Chondrale bzw. osteochondrale Läsionen sind typische Verletzungsmuster in der Orthopädie und Unfallchirurgie, insbesondere bei Sportlern häufig in Kombination mit ligamentären Begleitverletzungen. Die Therapie stellt den Behandler vor eine große Herausforderung, da Knorpelgewebe nur eine geringe Selbstheilungspotenz aufweist und der Knorpelschaden unbehandelt zur vorzeitigen Arthrose führen kann [3]. Das Ziel sollte die Wiederherstellung eines stabilen, belastbaren und dauerhaft haltbaren Knorpels sein. Hyaliner Gelenkknorpel enthält weder Blutgefäße noch eine nervale Versorgung. Die Knorpelzellen werden über Diffusion aus der Synovia und v. a. vor Wachstumsende aus dem subchondralen Knochen ernährt. Aus diesen Gründen regeneriert insbesondere adulter Gelenkknorpel nach Verletzungen meist nur unvollständig. Die akute traumatische Knorpelabscherverletzung ist eine Sonderform der Knorpelläsion und hinsichtlich Diagnostik und Therapie von den degenerativen Knorpelveränderungen zu unterscheiden.

Inzidenz

Die traumatische osteochondrale Läsion kann alle Altersgruppen betreffen, die höchste Inzidenz liegt im Alter von ca. 20 Jahren [9].

Häufige Ursachen von traumatischen osteochondralen Verletzungen sind Patellaluxationen, bei denen es in bis zu 50 % der Fälle zu Abscherungen des Knorpels an der medialen Patella, am First und an der lateralen Trochleakante kommen kann [20]. Auch bei Kreuzbandverletzungen entstehen im Rahmen des Rotationstraumas hohe Scherkräfte mit Knorpelverletzungen in 16–46 % der Fälle insbesondere am lateralen Femurcondylus [2, 15].

Diagnostik

Die Schwellung und der Schmerz sind die klinisch führenden Symptome, ggf. auch Blockaden. Die Punktion kann neben der therapeutischen Entlastung auch diagnostische Hinweise auf eine osteochondrale Verletzung geben, wenn im blutigen Punktat Fettaugen vorliegen. Zur Bildgebung gehört die Röntgenstandardaufnahme in 3 Ebenen. Größere osteochondrale Fragmente können häufig bereits hierdurch detektiert werden, wohingegen kleine Fragmente und insbesondere rein chondrale Fragmente der nativradiologischen Diagnostik meist entgehen. Die Magnetresonanztomographie (MRT) ist die sensitivste Untersuchungsmethode für den Knorpel. Hierzu ist insbesondere das hochauflösende 3-Tesla-MRT in der Gradientenechotechnik geeignet. Die höchste Sensitivität haben Protonendichte(PD)- oder PD/T2-gewichtete fettunterdrückte Turbospinecho(TSE)-Sequenzen [17]. Auch können durch die MRT therapierelevante Begleitverletzungen dargestellt werden. Kleine osteochondrale Fragmente sind im MRT manchmal nicht von Weichteilformationen zu unterscheiden. Um sie zu detektieren, kann hier ergänzend eine Computertomographie (CT) sinnvoll sein. Auch um sich einen Überblick über die genaue Defektgröße, Morphologie und Lokalisation zu verschaffen, kann die CT eingesetzt werden. Letztendlich können aber nur durch die Arthroskopie die Beschaffenheit und die Integrität des Fragments exakt beurteilt werden [18].

Verletzungsformen

Bei der osteochondralen Verletzung kann sich das Fragment zum einen stabil oder instabil in situ befinden, zum anderen kann es vollständig abgelöst sein. Unterschieden werden rein chondrale von den häufiger auftretenden osteochondralen Fragmenten, denen noch eine Knochenlamelle anhängt. Das Fragment selbst kann intakt oder in sich frakturiert sein [12].

Therapiestrategien

Evidenzbasierte Therapieempfehlungen hinsichtlich der Versorgung osteochondraler Verletzungen am Kniegelenk gibt es nicht. Kühle et al. [9] veröffentlichte 2013 eine Metaanalyse zur Therapie der osteochondralen Verletzung am Kniegelenk, in die 19 Studien mit insgesamt 638 Patienten eingeschlossen wurden. Diese waren alle Studien mit Evidenzlevel IV, teilweise nur Fallserien. Dementsprechend ergab sich im Coleman-Methodik-Score, einem Score zur Analyse der Studienwertigkeit, ein sehr niedriger Wert von 29 Punkten (von 100 möglichen). Das Fazit war, dass basierend auf der vorliegenden wissenschaftlichen Datenlage keine eindeutigen Handlungsempfehlungen hinsichtlich dieser Verletzung ausgesprochen werden können. Offene Fragen bezüglich der Therapie osteochondraler Verletzungen bleiben:

  • Welche Fixationsmaterialen (Metall/bioresorbierbar/Fibrinkleber) sollten verwendet werden?

  • Was ist die kritische Fragmentgröße?

  • Welche Rolle spielt das Intervall Unfall zu Versorgung?

  • Wie sollen rein chondrale Verletzungen therapiert werden?

  • Gibt es prognostische Parameter (Patientenalter, Begleitverletzung, Defektlokalisation)?

  • Sind regenerative Knorpeltherapien der Refixation oder Fragmentexstirpation überlegen?

  • Wie sind die Langzeitfolgen dieser Verletzung?

Aspekte der Therapie

Es besteht allgemeiner Konsens, dass eine Refixation zu bevorzugen ist.

Fixationstechnik

Hinsichtlich der Fixationstechniken werden metallische Implantate (Schrauben/Drähte), Fibrinkleber sowie bioresorbierbare Pins und Schrauben verwendet [14].

Vorteil der Metallschrauben ist die stabile Fixation mit gutem Kompressionseffekt. Nachteile sind das unterschiedliche Elastizitätsmodul zum Knorpel, die notwendige Perforation des Knorpelfragments und ggf. die Schädigung des korrespondierenden Knorpels sowie die eingeschränkte MRT-Beurteilbarkeit und der meist notwendige Zweiteingriff zur Entfernung [27]. Implantate aus Titan sind dabei zu bevorzugen.

Die alleinige Verwendung von Fibrinkleber hat den Nachteil einer geringen Primärstabilität mit der Erfordernis einer immobilisierenden Nachbehandlung [7]. Fibrinkleber birgt ein Restrisiko für Krankheitsübertragung durch seinen Serumbestandteil Fibrinogen [19]. Vorteile der Fibrinkleberverwendung sind, dass der Knorpel nicht perforiert wird, die Bildung von Gap-Junctions reduziert wird und eine arthroskopische Applikation möglich ist [19]. Fibrinkleber sollte nur bei kleinen Fragmenten oder additiv zu anderen Fixationstechniken eingesetzt werden [14].

Der Trend geht zur bioresorbierbaren Fixation. Sie reduziert das Risiko der Knorpelschädigung und erfordert keinen Zweiteingriff zur Entfernung [28]. Allerdings ist die mechanische Stabilität im Vergleich zu den metallischen Implantaten reduziert und es können durch die Resorption entzündliche Gewebereaktionen am Knochen, z. B. Zysten [5], oder an der Synovialis v. a. bei Implantaten mit Polyglykolsäureanteil auftreten [1]. Die Gewebeverträglichkeit ist bei bioresorbierbaren Implantaten aus Poly-L-Laktidsäure (PLLA) am besten mit vergleichbarer Biokompatibilität zu metallischen Implantaten [13]. Durch die Entwicklung der sog. Self-Reinforcement-Eigenschaften, d. h. bioresorbierbarer Implantate mit funktionsorientierter Molekularausrichtung, konnte auch deren mechanische Stabilität verbessert werden [21].

Zeitpunkt der operativen Versorgung

In einer In-vitro-Studie wurde gezeigt, dass es innerhalb von wenigen Stunden nach Fragmentisolation zu einem signifikanten Anschwellen des Fragments auf bis zu 50 % des Knorpelvolumens kommt [16].

In einer weiteren Tiermodellstudie konnte nachgewiesen werden, dass die Zeitdauer der Fragmentisolation negativ mit der Knorpelqualität korreliert, d. h. die Expression von extrazellulärer Matrix und Kollagen Typ II sinkt. Auch die Knorpeldegeneration nach erfolgter Refixation zeigte eine Abhängigkeit von der Zeitdauer der vorangegangenen Isolation. Nach Refixation war aber auch teilweise eine Regeneration des Knorpels zu beobachten [22]. In einem Fallbericht wurde die erfolgreiche Refixation eines osteochondralen Fragments der Patella 8 Wochen nach Trauma dokumentiert [6].

Die Refixation sollte also so zeitnah wie möglich erfolgen, aber auch ältere Fragmente haben durchaus eine Refixations- und Regenerationschance [4, 6, 22].

Eigenschaften der Knorpelfragmente

Bei rein chondralen Läsionen, d. h. ohne anhängenden Knochen am Fragment, ist die Datenlage sehr spärlich und es wird diskutiert, ob eine Refixation überhaupt sinnvoll erscheint. In der Studie mit der größten Fallzahl nach osteochondraler Refixation wurden auch die Refixationsergebnisse rein chondraler Fragmente nachuntersucht. Hierbei waren nur 50 % der Refixationen rein chondraler Fragmente erfolgreich, wobei diese nur mit Fibrinkleber erfolgten. Die Refixationsergebnisse waren bei makroskopisch intakten chondralen Fragmenten besser verglichen mit traumatisierten oder frakturierten Fragmenten. Die günstigste Prognose hatten osteochondrale oder chondrale intakte Fragmente [12]. Ein Fallbericht beschreibt die erfolgreiche Refixation mit Ethipin® eines rein chondralen frischen Fragments bei einem 11-jährigen Jungen im Bereich der Trochlea. In der Second-Look-Arthroskopie und Histologieuntersuchung konnten eine komplette Fragmentheilung und ein normaler Knorpel nachgewiesen werden [11]. In einem aktuelleren Fallbericht wurde bei 3 jugendlichen Patienten ein rein chondrales Fragment mit bioresorbierbaren Pins refixiert. Zwei Jahre postoperativ zeigte sich klinisch und MR-tomographisch eine erfolgreiche Einheilung [23]. In einer weiteren Studie mit überwiegend rein chondralen Läsionen waren die Ergebnisse in den klinischen Scores gut. Im MRT zeigte sich kein „Full-Thickness-Defekt“, aber in 6 von 8 Fällen war die Knorpeldicke reduziert [26].

Wir erachten daher auch bei rein chondralen Läsionen einen Refixationsversuch als First-Line-Therapie als gerechtfertigt, insbesondere bei größeren Defekten und bei jüngeren Patienten.

Therapiealgorithmus

Im Falle einer noch in situ befindlichen stabilen Knorpelabscherläsion kann diese belassen und ggf. angefrischt bzw. mit Fibrinkleber additiv fixiert werden (Abb. 1). Ist diese Abscherläsion instabil, sollte sie mit auflösbaren Pins in Abhängigkeit von der Lokalisation arthroskopisch oder offen fixiert werden. Falls nur eine Teilrefixation möglich ist, kann ergänzend eine knochenmarkstimulierende Therapie (z. B. Mikrofrakturierung) erfolgen. Bei komplett gelöster (osteo)chondraler Läsion ist die Therapie abhängig von der Größe und Knorpelqualität (multifragmentär). Im Falle eines gelösten Fragments unter 1 cm Durchmesser kann dieses arthroskopisch entfernt werden. Falls sich im Defektbett Blut („Primärclot“) befindet, sollte dies belassen werden, um die Möglichkeit zur Bildung eines Knorpelregenerats zu erhalten. Liegt der Knochen frei, wird eine knochenmarkstimulierende Therapie im Defektbett durchgeführt.

Abb. 1
figure 1

Behandlungsalgorithmus. AMIC autologe matrixinduzierte Chondrogenese, MACI matrixgestützte autologe Chondrozytenimplantation, OAT osteochondraler autologer Transfer

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Bei über 1 cm großen chondralen oder osteochondralen Fragmenten sollte eine Refixation angestrebt werden [18]. Wir führen dies in Abhängigkeit der Fragmentgröße bei kleineren oder rein chondralen Fragmenten mit „chondral darts“ (PLLA-Pins, Abb. 2, 3) oder bei größeren Fragmenten mit Biokompressionsschrauben aus PLLA durch. Selbst bei mehrfragmentären Fragmenten kann ein Refixationsversuch erfolgreich sein (Abb. 4). Gegebenenfalls können auch nur eine Teilrefixation des noch qualitativ guten Fragments und eine Knochenmarkstimulation des verbliebenen Defektbetts erfolgen.

Abb. 2
figure 2

Patellaluxation mit osteochondralem Fragment. a Fragment im lateralen Recessus, b Knorpelknochenfragment, c Defekt an Patella, d Refixationsergebnis mit PLLA-Pins

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Abb. 3
figure 3

Patellaluxation mit chondralem Fragment vom lateralen Femurcondylus. a,b Magnetresonanztomographie, c arthroskopischer Befund lateraler Femurcondylus, d chondrales Fragment, e Defekt Femurcondylus, f Refixationsergebnis mit PLLA-Pins "second look" 5 Monate postoperativ

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Abb. 4
figure 4

Mehrfragmentäre chondrale Läsion vom medialen Femurcondylus. a Magnetresonanztomographie (MRT), b Defekt Femurcondylus arthroskopisch, c Knorpelfragmente, d Refixation mit PLLA-Pins, e MRT 6 Monate postoperativ, f „second look“ 9 Monate postoperativ

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Ist eine primäre Refixation des Fragments nicht möglich bzw. die Refixation fehlgeschlagen, kommen die knorpelreparativen Techniken zum Tragen. Die Art dieser Therapie ist abhängig von der Beschaffenheit des subchondralen Knochens, der jeweiligen Größe und der Lokalisation des Defekts. Ist der subchondrale Knochen intakt und die Defektgröße gering (< 2 cm2), kann eine knochenmarkstimulierende Technik angewandt werden. Bei Defekten zwischen 2 und 4 cm2 ist in Abhängigkeit von Patientenalter, Anspruch und Lokalisation (Belastungszone) eine alleinige knochenmarkstimulierende Technik, besser jedoch in Kombination mit einer Matriximplantation (autologe matrixinduzierte Chondrogenese, AMIC), oder ein zellbasiertes Verfahren (matrixgestützte autologe Chondrozytenimplantation, MACI) indiziert. Letzteres wird bei Defekten über 4 cm2angewandt (Abb. 5).

Abb. 5
figure 5

Patellaluxation mit nichtrefxierbarem Fragment mediale Patellafacette. a Magnetresonanztomographie, b mehrfragmentäres Fragment, c Patelladefekt arthroskopisch, d Patelladefekt offen, e matrixgestützte autologe Chondrozytenimplantation (MACI), f gleichzeitige Rekonstruktion mediales patellofemorales Ligament mit freier Gracilissehne

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Ist der subchondrale Knochen mit beteiligt, hat sich bei Defekten unter 4 cm2 der Knorpel-Knochen-Transfer (OAT) an Femur und Trochlea bewährt. An den anderen Lokalisationen und bei Defekten über 4 cm2 sollte eine Spongiosaplastik in Kombination mit einer MACI gewählt werden. Alternativen hierzu wären Allografts oder die Mega-OATS-Technik in Abhängigkeit von den logistischen Voraussetzungen und der Erfahrung des Behandlers mit diesen Techniken.

Allgemein gilt für die Therapie von osteochondralen Verletzungen, dass Begleitpathologien wie Achsfehlstellungen, Instabilitäten (Patella, Kreuzbänder) für den langfristigen Erfolg der Knorpeltherapie mit behandelt werden sollten [24]. Ob dies einzeitig oder im Verlauf durchzuführen ist, wird noch diskutiert und sollte im Einzelfall entschieden werden [4].

Nachbehandlung

Die Nachbehandlung sollte immer individualisiert abhängig von Operationstechnik, Defektlokalisation, Defektgröße, Begleitpathologien und angepasst an den Rehabilitationsverlauf (Muskelstatus, Beweglichkeit, Koordination) erfolgen. Wir verwenden postoperativ eine passive Bewegungsschiene (CPM) für 4 bis 6 Wochen. Randomisierte kontrollierte High-Level-Studien bezüglich der Effizienz der CPM-Therapie liegen zwar bis dato nicht vor, allerdings zeigt sich in tierexperimentellen Studien, dass es über die Stimulation der zellulären Antwort zu einer signifikanten Verbesserung der Beweglichkeit und der histologischen, biochemischen und biomechanischen Eigenschaften des Knorpels kommt [8].

Auch die Rückkehr zum Sport muss individuell abhängig vom Operationsverfahren und von den muskulären und propriozeptiven Fähigkeiten gestaltet werden. Diesbezügliche Daten für osteochondrale Refixationen existieren in der Literatur nicht. Allerdings kann die Entscheidung in Anlehnung an die knorpelreparativen Therapien erfolgen: bei OAT nach 6 Monaten, bei Mikrofrakturierung nach 8 bis12 Monaten, bei zellbasiertem Verfahren nach 18 bis 25 Monaten [10].

Ergebnisse

In der Studie mit den größten Fallzahlen hinsichtlich der Refixation chondraler und osteochondraler Läsionen mittels resorbierbaren Pins und Fibrinkleber zeigte sich nach einer mittleren Nachuntersuchungszeit im MRT oder einer Second-Look-Arthroskopie bei den osteochondralen Läsionen eine Erfolgsrate von 95 % mit keinen oder nur geringgradigen Knorpelschäden ([12], Tab. 1). Ungünstiger waren die Ergebnisse bei den rein chondralen Läsionen. Hier betrug die Erfolgsrate nur 50 %. Revisionen waren überwiegend nur bei den chondralen und fragmentierten Läsionen erforderlich [12].

Tab. 1 Ergebnisse osteochondraler Refixationen am Knie
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Neuere Studien mit kleinen Fallzahlen bei jugendlichen Patienten mit rein chondralen Läsionen, die mittels bioresorbierbarer Pins fixiert wurden, wiesen jedoch sehr gute klinische Ergebnisse und eine gute Einheilungsrate auch für diese Verletzungsform auf [11, 23, 26]. In einer aktuelleren Studie zu mittelfristigen Ergebnissen nach osteochondraler Refixation mit resorbierbaren Implantaten zeigten sich im mittleren Follow-up von 6,5 Jahren sehr gute klinische Ergebnisse mit einem Lysholm-Score von 89 Punkten [25]. Die guten klinischen Ergebnisse konnten in einer weiteren Multicenterstudie bestätigt werden [4]. In mehreren Studien ließ sich MR-tomographisch eine gute Integration des refixierten Knorpelfragments erkennen, jedoch waren bei einem Teil der Patienten eine Reduktion der Knorpelhöhe und teilweise kleinzystische Veränderungen nachzuweisen [12, 25, 26]. Allgemein zeigte sich in den Studien keine Korrelation zwischen den guten klinischen Ergebnissen und den teilweise bestehenden Veränderungen im MRT [25, 26].

Fazit für die Praxis

  • Zur Therapie osteochondraler Verletzungen existieren keine Studien mit hohem Evidenzlevel.

  • Eine frühzeitige operative Versorgung ist anzustreben, um eine Knorpelschädigung und das Aufquellen zu reduzieren.

  • Kleine instabile Fragmente < 1 cm können reseziert werden, ggf. in Kombination mit einer knochenmarkstimulierenden Technik.

  • Fragmente > 1 cm in der Belastungszone sollten refixiert werden. Intakte osteochondrale Fragmente weisen dabei bessere Heilungsergebnisse auf als multifragmentierte oder rein chondrale Fragmente. Trotzdem sollte auch bei größeren rein chondralen Fragmenten ein Refixationsversuch unternommen werden, insbesondere bei jüngeren Patienten.

  • Bei primär nichtrefixierbaren Fragmenten oder nach gescheiterter Refixation kommen in Abhängigkeit von Lokalisation, Größe und Beteiligung des Knochens die verschiedenen knorpelreparativen Verfahren zur Anwendung.

  • Begleitpathologien sollten beachtet und mit behandelt werden.