MENISKUSERSATZ

Dr. med. Romain Seil, Prof. Dr. med. Dieter Kohn

 

ASG-Kurs „MENISKUS"

Deutscher Orthopädenkongress

Berlin

Donnerstag, 04.10.2001

Das Problem, das der Thematik zugrunde liegt, ist die Arthroseentwicklung nach Meniskektomie. King und Fairbank wiesen bereits in den vierziger Jahren darauf hin. Es dauerte allerdings bis in die achtziger Jahre und die Entwicklung der arthroskopischen Verfahren, bis anstatt der offenen, sparsame partielle Meniskektomien systematisch arthroskopisch durchgeführt wurden. McNicholas u. Mitarb. konnten in einer neueren Studie zeigen, dass 30 Jahre nach Meniskektomie 50 % der Patienten Anzeichen einer Gonarthrose aufwiesen. Eine Lösung dieser Problematik könnte darin bestehen, das entfernte Meniskusgewebe zu ersetzen. Spricht man von Meniskusersatz, so muss man einerseits sowohl die Meniskustransplantation, andererseits aber auch den Ersatz mit künstlichem Meniskusgewebe, wie Prothesen oder Kollagengerüsten miteinbeziehen.

INDIKATIONEN:

Der Meniskusersatz verfolgt im Wesentlichen 3 Ziele:

Die Schmerzlinderung beim meniskektomierten Patienten.

Die Arthroseprävention.

Die Wiederherstellung der Gelenkbiomechanik.

Hauptzielgruppe ist also der junge Patient mit einer unikompartimentellen symptomatischen Früharthrose, welche vor allem das laterale Kompartiment betrifft. Obwohl vor allem in den USA auch viele Meniskustransplantationen bei Früharthrosen im medialen Kompartiment durchgeführt werden, sind wir der Auffassung, dass bei dieser Indikation die valgisierende Tibiakopfumstellungsosteotomie ihren Nutzen bewiesen hat. Deshalb sollte sie zur Zeit dem in unseren Augen noch experimentellen Meniskusersatz bevorzugt werden. Von einem prophylaktischen Meniskusersatz am symptomlosen Knie nach frühzeitigem Meniskusverlust ist derzeit ebenso noch abzusehen. Möglicherweise wird es in naher Zukunft Verfahren geben eine Knorpeldegenerationen frühzeitig zu erkennen, sei es über biologische Faktoren oder verbesserte bildgebende Verfahren, um die Indikation zum Meniskusersatz früher zu stellen. Wichtig erscheint uns den Meniskusersatz nur in einem stabilen Kniegelenk anzustreben, bzw. ein instabiles Knie vor oder bei der Meniskusersatzoperation zu stabilisieren. Hochrechnungen zu Folge dürfte die Inzidenz der Meniskustransplantation bei etwa 10 pro 1.000.000 Einwohner pro Jahr liegen.

BIOMECHANIK:

Wichtige Voraussetzung für einen erfolgreichen Meniskusersatz ist die Wiederherstellung der Gelenkmechanik. Bei stabiler Bandführung beruht diese auf den 4 folgenden Punkten:

Einem optimalen Kontakt zwischen dem Transplantat und dem Femur bzw. der Tibia. Dieses verdeutlicht die Bedeutung der exakten Grössenbestimmung des Transplantates oder des Ersatzgewebes.

Der stabilen und exakten Reinsertion des Vorder – und Hinterhorns. Nur sie erlaubt es, die ringähnliche Form des Meniskus wiederherzustellen und ihm seine Funktion als dynamischer Puffer und „Bremsklotz" wiederzugeben. Experimentelle Studien haben gezeigt, dass eine Desinsertion der knöchernen Fixationen von Vorder – und Hinterhorn die meniskofemorale Kontaktzone um za. 50 % verringert und die femorotibialen Druckspannungen im betroffenen Kompartiment um za. 200-300 % erhöht (Paletta). Lazovic zeigte, dass bereits geringe Abweichungen vom ursprünglichen Insertionsareal ausreichend sind, um das Meniskustransplantat und den Gelenkknorpel entscheidend zu schädigen.

Die mechanischen Eigenschaften des Gewebes. Noch unklar ist, inwieweit die mechanischen Eigenschaften des Transplantates mit denen eines normalen Meniskus zu vergleichen sind.

Ebenfalls ungeklärt ist die Frage der Mobilität der transplantierten Meniszi.

MENISKUSTRANSPLANTATIONEN:

Erste Meniskustransplantationen wurden bereits zu Beginn der 70er Jahre durch Gross in Toronto durchgeführt. Ziel dieser Eingriffe waren vor allem kniegelenkerhaltende Eingriffe nach traumatischen Substanzverlusten bzw. osteolytischen Prozessen, so dass das Meniskusgewebe zusammen mit Anteilen des Tibiaplateaus transplantiert wurde. Die Technik der isolierten Meniskustransplantation wurde an der orthopädischen Klinik der Ludwig-Maximilians-Universität in München entwickelt, wo Prof. CJ Wirth den ersten Eingriff dieser Art im Jahre 1984 durchführte.

Benutzt wurden bisher allogene und autologe Transplantate. Bei Allografts handelt es sich um Spendermeniszi, die von einer Gewebebank erworben werden können (Abbildung). Sie werden unterschiedlich aufbewahrt. So können sie bei 180° tiefgefroren, lyophilisiert, kältekonserviert (cryopreserved), tiefgefroren und bestrahlt und frisch implantiert werden. Von Vorteil ist, dass sie relativ einfach aufzubewahren und prinzipiell in grosser Zahl verfügbar sind. Problematisch ist ihre potentielle Infektionsgefahr und ihre immunogene Potenz. Vor der Implantation ist eine Grössenbestimmung erforderlich, die meistens anhand von Röntgen- oder kernspintomographischen Aufnahmen von der Gewebebank selbst durchgeführt wird.

Sehnentransplantate wurden von Kohn u. Mitarb. untersucht. Im Vergleich zu den Allografts entfällt bei diesen Transplantaten das Problem der Infektionsgefahr und der immunologischen Bedenken. Die im Tierversuch gezeigte Umwandlung der Sehne in ein meniskusähnliches Organ, den Sehnenmeniskus", findet im menschlichen Knie nur in viel geringerem Umfang statt. Die Methode wurde deshalb verlassen. Der Hoffa Kniefettkörper eignet sich nach experimentellen Resultaten entgegen früherer Angaben ebenfalls nicht als Meniskusersatz.

Tierexperimentelle Untersuchungen:

Tierexperimentelle Untersuchungen an verschiedenen Tierspezies (Kaninchen, Hunde, Schafe, Ziegen) wurden seit dem Beginn der achtziger Jahre durchgeführt. Es wurden jeweils verschiedene Transplantate und verschiedene Operationstechniken untersucht. Anlässslich eines Konsensusmeetings international anerkannter Experten in Kopenhagen im Jahre 1998 wurden folgende Erkenntnisse zusammengefasst:

Es konnte gezeigt werden, dass das Transplantat in der Regel innerhalb 4-6 Wochen an der Gelenkkapsel festwächst und eine Revaskularisierung sowie ein Einwachsen von Empfängerzellen stattfindet.

Es wurde ebenfalls gezeigt, dass die biomechanischen Eigenschaften des Transplantates denen des normalen Gewebes unterlegen sind.

Bezüglich der erhofften knorpelschützenden Funktion gibt es bislang keinen, oder nur einen geringen Anhalt dafür, dass ein Meniskustransplantat Knorpelschäden verhindern kann – zumindest in Kurzzeitstudien. Langzeitergebnisse liegen bislang nicht vor.

Klinische Erfahrungen:

Weltweit wurden bisher einige tausend Meniskustransplantationen überwiegend in den USA durchgeführt. Meistens handelte es sich hierbei um kältekonservierte Allografts. Die gewonnenen Erkenntnisse wurden ebenfalls auf dem Kopenhagener Konsensusmeeting zusammengefasst:

Auch beim Menschen kommt es in der Regel nach 4-6 Wochen zur Einheilung des Transplantats. Es wachsen Empfängerzellen in das Transplantat ein. In einer neueren Studie konnten DeBeer u. Mitarb. zeigen, dass nach einem Jahr eine fast vollständige Repopulation mit Empfängerzellen stattgefunden hat.

Es konnte gezeigt werden, dass die biomechanischen Eigenschaften von bestrahlten Transplantaten schlechter sind, als die von tiefgefrorenen oder kältekonservierten Meniszi.

Die immunologische Reaktion gegen das Fremdgewebe ist in der Regel sehr gering (Rodeo S, 2000). Bisher ist nur eine Abstossungsreaktion bekannt.

Operationstechnik:

Es stehen offene und arthroskopische Techniken zur Verfügung. Wie bereits oben erwähnt erscheint vor allem die Fixation von Vorder- und Hinterhorn von grosser Bedeutung. Um dies zu gewährleisten wurden verschiedene Techniken beschrieben. Im Falle eines Allotransplantats wird der Meniskus mit einem durchgehenden Knochenblock zwischen Insertionsstelle des Vorder- und Hinterhornes geliefert. Um eine gute knöcherne Fixation zu erlangen kann das Blöckchen unterschiedlich geformt werden. In der Schlüssellochtechnik wird es so gestaltet, dass es in ein korrespondierendes Schlüsselloch" im Tibiakopf eingeführt werden kann. Alternativ kann auch eine knöcherne Nut zwischen den Insertionsarealen der Hörner gefräst werden. In anderen Techniken kommen tibiale Bohrtunnel zur Anwendung. Sie werden mit Hilfe von Zielgeräten an den Insertionsstellen der Hörner ausgeleitet. Die Hörner können dann mit oder ohne knöchernen Zylinder in die Tunnels eingezogen werden. Die Fixation an der Kapsel wird in der offenen Technik über periphere Nähte durchgeführt. In der arthroskopischen Technik werden meistens Innen-Aussen-Nähte gelegt.

MENISKUSERSATZ:

Bisher wurden Prothesen (Dacron, Polyethylen) und gezüchtete Gewebetypen experimentell erforscht. Der einzige Meniskusersatz, der bislang klinisch erprobt wurde, ist das Kollagenmeniskusimplantat (CMI). Es handelt sich hierbei um ein Gerüst aus Kollagenfasern, das über ein komplexes Aufbereitungsverfahren aus der Achillessehne vom Rind hergestellt wird. Die ersten tierexperimentellen Untersuchungen mit diesem Implantat wurden bereits vor fast 10 Jahren von Stone u. Mitarb. veröffentlicht. Sie zeigten, dass das Implantat nicht toxisch ist, dass Zellen in das Netzwerk einwachsen und dass es die Formation einer Kollagenmatrix unterstützt. Erste klinische Studien zeigten, dass es durch ein meniskusähnliches Gewebe ersetzt wird. Ob dieses in der Lage ist eine biomechanische, knorpelschützende Funktion zu übernehmen bleibt fraglich.

SCHLUSSFOLGERUNG:

Die seit knapp 2 Jahrzehnten angewandten Techniken zum Meniskusersatz befinden sich sämtlich im experimentellen Stadium. Trotzdem findet die Meniskustransplantation mit tiefgefrorenen oder kältekonservierten Allografts überwiegend in spezialisierten Zentren in Nordamerika, aber auch in einigen europäischen Zentren bereits eine breite Anwendung. Der definitive Nutzen hinsichtlich ihrer knorpelschützenden Funktion ist wissenschaftlich noch nicht gesichert. Jedoch zeigten klinische Studien eine Beschwerdebesserung vieler Patienten. Es verbleibt allerdings noch ein grosser Bedarf an experimentellen und kontrollierten klinischen Studien um den Nutzen der Meniskustransplantation abzusichern. Unbewiesen ist die Sinnhaftigkeit des klinischen Einsatzes von artifiziellem Meniskusersatzgewebe, wie zum Beispiel dem Kollagenmeniskus.

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