktoren (therapeutisches Team, Familie) [64] bedacht. Übergeordnetes Ziel dieses Modells ist es, den Patienten in der postoperativen Phase nicht als einfachen „Knorpelpatienten“ zu betrachten, sondern beitragende Faktoren zu erkennen und entsprechend in die Behandlung zu integrieren.

Transplantatentwicklung

Die Entwicklung des Geweberegenerats nach einem operativen Eingriff verläuft in verschiedenen Phasen (mod. nach [16]):

  • Implantation – Akutphase (bis ca. 2. Woche),

  • Protektion – frühe Proliferation (2. bis ca. 6. Woche),

  • Übergang – späte Proliferation (6. bis ca. 12. Woche),

  • Remodellierung (12. bis ca. 26. Woche),

  • Maturation (> 26. Woche).

Die Ausreifung und damit auch Stabilisierung des Gewebes benötigten dabei mehr Zeit als bisher angenommen. Nach Paatela et al. und Niethammer et al. sollten für diesen Prozess 4 bis 5 Jahre veranschlagt werden [42, 45]. Oben beschriebene Phasen ergeben eine grobe zeitliche Orientierung, die nicht zu rigide angesehen werden sollte. Angeleitete Interventionen müssen innerhalb des zeitlichen Rahmens durch klinische und funktionelle Kriterien individuell angepasst werden. Die „Abkehr“ von einer rein zeitlichen Steuerung der Rehabilitation wird als Schlüssel für eine patientenzentrierte Nachbehandlung angesehen [36]. Dennoch müssen biologische Grenzen akzeptiert werden, und es kann eine pragmatische Zuordnung von Zielen und Maßnahmen innerhalb der Phasen erfolgen. Im Optimalfall kann den postoperativen Phasen eine präoperative Vorbereitung vorgeschaltet werden.

Präoperative Phase

Die postoperative Rehabilitation nach knorpelregenerativen Eingriffen ist langwierig, anspruchsvoll und fordert von Patienten viel Geduld, Ausdauer und Disziplin. Die Patienten kommen vor der Operation zu uns mit unspezifischen Knieschmerzen, wiederkehrendem Kniegelenkerguss [22, 23], veränderter motorischer Kontrolle und signifikanten Quadrizepskraftdefiziten [26, 69]. Nicht nur physisch, sondern auch mental müssen die Patienten vorbereitet werden, um ein optimales Ergebnis zu erzielen [16, 69]. Ängste, Angstvermeidungsverhalten, Katastrophisierung, Depressionen und übersteigerte Erwartungen nehmen Einfluss auf das postoperative Outcome [1, 2, 9,10,11, 34, 41, 62]. Deshalb sollte die Wartezeit bis zur Operation sinnvoll genutzt werden, um erste Ziele zu erreichen [24]. Neben einem bestmöglichen Funktionstraining sollte hier die Edukation in allen Facetten im Mittelpunkt stehen:

  • biomechanisch: z. B. Darstellung von biomechanisch belastenden Aktivitäten und Aufzeigen entsprechender Modifikationsmöglichkeiten,

  • motorisch: z. B. Vorbereitung von essenziellen Bewegungsmustern im Alltag (u. a. Gangschule und Gebrauch von Gehstützen) und Instruktion von rehabilitationsrelevanten Übungen,

  • kognitiv: z. B. Umgang mit Schmerz beim Training [58], zeitlicher Ablauf der postoperativen Heilungsphasen, Operationstechniken etc.,

  • psychosozial: z. B. Erklärung von wichtigen Zusammenhängen zwischen persistierenden Schmerzen und Glaubensbekenntnissen, Ängsten oder Kontextfaktoren.

Sollte es der aktuelle Reizzustand des betroffenen Gelenkes zulassen, so werden weiter die Aktivierung und Kräftigung von Schlüsselmuskeln angeleitet, um das postoperative Defizit so gering wie möglich zu halten.

Postoperative Akutphase

Innerhalb der ersten 2 Wochen stehen die Kontrolle der entzündlichen Reaktion sowie der Schutz und die Ernährung des Implantats im Vordergrund.

Mittlerweile gibt es eine ausreichende Evidenz dafür, dass eine hohe und lang anhaltende entzündliche Reaktion einen bionegativen Effekt auf das Knorpelregenerat haben kann [31, 48, 61]. Bei Hinweisen auf ein hohes proinflammatorisches Milieu sollten daher physikalische Maßnahmen (Kryotherapie) oder eine medikamentöse Behandlung zum Einsatz kommen. Aus sporttherapeutischer Sicht kann ein aerobes Grundlagenausdauertraining den systemischen Entzündungsstoffwechsel positiv beeinflussen und mittels eines Oberkörperergometers direkt postoperativ begonnen werden ([55, 72]; Tab. 1).

Tab. 1 Mögliche Trainingsparameter für ein antiinflammatorisches Ausdauertraining, Cross-Education und Kraftausdauer mit geringer Last
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Für den Schutz des Implantats ist bei tibiofemoralen Defekten in der Regel eine Teilbelastungsvorgabe (15–20 kg) über 6 Wochen vorgesehen. Patient*innen mit patellofemoralen Defekten können in Streckstellung einer frühen Vollbelastung zugeführt werden. Das erlaubte Bewegungsausmaß wird insbesondere bei letztgenannten Läsionen schrittweise gesteigert (0–30°, 0–60°, 0–90° über 6 Wochen). Patient*innen mit Defekten außerhalb der Belastungszone oder „contained“ Defekten können bei engmaschiger Kontrolle progressiver geführt werden [43]. Die Ernährung des Knorpelregenerats wird über die Frühmobilisation (passive Bewegungsschiene und/oder aktive Automobilisation) sichergestellt. Die genauen Parameter sind unklar, es wird aber mindestens 1 h pro Tag über 6 Wochen empfohlen [16, 25, 29].

Ein wirkliches aktives Widerstandstraining am betroffenen Kniegelenk ist in dieser Phase unrealistisch, dennoch können über mentale Methoden (z. B. Bewegungsvorstellung – „mental motor imagery“ – oder die visuelle Darstellung von Bewegungen – „action observation“) Adaptionen erreicht werden, die einem effektiv ausgeführten Training ähnlich sind [47, 56, 57, 73]. Ähnliches ist für die sog. Cross-Education nachgewiesen, bei der ein intensives Krafttraining auf der gesunden Seite eine Adaption auf der betroffenen Seite zur Folge hat ([13]; Tab. 1).

Kriterien und Ziele sind in dieser Phase insbesondere auf den Reizzustand des betroffenen Gelenks bezogen:

  • < 2° Temperaturdifferenz im Seitenvergleich (Abb. 1),

  • kein Ruheschmerz, Schmerz < 3/10 auf einer numerischen Skala bei der Mobilisation,

  • < 1 cm Schwellungszunahme nach Mobilisation/Belastung.

Abb. 1
figure 1

Temperaturmessung zur Beurteilung des Reizzustandes des betroffenen Kniegelenks. Hyperthermien > 2° im Seitenvergleich gelten als akut [14]

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Protektion – frühe Proliferation

Neben den Zielen der Akutphase steht in der zweiten Phase die Aktivierung des Quadrizeps und wichtiger Stabilisatoren angrenzender Gelenke im Vordergrund.

Patient*innen mit Knorpelschäden haben prä- und postoperativ ausgeprägte Quadrizepsdefizite [15, 26]. Selbst nach Jahren (Follow-up 5 bis 7 Jahre) persistieren diese, und es gibt klare Assoziationen zu einer frühen Degeneration [3, 49]. Die Inhibition des Quadrizeps sollte nicht als eine einfache reflektorische Hemmung verstanden werden. Sie ist vielmehr als ein zentrales Aktivierungsdefizit mit neuroplastischen Veränderungen zu verstehen und dementsprechend auch zu behandeln [44, 50]. Am besten kann die Aktivierung des Quadrizeps durch ein isoliertes Training im Kniestrecker, mit einem Fokus auf der exzentrischen Kontraktionsphase in Kombination mit mentalen Methoden (s. oben), Vibration, Kryotherapie und Elektrostimulation erreicht werden ([6, 44, 50]; Abb. 2). Ist die genaue Defektlokalisation bekannt, kann das ROM („range of motion“) in nicht belastete femorotibiale Kontaktzonen verlagert werden.

Abb. 2
figure 2

Isolierte Quadrizepsaktivierung im Kniestrecker in Kombination mit Elektrostimulation

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Im Kontext Quadrizepstraining werden auch immer wieder die mechanischen Auswirkungen von Übungen im geschlossenen und offenen System diskutiert [68]. Es ist in diesem Zusammenhang wichtig zu verstehen, dass die Generierung von Scher- und Kompressionskräften nicht von einem bestimmten System abhängig ist, sondern maßgeblich von der Ausrichtung der Wirkungslinien der Kniestabilisatoren und damit vom angeleiteten Bewegungsausmaß bestimmt wird (Abb. 3; [59]). Übungen im offenen und geschlossenen System sollten daher wertfrei in Kombination zum Einsatz kommen.

Abb. 3
figure 3

Generierung von Scherkräften durch den Quadrizeps. Keine oder nur minimale Scherkräfte entstehen bei einem Gelenkwinkel ± 60° [59]

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Ein Training für die angrenzenden Gelenke (Hüft- und Sprunggelenkmuskulatur) runden das Programm in dieser Phase ab. Die Funktion in angrenzenden Muskelgruppen (z. B. Hüftrotatoren) ist dabei sowohl für die Beinachsenstabilität, die Funktion in „patient reported outcome measures“ und auch für den Status des hyalinen Gelenkknorpels von Bedeutung [19].

Neben den Kriterien und Zielen der Akutphase sollten folgende Meilensteine erreicht werden:

  • schmerzabhängige Vollbelastung,

  • volles Bewegungsausmaß (tibiofemoral und patellofemoral),

  • gute Quadrizepsinnervation (aktives gestrecktes Beinabheben möglich ohne Extensionsverlust),

  • Gangbild mit und ohne Stützen ohne Hinkmechanismus.

Übergang – späte Proliferation

In der späten Proliferation stehen die Rekonditionierung des Quadrizeps und ein globales Muskeltraining der unteren Extremität im Vordergrund.

Bedingt durch die hohe Gelenkbelastung beim Krafttraining empfehlen sich zunächst Methoden mit einer geringen externen Last, aber einem hohen Volumen mit metabolischer Ermüdung. Methoden der Wahl wären Kraftausdauer mit geringer Last (Tab. 1) oder das Training mit einer Blutflussrestriktion („blood flow restriction“ [BFR]). In beiden Fällen gibt es starke Evidenz, dass insbesondere für die Steigerung der Muskelmasse gleiche Effekte wie bei einem hochintensiven Krafttraining entstehen können [32, 37]. Bedingt durch die gute Schmerztoleranz [5] ist gerade das BFR-Training auch in der postoperativen Therapie [67] und explizit nach knorpelregenerativen Eingriffen angekommen [27, 35]. Bei ausreichender Belastbarkeit kann dann schrittweise der Übergang in ein herkömmliches Krafttraining mit höheren Lasten erfolgen.

Patient*innen nach Knietraumata (z. B. vordere Kreuzbandruptur) weisen häufig persistierende neuromuskuläre Defizite auf. Diese können sich auf kinematischer Ebene manifestieren (z. B. geringerer Kniebeugewinkel im Gang), aber auch auf kinetischer (z. B. geringere Bodenreaktionskräfte beim Springen) oder neuromuskulärer Ebene (z. B. stärkere Aktivierung der ischiokruralen Muskulatur in der Elektromyographie) [18, 46]. Diese automatisierten Kompensationen sollten nach den Prinzipien des motorischen Lernens adressiert werden. Unter anderem gelten in diesem Kontext folgende Empfehlungen [20]:

  • Ausbildung variabler Bewegungsstrategien im Sinne des differenziellen Lernens,

  • explizites Feedback bei der Bewegungsausführung (externes Feedback überbewerten),

  • Beachtung der Patientenpräferenz bei der Übungsauswahl (selbstkontrolliertes Lernen),

  • Progression der Anforderung angepasst an die Phasen des motorischen Lernprozesses.

Neben den Kriterien und Zielen der ersten beiden Phasen sollten folgende Meilensteine erreicht werden:

  • hinkfreies Gangbild ohne Gehhilfen,

  • gute Toleranz bei Belastungssteigerung im Krafttrainingsbereich.

Remodellierung

In der Phase der Remodellierung stehen die Kraftentwicklung der knieumgebenden Muskulatur und die damit verbundene Vorbereitung auf die Rückkehr zur vollen Arbeitsfähigkeit und Rückkehr in die sportliche Aktivität im Vordergrund.

Krafttrainingsmethoden werden innerhalb der Rehabilitation üblicherweise periodisiert angeleitet. Unter Periodisierung versteht man die geplante Veränderung von Trainingsvariablen wie Gewicht, Sätze und Wiederholungen, um eine maximale Trainingsanpassung mit minimaler Erschöpfung zu erreichen [8]. In der Rehabilitation von muskuloskeletalen Beschwerden kommt am häufigsten die lineare Periodisierung zum Einsatz (von hohem Volumen zu hoher Intensität) [28]. Diese schrittweise Progression von einer Trainingsphase zur nächsten entspricht den Phasen der Heilung und ist so eine sichere postoperative Trainingsform [33, 53].

Um die Kraftentwicklung und damit die Gelenkbelastung langsam zu steigern, startet die lineare Periodisierung mit dem Training der Kraftausdauer, gefolgt von der Maximalkraft, dann Schnellkraft bis hin zur Reaktivkraft. Wie das in der Praxis umgesetzt werden kann, zeigt Tab. 2.

Tab. 2 Möglicher Aufbau eines Kraftaufbautrainings mit linearer Periodisierung
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Die Kräftigung des Quadrizeps erfolgt im offenen und im geschlossenen System wie z. B. am Kniestrecker, an der Beinpresse oder mit Kniebeugen. Das Monitoring der Progression erfolgt über funktionelle Testverfahren, die Bewegungsqualität und Bewegungsquantität beurteilen. Zusätzlich sollten Fragebögen genutzt werden, die psychosoziale Faktoren wie Angstvermeidung und Depression abfragen, da diese den Therapieverlauf ungünstig beeinflussen können [52, 66].

Mögliche Tests und Fragebögen sind:

  • Tests qualitativ: Landung, Richtungswechsel,

  • Tests quantitativ: „single leg hop“, „side hop“, „square hop“,

  • Fragebögen: Tampa Scale of Kinesiophobia, KOOS (Knee injury and Osteoarthritis Outcome Score), PROMIS-29.

Neben den Kriterien und Zielen der vorherigen Phasen sind folgende Meilensteine zu erreichen:

  • Limb symmetry Index (LSI): Quadrizeps und Hamstrings 80/90 % (Kraftunterschied im Seitenvergleich),

  • Balance Q/H: 100:65 % (Verhältnis Quadrizepskraft zu Hamstringskraft),

  • isokinetisches Drehmoment des Quadrizeps: 3 Nm/kg Körpergewicht [30].

Maturation

Diese Phase steht im Zeichen der Ausbildung sportartspezifischer Kraftqualitäten und komplexer motorischer Fertigkeiten, um die uneingeschränkte Partizipation im Sport zu erreichen.

Im koordinativen Training wird in den letzten Jahren intensiv über neurokognitive Defizite geforscht, die schon vor einer Verletzung Bestand hatten. Diese äußern sich durch eine persistierende, langsamere Reaktions- oder Verarbeitungsgeschwindigkeit und reduzierte Gedächtnisleistung bei komplexen Aufgaben [4]. Das Trauma und deren Folgen (z. B. Deafferentation durch Verlust des vorderen Kreuzbandes oder Afferenzen bedingt durch rezidivierende Schwellung) verstärken und manifestieren diese Defizite und stellen einen relevanten Risikofaktor für eine neuerliche Verletzung dar [21, 51]. Aus diesem Grund sollten noch mehr mentale, visuelle, auditive, verbale und kinästhetische Aufgaben („dual task“) in das koordinative Training integriert werden. Diese lenken die kognitive Aufmerksamkeit des Trainierenden von der Ausführung einer motorischen Aufgabe ab und replizieren die spätere komplexe Anforderung im Sport [65]. Die Arbeitsgruppe um Grooms et al. schlägt daher auch die Erweiterung klassischer Funktionstests (z. B. „single leg hop“) durch neurokognitive Aufgaben vor [21].

Bezüglich der Periodisierung der Krafttrainingsmethoden stehen in dieser Phase Schnell- und Reaktivkraftmethoden im Vordergrund. Gerade die Geschwindigkeit der Kraftentwicklung („rate of force development“) bleibt trotz guter Adhärenz der Trainierenden nach Monaten noch reduziert. Buckthorpe et al. empfehlen daher die Fokussierung auf explosive Kontraktionen mit submaximalen Lasten und Übungsvarianten im Dehnungs-Verkürzungs-Zyklus, um die Defizite zu beheben [6, 7].

Um die aktuelle Leistungsfähigkeit zu überprüfen, werden in dieser Phase speziell für die jeweilige Sportart entwickelte On-field-Testungen durchgeführt, wie z. B. der Agility (Cone)-T-Test [39].

Die zu erreichenden Meilensteine orientieren sich an der sportartspezifischen Norm.

Die Rückkehr in den kniebelastenden Sport nach knorpelregenerativen Verfahren ist mittlerweile gut untersucht [74, 75]. In Abhängigkeit von der angewandten Methode werden grundsätzlich gute, aber variable Werte erreicht. Analog zu anderen Operationsmethoden wird das Preinjury-Level in vielen Fällen nicht erreicht (Tab. 3; [75]).

Tab. 3 Rückkehr in den Sport, Rückkehr auf das Preinjury-Level
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Fazit für die Praxis

  • Die an der Rehabilitation beteiligten Disziplinen brauchen ein Basiswissen über Heilungsphasen, Kriterien der Gelenkbelastung und die Theorie der Periodisierung des Trainings und des motorischen Lernens, um gemeinsam einen für die Patient*innen sinnvollen Plan zu entwickeln und sie so zu ihrem angestrebten Ziel zu bringen.

  • Über die postoperative Nachbehandlung nach knorpelregenerativen Verfahren ist der Wissensstand weiterhin begrenzt.

  • Es empfiehlt sich daher, sich an Prinzipien der Nachbehandlung anderer operativer Eingriffe zu orientieren, stets unter Berücksichtigung der biologischen Maturationsphasen des Knorpelregenerats und des Zustandes der Patient*innen.