Autologe Chondrozyten-Implantation (ACI): Knorpelreparatur & -regeneration

Seit ihrer ersten Verwendung im Jahr 1987 hat die Verwendung der autologen Chondrozyten-Implantation (ACI) zur Knorpelreparatur mediale Aufmerksamkeit erregt und einen Platz im chirurgischen Werkzeugkasten gefunden. Bei diesem Verfahren werden Knorpelzellen, oder Chondrozyten, aus dem eigenen Knorpel eines Patienten gewonnen, in Kultur vermehrt und an der beschädigten Stelle transplantiert.

Knorpel und Chondrozyten

• Knorpel schützt die Enden der Knochen davor, aneinander zu reiben, kann jedoch durch Gelenkverletzungen oder entzündliche Erkrankungen wie Arthritis beschädigt werden. Chondrozyten sind spärlich im Knorpel vorhanden und befinden sich oft weit entfernt von nährstoffreichen Blutgefäßen. Aufgrund dessen heilt Knorpel, anders als Knochen oder Haut, langsam und permanente Schäden können ohne chirurgischen Eingriff entstehen. ACI wirkt, indem es die Anzahl der Chondrozyten erhöht, die zur Herstellung von Knorpel an der Schadensstelle zur Verfügung stehen.

Verfahren

• ACI erfordert zwei separate chirurgische Eingriffe. Während der ersten Operation werden Chondrozyten in einem Knorpelplätzchen von einer Spenderstelle entnommen, normalerweise von der Oberseite des Kniegelenks. Die Zellen werden dann extrahiert und in einem speziellen Nährmedium angebaut. Nach etwa zwei Wochen wird die zweite Operation durchgeführt. Der beschädigte Knorpel wird gründlich entfernt, wodurch ein Loch im umgebenden gesunden Knorpel bleibt. Ein kleiner Abschnitt des Periosts, der dünnen Membran, die alle langen Knochen bedeckt, wird entnommen und verwendet, um das leere Loch zu bedecken. Die Chondrozyten werden in das Loch injiziert und die Operationsstelle wird geschlossen.

Indikationen

• Laut einer aktuellen Übersicht wurde ACI nun bei über 15.000 Patienten angewendet. Ursprünglich wurde das Verfahren bei Patienten mit beschädigtem Knieknorpel durchgeführt; es wird nun auch bei Schäden am Sprunggelenk angewendet. Aufgrund der Notwendigkeit gesunden Knorpels um das Loch herum ist ACI derzeit nicht für Patienten mit sehr großen Schadensstellen oder systemischem Knorpelschaden wie bei schwerer Arthritis indiziert. Gleichzeitig können relativ kleine Schadensstellen direkt mit autologen Knorpelplätzchen repariert werden, ohne die Notwendigkeit, Chondrozyten zu isolieren und zu kultivieren oder einen zweiten chirurgischen Eingriff vorzunehmen. ACI ist daher für einen relativ engen Bereich von Patienten indiziert, wobei die besten Ergebnisse bei Patienten mit verletzungsbedingten Defekten zwischen etwa 3 mm und 10 mm Durchmesser erzielt werden.

Ergebnisse

• Zahlreiche Studien haben die Wirksamkeit von ACI demonstriert. In einer Studie, bei der die Hälfte der Patienten ACI und die andere Hälfte Mosaikplastik erhielt, bei der mehrere Knorpelplätzchen entnommen und direkt in die Verletzungsstelle transplantiert werden, hatten die ACI-Patienten signifikant bessere Ergebnisse. In der Patientengruppe, bei der es angewendet wurde, wurde eine Erfolgsrate von etwa 80 bis 90 Prozent berichtet, definiert durch reduzierte Schmerzen und erhöhte Funktion. Eine Studie aus dem Jahr 2002 mit 61 Patienten zeigte, dass der resultierende Knorpel in erfolgreichen Fällen mindestens 10 Jahre stabil bleiben kann. In Fällen, bei denen das reparierte Gelenk anschließend arthroskopisch untersucht wurde, hatte der Knorpel im Defekt das gleiche Aussehen und die gleiche Konsistenz wie der ursprüngliche Knorpel.

Vorteile und Nachteile

• Wie in den vorherigen Abschnitten beschrieben, hat ACI eine hohe Erfolgsrate bei Patienten mit eng definierten Knorpeldefekten. Bei diesen Patienten ist der regenerierte Knorpel haltbar und strukturell dem ursprünglichen Knorpel ähnlich. Die Hauptnachteile von ACI sind die Notwendigkeit von zwei chirurgischen Eingriffen, die technisch anspruchsvolle chirurgische Technik und die hohen Kosten. Ein weiterer Nachteil ist die begrenzte Patientengruppe, für die die Technik anwendbar ist.

Gerüstunterstützte ACI

• Es gibt einige neue Techniken, bei denen die Chondrozyten in einem gelartigen Gerüst in das Gelenk transplantiert werden, mit der Absicht, eine gleichmäßigere Verteilung der Zellen zu gewährleisten, die Anwendung der ACI-Technik in einer größeren Vielfalt von Umständen zu ermöglichen und die Notwendigkeit einer Periost-Lappen-Transplantation zu überflüssig zu machen. Obwohl Nachuntersuchungen zeigen, dass dies genauso sicher und effektiv ist wie die freie Implantation der Chondrozyten, gibt es bisher keine Daten, die darauf hindeuten, dass die Verwendung des Gerüsts die klinischen Ergebnisse verbessert.