Reparaturknorpel aus dem 3D-Drucker

BERLIN. Reparieren statt ersetzen: Was großflächige Defekte des Gelenkknorpels etwa bei Arthrose angeht, sind Orthopäden davon noch weit entfernt.

Zwar hatte der Schwede Dr. Lars Peterson bereits 1987 die erste autologe Chrondozyten-Transplantation (ACT) bei einem Menschen ausgeführt und seit den 1990er-Jahren hat sich die Technik weltweit verbreitet.

2017 standen jedoch 400.000 in Deutschland implantierten Hüft- und Knieendoprothesen nur etwa 1700 knorpelrekonstruktiven Eingriffe gegenüber, sagt Professor Kolja Gelse von der unfallchirurgischen Abteilung des Uniklinikums Erlangen.

Die reelle Zahl dürfte zwar etwas höher liegen, denn es handelt sich hier nur um die im Knorpelregister der Deutschen Gesellschaft für Orthopädie und Unfallchirurgie (DGOU) erfassten Eingriffe.

Dennoch: "Die zellbasierte Knorpelreparatur hat auch fast zwei Jahrzehnte nach Einführung den Einsatz von künstlichen Gelenken bei Weitem noch nicht verdrängt", erklärte Gelse bei einer Pressekonferenz zum Rheumatologen-Kongress in Berlin.

Der Bedarf wächst

Gleichzeitig zur seit Jahren gefühlten Stagnation auf diesem Gebiet, wächst, demografisch bedingt, der Bedarf an gelenk-rekonstruktiven Therapien, besonders was das Knie- und das Hüftgelenk angeht. Es werde intensiv an Weiterentwicklungen des "Tissue Engineerings" zur Knorpelreparatur gearbeitet, sagte Gelse in Berlin.

Es sei mittlerweile möglich mit "Cell-sheet"-Technologien, Zell-Sphäroiden, 3D-gedruckten Scaffolds und dem 3D-Druck lebender Zellen qualitativ hochwertigen Reparaturknorpel "in allen denkbaren Formen und größerer Ausdehnung" ex vivo herzustellen, so der Chirurg.

Es gebe nur ein Problem: Je höher die biologische Qualität des erzeugten Knorpels, desto geringer ist dessen Fähigkeit zur Integration in den umgebenden Knorpel und das Anwachsen am darunterliegenden Knochen.

Strukturproteine der Knorpelmatrix, die für eine geringe Reibung im Gelenk sorgen, insbesondere die Proteoglykane, wirken anti-adhäsiv. Notwendig ist aber eine biomechanisch langfristig stabile Verankerung von Knorpelkonstrukten auf der Gelenkoberfläche.

Das umso mehr, als bei arthrotischen Defekten eine Knorpelschulter fehlt, die die transplantierten Knorpelimplantate schützt.

"Noch in einem sehr frühen Stadium"

Es wird versucht, mit biphasischen Konstrukten, die aus einer osteogenen sowie einer darüber liegenden chondrogenen Schicht bestehen, oder mit Verankerungsmodulen dieses Problem zu lösen.

"Diese Versuche befinden sich aber noch in einem sehr frühen Stadium", sagte Gelse zur "Ärzte Zeitung". "Es wird noch lange dauern, bis das klinisch eingesetzt werden kann."

Hinzu kommt, dass es nicht damit getan ist, einfach defekten Knorpel durch frischen Knorpel aus dem Labor zu ersetzen.

Die Ursachen, die zur Degeneration des physiologischen Knorpels geführt haben, müssen ebenso beseitigt werden, will man ein nachhaltiges Behandlungsergebnis erreichen. Gelse: "Wir müssen das Gelenk als biologische und biomechanische Einheit betrachten."

Das heißt, Bandinsuffizienzen und Meniskusschäden müssen behoben, Beinachsen korrigiert, katabole Stoffwechselsituationen und inflammatorische Faktoren beseitigt werden.

Kurz: rekonstruktive Gelenkchirurgie ist im Vergleich zur etablierten Gelenkendoprothetik aufwändig und eine interdisziplinäre Aufgabe. Und am physiologischen Alterungsprozess des Knorpels ändert sie natürlich nichts.

Zellkultivierung ist teuer

Die etablierte und gut untersuchte ACT wird bei vergleichsweise jungen, oft körperlich aktiven, sportlichen Patienten mit Knorpeldefekten ab 2,5 cm² vorgenommen, und zwar überwiegend nicht als isolierte Maßnahme, sondern ebenfalls mit Begleitmaßnahmen, etwa zur Stabilisierung des Gelenks oder mit Realignmentoperationen am patellofemoralen Gelenkabschnitt.

Überhaupt sprechen Orthopäden bevorzugt über das Kniegelenk. Das Hüftgelenk ist nur schwer zugänglich für Knorpelreparaturen, wenngleich Fallserien mit positiven Ergebnissen publiziert worden sind. Für das Sprunggelenk gilt die Wirkung der ACT derzeit als nicht belegt – die gesetzlichen Krankenkassen erstatten dies auch nicht.

Als aus wissenschaftlicher Sicht positive Nachricht kann gelten, dass sich die Datenlage zur ACT deutlich verbessert hat, seit der Umgang mit Knorpelzelltransplantaten unter das Arzneimittelgesetz fällt.

Nach Ende einer Übergangsfrist müssen biotechnologisch bearbeitete Zell- und Gewebeprodukte entsprechend klinisch geprüft und zugelassen werden.

Was das für die Kosten der Therapien bedeutet, steht auf einem anderen Blatt. Derzeit liegen die Zellkultivierungskosten für ACT-Produkte bei 4000 bis 6000 Euro.

Ob dieses Preisniveau gehalten werden kann, ist ungewiss. Bereits heute erstatten die gesetzlichen Krankenkassen die ACT nur partiell. Wie das in Zukunft bei dann eventuell verfügbaren umfassenden Knorpel- und Gelenkrekonstruktionen, wie oben beschrieben, sein wird, dürfte die Investitionsbereitschaft in Forschung und Entwicklung maßgeblich beeinflussen.