Poškodenie chrupavky v kolene a transplantácia chrupavky
Prof. Dr. Sven Ostermeier
Špecialista na ortopédiu a úrazovú chirurgiu
PD Dr. med. habil Bastian Marquaß, špecialista na ortopédiu a úrazovú chirurgiu
Špecialista na lakte, kolená a plecia
- Aké sú príčiny poškodenia chrupavky?
- Aké sú následky poškodenia chrupavky?
- Výhody transplantácie chrupavky v skratke
- Artroskopická (minimálne invazívna) operácia autológnej transplantácie buniek chrupavky
- Ďalší vývoj liečby poškodenia chrupavky pomocou postupu 3D chondrosféry
- Ako vykonáva ortopedický chirurg transplantáciu buniek chrupavky v prípade poškodenia chrupavky v kolene?
- Chrupavkový štep v kolennom kĺbe - výsledky
- Čo sa stane po operácii?
- Čas hojenia: Kedy je možné opäť zaťažiť povrch spoja?
- Kedy môžem po transplantácii chrupavky opäť cvičiť?
- Pre koho bude prínosom autológna transplantácia chrupavky?
Milióny ľudí na celom svete trpia poruchami chrupavky, ktoré sú spôsobené rôznymi príčinami. To vedie k množstvu sťažností a bolesti. Transplantácia chrupavky, známa tiež ako transplantácia chrupavkových buniek alebo chondrocytov, je nový typ chirurgického zákroku, ktorý opravuje poškodené chrupavky pomocou vlastných buniek chrupavky. Úspešne ju vykonáva niekoľko vybraných odborníkov v Nemecku. Zakladateľ spoločnej kliniky bol prvým lekárom na svete, ktorý uskutočňoval transplantácie chrupavky čisto artroskopicky. Pomáhal vyvinúť túto metódu a školí ďalších lekárov v tejto chirurgickej technike.
Čo je to chrupavka?
Chrupavka je pevné, hladké a elastické tkanivo, ktoré v kĺbe pokrýva časti kosti, ktoré sú proti sebe. Pretože chrupavka sama o sebe nemá vlastné zásobenie krvou, je čiastočne zásobovaná synoviálnou tekutinou a čiastočne základnými kosťami.
Z tohto dôvodu je poškodená chrupavka ťažko schopná regenerácie. Chrupku však potrebujeme pre plynulý pohyb spolu so synoviálnou tekutinou ako kĺzavú vrstvu a ako „tlmič nárazov“ na ochranu kosti.
Aké sú príčiny poškodenia chrupavky?
Poškodenie chrupavky môže byť napríklad výsledkom úrazu. Chrupavka je väčšinou poškodená viac alebo menej vážne na jednom mieste. Časti chrupavky, ktoré praskli, napr. B. v dôsledku násilia na kĺbe môže uviaznuť v kĺbovom priestore a viesť k silnej bolesti a obmedzeniu pohyblivosti.
Ak je poškodenie chrupavky dôsledkom chronického opotrebovania, býva obvykle rozsiahlejšie a lokalizované na rôznych miestach. Takéto známky opotrebovania sa vyskytujú na jednej strane procesom prirodzeného starnutia, na druhej strane tiež súvisia s kvalitou chrupavky. To je zase okrem iného genetické a líši sa to od človeka k človeku. Typ a sila dlhodobého namáhania kĺbu sa odráža aj na opotrebovaní chrupavky a s ňou spojenom poškodení chrupavky. Napríklad vychýlenie a s tým spojené nesprávne zaťaženie kĺbu vedie k predčasným známkam opotrebenia.
V zásade existujú štyri stupne závažnosti poškodenia chrupavky:
- 1. stupeň: mäknutie chrupavky
- 2. stupeň: zdrsnenie povrchu chrupavky
- 3. stupeň: kráterovitý defekt chrupavky
- 4. stupeň: Absencia celej vrstvy chrupavky až po kosť
Aké sú následky poškodenia chrupavky?
Poškodenie chrupavky sa môže vyvinúť rôznymi spôsobmi. Ak dôjde k akútnemu poraneniu, kĺb je zvyčajne bolestivý, keď je vystavený stresu a pohybu. Niekedy sa bolesť objaví aj v pokoji. Kĺb reaguje so zadržiavaním tekutín (výpotok) a napučiava. Ak sa kúsok chrupavky, ktorý bol odstrelený, zachytí, môže to viesť k bolestivým obmedzeniam pohybu a ďalšiemu poškodeniu chrupavky.
Telo sa snaží kompenzovať chronické príznaky opotrebovania chrupavky, ktoré sú sprevádzané zúžením kĺbového priestoru a nestabilitou kĺbu. Tieto doplnky však nemôžu nahradiť funkciu pôvodnej chrupavky a sú skôr prekážkou úplného pohybu. Kosť sa na týchto miestach často trie o kosť, čo sa považuje za mimoriadne bolestivé. Vo väčšine prípadov vedie poškodenie chrupavky k artróze.
Liečba poškodenia chrupavky v kĺbe
Konzervatívna terapia:
Operatívna terapia
Na posúdenie rozsahu poškodenia chrupavky sa vykonáva zobrazovanie magnetickou rezonanciou (MRI). Lekár však pri artroskopii vidí iba presný rozsah poškodenia. Počas tejto minimálne invazívnej operácie je potrebné brať do úvahy aj nahromadenie chrupavky. K tomu je k dispozícii niekoľko techník. Oddelené kúsky chrupavky by sa mali, pokiaľ je to možné, znovu pripevniť, inak odstrániť. Mikroskopická alebo abrazívna chondroplastika môže osviežiť substrát chrupavky a tým stimulovať tvorbu náhradnej chrupavky. Ako naznačuje názov, jedná sa iba o náhradu pôvodnej chrupavky, ktorá ju nemôže úplne funkčne nahradiť. Preto je transplantácia chrupavky lepšou voľbou.
Výhody transplantácie chrupavky v skratke:
- Zmiernenie bolesti
- Obnovenie odolnosti
- zlepšená mobilita
- Rekonštrukcia vrstvy chrupavky
- Vyvarovanie sa endoprotetiky (náhrada kĺbu)
Pretože skutočné tkanivo chrupavky dorastá späť v mieste poškodenia chrupavky v kĺbe, je po prvýkrát možné úplné vyliečenie defektov chrupavky.
Animácia transplantácie buniek chrupavky
Artroskopická (minimálne invazívna) operácia autológnej transplantácie buniek chrupavky
Na našej klinike vykonávame autológnu transplantáciu buniek chrupavky, aby sme väčšinu poškodenia chrupavky transplantovali artroskopicky, t. J. Minimálne invazívne s 2 malými rezmi kože.
Potom, čo špecialista na koleno odobral bunky chrupavky z nestresovanej oblasti kĺbu počas úvodnej artroskopie (zrkadlenie kolena), bunky sa odošlú do špeciálneho laboratória na kultiváciu chrupavky. Potom sa telu vlastné bunky chrupavky špeciálnym procesom uvoľnia z matrice. Toto umožňuje bunkám chrupavky, ktoré sa teraz môžu voľne množiť v skúmavke prirodzeným delením buniek.
Poškodenie chrupavky môže mať rôzne príčiny. Skôr alebo neskôr povedú k artróze a bolestiam kolena, pretože sa kĺby opotrebúvajú. Tieto chyby chrupavky sa samy nehoja. Ak je chrupavka poškodená, telo nie je schopné rásť chrupavku na povrchu kĺbu kolena.
Iba tkanivo chrupavky obsahujúce bunky môže udržať kĺzavú schopnosť kolenného kĺbu
V najlepšom prípade sa počas procesu hojenia vytvorí náhradné tkanivo - nazývané tiež vláknitá chrupavka. Táto vláknitá chrupavka však neobsahuje žiadne bunky, ale pozostáva iba z jazvového tkaniva. To znamená, že nemá vysokú pevnosť, schopnosť viazať vodu a elastickú kĺzavosť pôvodnej chrupavky.
Iba autológna transplantácia chrupavky môže regenerovať tkanivo chrupavky obsahujúce bunky chrupavky a spojivové tkanivo v kolennom kĺbe.
Ďalší vývoj liečby poškodenia chrupavky pomocou postupu 3D chondrosféry
Za určitých podmienok môže autológna (telu vlastná) transplantácia chrupavky (tiež autológna transplantácia chondrocytov alebo skrátene ACT) kompenzovať chyby kĺbovej chrupavky a zabrániť tak skorému použitiu umelého kĺbu.
V prípade transplantácie vlastných buniek chrupavky tela sa rozlišuje medzi klasickou liečebnou metódou ACT a ďalším vývojom tejto metódy v ACT 3D:
Pri klasickom ACT ortopedický chirurg prišije endogénnu chlopňu periostu vodotesne na pripravený defekt a vstrekne do tejto dutiny kultivované bunky endogénnej chrupavky.
Pri autológnej transplantácii trojrozmerných buniek chrupavky (transplantácia chondrocytov vyvolaná autológnou matricou, skrátene ACT 3D) sa na pripravený defekt aplikujú sférické bunky trojrozmernej chrupavky (sféroidy) bez potreby krytia. Zákrok sa na našej klinike vykonáva miniartrotomiou pod artroskopickou vizuálnou kontrolou. Tento minimálne invazívny zákrok zaručuje najšetrnejšie ošetrenie paraartikulárneho (okolo kĺbu) kĺzavého tkaniva a výrazne znižuje riziko chirurgického zákroku.
Ako vykonáva ortopedický chirurg transplantáciu buniek chrupavky v prípade poškodenia chrupavky v kolene?
1. krok: Odobratie vzorky chrupavkového tkaniva (biopsia) z kolenného kĺbu
Najskôr sa z tela odstráni vlastné chrupavkové tkanivo počas artroskopického zákroku (kĺbová endoskopia) v našej spoločnej klinike. Bunky chrupavky sú izolované z tohto odobratého tkaniva vo vysoko špecializovanom laboratóriu na kultiváciu buniek a kultivované za sterilných podmienok.
Tkanivo chrupavky sa odoberá zo zdravej, málo namáhanej oblasti kĺbu. Procedúra je ambulantná a trvá asi 30 minút. Súčasne sa pacientovi odoberie okolo 120–150 ml krvi. Laboratórium potrebuje túto krv na získanie séra.
2. krok: Kultivácia buniek v laboratóriu
Odobratá vzorka chrupavky s veľkosťou ryžového zrna sa odošle do laboratória súčasne s krvou získanou od pacienta.
Tam sú bunky chrupavky izolované zo vzorky tkaniva a kultivované za sterilných podmienok. Na konci výrobného procesu, ktorý zvyčajne trvá 6–8 týždňov, sa vytvorili malé trojrozmerné agregáty buniek chrupavky.
Preprava späť k ošetrujúcemu lekárovi sa uskutoční za niekoľko hodín za bezpečných podmienok v špeciálnych chladiacich nádobách, aby sa zachovala kvalita buniek.
3. krok: implantácia buniek chrupavky
Hneď ako sféroidy chrupavky prídu do kontaktu s pripraveným defektom chrupavky, ich „spojovacie molekuly“ (adhézne proteíny) sa mechanicky stabilne pripoja ku kosti v priebehu asi 10 minút. Výsledkom je, že bunky chrupavky dorastajú do defektu, kým nie je úplne vyplnený.
Tento zákrok sa vykonáva minimálne invazívne na kĺbovej klinike pod artroskopickým pohľadom a trvá asi 30 - 60 minút. Ortopedický chirurg najskôr odstráni poškodené tkanivo chrupavky a potom privedie vypestované endogénne bunkové agregáty chrupavky. Bunky chrupavky priľnú prostredníctvom špeciálneho kultivačného procesu.
Transplantácia chrupavky kolenného kĺbu - výsledky
Transplantácia chrupavky môže teraz liečiť chyby chrupavky na kolene, členku a bedrovom kĺbe úplne artroskopicky (minimálne invazívne).
Organizmus nepovažuje implantovaný materiál za cudzie telo. Má biomechanické vlastnosti podobné vlastnostiam prírodnej chrupavky.
Živé chondrocyty sú tak schopné obnoviť fungujúcu vrstvu chrupavky. Pretože bunky chrupavky pestované v sférickej forme (tzv. Sféroidy) sú umiestnené priamo v mieste poškodeného kĺbu, kde chrupavková hmota chýba, množia sa priamo tam, kde je chrupavka potrebná. Výsledkom je zdravé endogénne tkanivo chrupavky, ktoré opäť plní všetky ochranné funkcie, ktoré poškodenému kĺbu chýbali.
Video o procese transplantácie buniek chrupavky do kolena a členku
Čo sa stane po operácii?
Asi po šiestich týždňoch je defekt úplne pokrytý živými bunkami chrupavky, ktoré však ešte nemajú hrúbku a pružnosť okolitej chrupavky. V porovnaní s čerstvo zasiatym trávnikom, na ktorom sa kvôli ochrane mladých rastlín nemusí hneď hrať futbal, by počas tejto doby nemala byť chrupavka úplne namáhaná. Aby sa získal povrch chrupavky potrebný čas na regeneráciu, môže pacient na úľavu použiť berle predlaktia. Zároveň musí byť zabezpečený dostatočný pohyb kĺbu, aby sa striedavým tlakovým zaťažením stimuloval krvný obeh. Chrupavka je vyživovaná difúziou - podobne ako špongia. Ak sa toto spojí, odpadové látky uniknú a po uvoľnení tlaku sa absorbujú živiny. Špeciálne pohybové dlahy a fyzioterapia podporujú hojenie.
Čas hojenia: Kedy je možné opäť zaťažiť povrch spoja?
Asi po šiestich týždňoch by mal pacient začať s čiastočným cvičením a maximálne po troch mesiacoch by mal prestať používať vychádzkové palice. Potom sa povrch chrupavky dostatočne zregeneroval, aby uniesol telesnú hmotnosť pacienta.
Kedy môžem po transplantácii chrupavky opäť cvičiť?
Bicyklovanie, plávanie a ďalšie spoločné športy sa dajú robiť zhruba po troch mesiacoch. Po úplnej regenerácii defektu chrupavky, asi rok po operácii, sa nová chrupavka úplne zahojila a kĺb je opäť plne pružný a pripravený na všetky druhy športu.
Pre koho bude prínosom autológna transplantácia chrupavky?
Transplantácia chrupavky nie je rovnako vhodná pre všetkých pacientov s poruchami chrupavky. Ak je chyba kĺbu príliš veľká alebo je tiež značne poškodená protiľahlá plocha, je na to neskoro.
Základnou požiadavkou na úspešnú transplantáciu chrupavky je stabilný kĺb, normálna os kĺbu a absencia voľných telies kĺbov (oddelené kúsky chrupavky alebo kostí), ktoré by mohli transplantáciu ohroziť.
Typickými indikáciami na transplantáciu buniek chrupavky (chondrocyty) sú lokálne chyby chrupavky v kĺbe, najmä v kolene alebo členku. Ideálne podmienky na transplantáciu sú podmienky, keď je pacient vo veku od 15 do 55 rokov a má poruchu veľkosti do 10 centimetrov štvorcových so súčasnou prítomnosťou zdravej zvyškovej chrupavky. Kolenný alebo členkový kĺb by mal byť stabilný, t.j. H. väzy sú neporušené. Výnimočné zaťaženia kĺbu, napr. B. nadváhou by nemali byť, pokiaľ je to možné, prítomné.
Všeobecne sa táto metóda odporúča iba do veku 55 rokov, rozhodujúcim faktorom je však biologický, nie kalendárny vek pacienta.
Ak existuje pokročilá artróza a tkanivo pod chrupavkou už nie je úplne zdravé, nie je možné vykonať transplantáciu chrupavky. Štep by nezarastal správne. Ak pacient trpí silnými bolesťami, môže operácia náhrady kĺbu viesť k požadovanému úspechu.