Literatuurstudie: De behandeling van kraakbeenletsels ter hoogte van de knie

FACULTEIT GENEESKUNDE EN GEZONDHEIDSWETENSCHAPPEN

Academiejaar 2009 - 2010

Literatuurstudie: “De behandeling van kraakbeenletsels ter hoogte van de knie.”

Thijs VANDEWALLE

Promotors: Prof. Dr. F. Almqvist en Prof. Dr. R. Verdonk Co-promotors: Dr. H. Van der Bracht en Dr. A. Scheepens

Scriptie voorgedragen in de 2de Master in het kader van de opleiding tot

MASTER IN DE GENEESKUNDE

FACULTEIT GENEESKUNDE EN GEZONDHEIDSWETENSCHAPPEN

Academiejaar 2009 - 2010

Literatuurstudie: “De behandeling van kraakbeenletsels ter hoogte van de knie.”

Thijs VANDEWALLE

Promotors: Prof. Dr. F. Almqvist en Prof. Dr. R. Verdonk Co-promotors: Dr. H. Van der Bracht en Dr. A. Scheepens

Scriptie voorgedragen in de 2de Master in het kader van de opleiding tot

MASTER IN DE GENEESKUNDE

“De auteur(s) en de promotor geven de toelating deze scriptie voor consultatie beschikbaar te stellen en delen ervan te kopiëren voor persoonlijk gebruik. Elk ander gebruik valt onder de beperkingen van het auteursrecht, in het bijzonder met betrekking tot de verplichting uitdrukkelijk de bron te vermelden bij het aanhalen van resultaten uit deze scriptie.”

06/05/2010

Thijs Vandewalle

Prof. Dr. F. Almqvist

Voorwoord In de eerste plaats wil ik mijn promotor Prof. Dr. Almqvist danken voor het leveren van een boeiend onderwerp, met mogelijkheden waarover het laatste woord nog lang niet gezegd is.

Verdere dank gaat uit naar Dr. Hans Van der Bracht en Dr. Alexander Scheepens die direct betrokken waren bij deze masterproef. Via een constructieve samenwerking boden zij belangrijke informatie aan en zorgden voor een kritische evaluatie van mijn werk.

Ook mijn ouders wil ik bedanken voor de vele steun en aanmoedigingen die ze mij tijdens het schrijven van mijn masterproef gaven.

Tenslotte wil ik ook de Faculteit Geneeskunde en Gezondheidswetenschappen van de Universiteit Gent bedanken voor de beschikbaarheid van alle geconsulteerde artikels en boeken.

Inhoudstafel 1.

ABSTRACT

1

2.

INLEIDING

3

3.

ALGEMENE ACHTERGROND 4 3.1 Anatomie van het kniegewricht .................................................................................................. 4 3.2 Histologie van het gewrichtskraakbeen ...................................................................................... 5 3.3 Pathologie van kraakbeen in het kniegewricht ........................................................................... 7

4. 5.

3.3.1

Traumatische kraakbeenletsels .......................................................................................... 7

3.3.2

Osteochondritis dissecans .................................................................................................. 8

3.3.3

Beeldvorming en classificatie van kraakbeenletsels .......................................................... 9

3.3.4

Factoren die het intrinsiek herstelvermogen van het kraakbeen beïnvloeden ................. 11

METHODOLOGIE

12

RESULTATEN 13 5.1 Conservatieve behandeling ....................................................................................................... 14 5.1.1

Indicaties .......................................................................................................................... 14

5.1.2

Techniek ........................................................................................................................... 15

5.1.3

Revalidatieprotocol .......................................................................................................... 15

5.1.4

Resultaten ......................................................................................................................... 15

5.2 Microfractuur ............................................................................................................................ 16 5.2.1

Indicaties .......................................................................................................................... 16

5.2.2

Techniek ........................................................................................................................... 16

5.2.3

Revalidatieprotocol .......................................................................................................... 18

5.2.4

Resultaten ......................................................................................................................... 20

5.3 Autologe mosaïcplastie ............................................................................................................. 22 5.3.1

Indicaties .......................................................................................................................... 22

5.3.2

Techniek ........................................................................................................................... 22

5.3.3

Revalidatieprotocol .......................................................................................................... 24

5.3.4

Resultaten ......................................................................................................................... 24

5.4 Autologe chondrocyten injectie (ACI)...................................................................................... 25 5.4.1

Indicaties .......................................................................................................................... 25

5.4.2

Techniek ........................................................................................................................... 26

5.4.3

Revalidatieprotocol .......................................................................................................... 29

5.4.4

Resultaten ......................................................................................................................... 30

5.5 MACI (matrix-associated ACI) ................................................................................................ 32 5.5.1

Indicaties .......................................................................................................................... 32

5.5.2

Techniek ........................................................................................................................... 32

5.5.3

Revalidatieprotocol .......................................................................................................... 33

5.5.4

Resultaten ......................................................................................................................... 34

5.6 AMIC (Autologous matrix induced chondrogenesis) ............................................................... 34 5.6.1

Indicaties .......................................................................................................................... 34

5.6.2

Techniek ........................................................................................................................... 35

5.6.3

Revalidatieprotocol .......................................................................................................... 36

5.6.4

Resultaten ......................................................................................................................... 36

5.7 Prothetische interpositie ............................................................................................................ 37 5.7.1

Indicatie ........................................................................................................................... 37

5.7.2

Techniek ........................................................................................................................... 37

5.7.3

Revalidatieprotocol .......................................................................................................... 38

5.7.4

Resultaten ......................................................................................................................... 38

5.8 Overzicht van de resultaten....................................................................................................... 39 6.

DISCUSSIE

41

7.

BESLUIT

45

8.

REFERENTIELIJST

46

1.

ABSTRACT

Inleiding: Focale kraakbeenletsels ter hoogte van de knie na een traumatische gebeurtenis worden geclassificeerd door Outerbridge. Ze zijn veel voorkomend en kunnen onbehandeld aanleiding geven tot de vorming van gonartrose. De symptomen die dit letsel met zich meebrengt bestaan vooral uit zwelling, pijn en verminderde functie ter hoogte van de knie. Kraakbeen heeft nagenoeg geen potentieel om zichzelf te herstellen door de afwezigheid van bloedvoorziening in dit weefsel. Enkel wanneer het subchondrale bot bijkomend is gepenetreerd, kan er een inflammatoir genezingsproces optreden in het aangetaste kniegewricht. Mesenchymale beenmergcellen zullen hierbij het kraakbeendefect vullen en een herstelweefsel induceren. Ondanks dit genezingsproces is het gevormde herstelweefsel minderwaardig aan het normale gewrichtskraakbeen daar het vooral uit type I collageen opgebouwd is. Er zijn reeds verschillende technieken beschreven die een poging ondernemen om het letsel te behandelen en eventueel te herstellen. Zo zullen de verschillende strategieën voor de aanpak van focale kraakbeenletsels geanalyseerd worden. Methodologie: Aan de hand van een literatuurstudie wordt op zoek gegaan naar de eigenschappen van elke behandelingsprocedure van focale kraakbeenletsels. Er wordt hiervoor gebruik gemaakt van wetenschappelijke boeken en artikels die in de biomedische bibliotheek of via Pubmed beschikbaar zijn. Resultaten: Naast de toepassing van conservatieve therapie, waarbij men zowel farmacologische als niet-farmacologische ingrepen beschrijft, poogt men focale kraakbeenletsels aan te pakken met een chirurgische procedure. Men kan microfractuur beschouwen als het induceren van een herstelweefsel door het doorprikken van de subchondrale laag. Zo wordt een fibrocartilagineus herstelweefsel aangemaakt. Toch blijkt dit weefsel mettertijd te remodelleren tot een stabieler kraakbeenweefsel. Deze techniek blijkt ideaal in de behandeling van kleine letsels (< 4 cm²). In navolging van deze techniek ontstond AMIC waarbij men de microfractuur gaat combineren met het gebruik van een collageenmembraan, zodat ook grotere kraakbeenletsels ook kunnen worden aangepakt. Mosaïcplastie kan men omschrijven als een transplantatie van kraakbeenweefsel. Zo zal men osteochondrale pluggen wegnemen uit een weinig belast compartiment van de knie en gaat men deze pluggen inplanten ter hoogte van het letsel. Deze techniek kan men eveneens toepassen als er een klein kraakbeenletsel is. Bij toepassing van ACI gaat men na afname van een biopsie, chondrocyten intensief kweken om deze vervolgens in het letsel te spuiten. Men kan hierbij eventueel gebruik maken van een scaffold om de chondrocyten netjes in te plaatsen zoals beschreven bij MACI. Deze beide technieken kan men toepassen in de aanwezigheid van een groot kraakbeenletsel. Tenslotte kan men bij ouderen gebruik maken van een prothetische interpositie omdat bij deze mensen de biologische herstelcapaciteit reeds tot

1

een minimum is gereduceerd. Deze behandelingen kunnen op basis van indicaties, operatietechniek, revalidatieprotocol en resultaten worden vergeleken. Discussie: Men vindt dat elke behandelingsprocedure zijn specifieke indicaties heeft waarbij zo goed mogelijke resultaten worden behaald. Deze gevonden subjectieve en objectieve scores blijken echter zeer moeilijk met elkaar te vergelijken door de aanwezigheid van een enorme heterogeniteit in de klinische resultaten. Op gebied van revalidatie zal men rekening houden met zowel de duur als het comfort van elk protocol. Tenslotte zullen ook de kosten en de technische moeilijkheid van iedere procedure een belangrijke factor in de behandelingskeuze zijn.

2

2.

INLEIDING

Het gezonde gewrichtskraakbeen doorstaat hoge hoeveelheden mechanische druk dankzij de voortdurende aanmaak van nieuwe extracellulaire matrix door de chondrocyten, de cellen van het gewrichtskraakbeen. (Bhosale and Richardson, 2008) De voornaamste functies van dit ECM bestaan vooral uit het beschermen van de chondrocyten tegen mechanische druk en de opstapeling van cytokines en groeifactoren die noodzakelijk zijn voor de werking van de kraakbeencellen. (Verstraete et al., 2004) Ondanks zijn duurzaamheid en de mogelijkheid om zichzelf te handhaven is gewrichtskraakbeen toch kwetsbaar voor traumata of ziektes die onherstelbare schade aan het kraakbeen kunnen toebrengen. Aangetast kraakbeenweefsel, geclassificeerd volgens Outerbridge, heeft namelijk slechts een gelimiteerd potentieel om spontaan te genezen, doordat het gewrichtskraakbeen niet bevloeid wordt. Aan de hand van een literatuurstudie gaan we in deze scriptie het ontstaan en de aanpak van focale kraakbeenletsels analyseren. Aangezien het gewrichtskraakbeen bij adolescenten en volwassenen een biologische herstelcapaciteit heeft, kunnen er bij deze populatie verschillende ingrepen worden uitgevoerd. Deze operaties zijn bedoeld om de pijn te verlichten en de functie van de aangetaste knie sterk te verbeteren. De indicaties, de operatietechniek en het revalidatieprotocol worden voor elke techniek grondig besproken. Zo toont de manier waarop de revalidatie na de verscheidene operatietechnieken verloopt, sterke variaties op gebied van comfort en duur. Daarnaast wordt getracht om de resultaten van de verschillende technieken met elkaar te vergelijken aan de hand van een aantal belangrijke eindpunten. Sinds 1990 is men namelijk op zoek naar de ideale behandelingstechniek voor focale kraakbeenletsels. Men wil hierbij streven naar een zo goed mogelijk resultaat op korte maar ook zeker op lange termijn. Deze resultaten omvatten zowel de subjectieve evaluatie van de behandelde patiënten alsook de objectieve klinische gegevens. (Saris et al., 2008) Ook de survival van iedere techniek proberen we met elkaar te vergelijken. Op deze manier gaan we op zoek naar de vraag of een bepaalde techniek beter is voor de behandeling van deze focale kraakbeenletsels dan andere procedures. Er wordt tevens getracht om op economisch gebied een kosten-batenanalyse van de verscheidene technieken uit te voeren. Naast de conservatieve behandelingsmethoden zoals fysiotherapie of medicatie, gaat het hier om de volgende behandelingsprocedures. De microfractuur is gebaseerd op de wetenschap dat het doorprikken van het subchondrale bot een herstelproces op gang kan brengen. (Steadman et al., 2001) Vervolgens is er de ACI (autologe chondrocyten injectie ) waarbij men na afname van een biopsie, gekweekte chondrocyten in een 2de tijd in het letsel zal brengen en zo een herstel induceren. (Brittberg, 2008) Verder zijn er de AMIC (Autologous matrix induced chondrogenesis) en MACI (Matrix-associated ACI), dit zijn beiden technieken gebaseerd op de voorgaande waarbij er nog een extra element wordt 3

toegevoegd aan de behandelingsmethode. (Steinwachs et al., 2008) (Nehrer et al., 2009) Ook mosaïcplastie wordt besproken waarbij men een eigen osteochondrale plug zal laten wegnemen om vervolgens te laten inplanten ter hoogte van het letsel. (Szerb et al., 2005) Als laatste zal men de techniek van het gebruik van een lokale metalen prothese bespreken. Deze zal toegepast worden bij oudere mensen bij wie de biologische herstelcapaciteit heel laag is. (Becher et al., 2008) 3.

ALGEMENE ACHTERGROND

3.1

Anatomie van het kniegewricht

De knie vormt het overgangsgewricht tussen het onderbeen en het bovenbeen. Het gaat om een scharniergewricht, waardoor het mogelijk is het bovenbeen ten opzichte van het onderbeen over een afstand van 140° te buigen en vervolgens weer te strekken. (Kerckaert, 2006) Er zijn drie botstukken betrokken bij de kniebewegingen, namelijk de femur, de tibia en de patella. De gewrichtsoppervlakken van de knie ter hoogte van de trochlea, de condylen en de patella zijn allen met gewrichtskraakbeen bedekt. Het articulatievlak op de beide tibiacondylen is nagenoeg vlak, daarom spreken we van een tibiaplateau. De as van de femurdiafyse staat schuin ten opzichte van de loodlijn en vormt zo een hoek met de verticale tibia-as; beiden liggen dus niet in elkaars verlengde maar vormen een stompe hoek van 173°. Het kniegewricht wordt verder gestabiliseerd door de aanwezigheid van enkele gewrichtsbanden, zowel de voorste en achterste kruisband als de mediale en laterale collaterale band zullen een zekere houvast aan de knie geven. Ook de beide menisci hebben hun belang in het kniegewricht daar zij als schokbreker voor zware krachten zullen fungeren. Het kraakbeen is een onmisbaar deel van het skelet daar het plooibaar en niet broos is. Het gewrichtskraakbeen, dat het gewrichtsoppervlak bedekt met ongeveer 4 mm, laat vlotte botbewegingen in het kniegewricht toe. (Kerckaert, 2006) De aanwezigheid van grote hoeveelheden water is van groot belang voor het kraakbeen want dit verklaart de belangrijke buigzaamheid die deze structuur bezit. Het is daarom voornamelijk op die plaatsen in het lichaam aanwezig waar het skelet vervormingen moet kunnen toelaten. Opvallend bij het gewrichtskraakbeen is dat deze structuur geen bloedvaten, zenuwen en lymfevaten bevat. (O’Driscoll, 1998) Het kraakbeen krijgt zijn zuurstof vanuit de omringende gewrichtsvloeistof. Het wordt hierbij geholpen door zijn eigen elasticiteit en de mogelijkheid om water op te nemen. Zo zal bij een belasting van het gewricht door de druk een hoeveelheid vloeistof met zijn afvalstoffen uit het kraakbeen worden geperst. Naarmate de druk opnieuw vermindert, zal de vloeistof gevoed met zuurstof en voedingsstoffen terug in het kraakbeen sijpelen. Het gebruik van een gewricht staat dus in voor de gezondheid van het aanwezige kraakbeen. Vlak onder deze laag gewrichtskraakbeen ligt dan een laagje subchondraal bot. (De Morree, 2008) De belangrijkste functies van het gewrichtskraakbeen bestaan in het voorzien van een glijdend oppervlak voor het gewricht en het absorberen van schokken op het gewricht waardoor er minimalisatie van de druk op het subchondrale bot is. (Bhosale and Richardson, 2008) 4

3.2

Histologie van het gewrichtskraakbeen

Er zijn verschillende soorten kraakbeen, namelijk het hyalien kraakbeen, het elastisch kraakbeen en het fibrocartilagineus weefsel. Het gewrichtskraakbeen bestaat uit hyalien kraakbeen. Deze structuur bestaat zowel uit cellen of de chondrocyten, een ECM (extracellulaire matrix) en water. Water zal 65 à 80% van het kraakbeen innemen, wat aan deze structuur de mogelijkheid geeft om zijn vorm aan te passen aan de onderhevige druk in het gewricht. Daarnaast is water ook een middel voor bevochtiging van het gewrichtsoppervlak, dat zo zorgt voor het glijdend oppervlak. (Bhosale and Richardson, 2008) De chondrocyten vormen 1 à 5 % van het volume en liggen in de holtes van de matrix. Deze ronde cellen hebben geen onderling contact, in tegenstelling tot cellen aanwezig in het bot. Deze cellen komen in groepjes voor en vormen een chondron die met hun omgevende matrix drukkussens vormen. Ze synthetiseren alle componenten van het ECM, zodat deze continu worden vernieuwd. Hun oppervlak is rijkelijk voorzien van extensies en zo wordt de uitwisseling tussen de cel en het ECM vergroot. Daarnaast produceren ze ook de enzymen die verantwoordelijk zijn voor de afbraak van de matrix. Alle functies van de chondrocyten worden gemoduleerd door de druk die wordt uitgeoefend op het gewricht. (Bhosale and Richardson, 2008) De ECM dat rond de chondrocyten ligt, bestaat uit collageenvezels en proteoglycanen. De voornaamste vezels zijn van het type collageen II (90-95%), opgebouwd uit 3 αketens. (Fig. 1) Ook collageen type V, VI, IX, X en XI zijn in kleinere hoeveelheden aanwezig in het gewrichtskraakbeen. (Mandelbaum et al., 1998) De proteoglycanen vormen 10-20% van het kraakbeen. Ze houden door hun negatieve lading water vast zodat een osmotische druk ontstaat die ervoor zorgt dat het kraakbeen niet gemakkelijk gecomprimeerd kan worden. Ze zorgen ook voor het in evenwicht houden van de elektrolytenbalans. De dagelijkse synthese van proteoglycanen onderhoudt de kwaliteit van het gewrichtskraakbeen en zorgt ook voor de nodige aanpassingsmogelijkheden. (Fitzgerald et al., 2002) De glycosaminoglycanen, de subunits van de proteoglycanen, bestaan hoofdzakelijk uit chondroïtinesulfaat en keratansulfaat. (Mandelbaum et al., 1998) De voornaamste functies van het ECM zijn het beschermen van de chondrocyten tegen mechanische druk en opstapeling van cytokines en groeifactoren die noodzakelijk zijn voor de chondrocyten. Zo regelen ze de diffusie van nutriënten naar de chondrocyten en acteren als een signaaltransducer voor de cellen. (Verstraete et al., 2004) Behalve aan de vrije gewrichtsoppervlakken is alle hyalien kraakbeen omgeven door perichondrium, een laag dicht bindweefsel, ook wel kraakbeenvlies genoemd. De mesenchymale cellen van het perichondrium tegen het kraakbeen kunnen differentiëren tot kraakbeencellen. (De Morree,

2008) Bloedvaten,

lymfevaten en zenuwelementen zijn wel aanwezig in het perichondrium, dat zo instaat voor de voeding door middel van diffusie. Herstel van gekwetst kraakbeen start vanuit het perichondrium, dat traag ingroeit in het kraakbeenletsel; dit herstelweefsel zal frequent verkalken. (De Morree, 2008) Het gewrichtskraakbeen bestaat histologisch uit 4 verschillende zones waarbij de meest oppervlakkige zone, parallel aan het gewrichtsoppervlak, wordt gekenmerkt door de bedekking met een dunne film 5

synoviaal vocht. Deze filmlaag zorgt voor het glijdend gewrichtsoppervlak en voorziet ook in de voeding van het kraakbeen. De uitgerokken chondrocyten in deze zone produceren hoge concentraties collageen en lage concentraties proteoglycanen, zodat deze zone het meeste water bevat. Deze laag fungeert ook als een filter voor grote macromoleculen zodat het kraakbeen wordt beschermd van het synoviaal immuunsysteem. (Bhosale and Richardson, 2008) De onderliggende zone, de transitionele zone, bezit een lagere celdensiteit en de plompe cellen liggen ingebed in de overvloedige extracellulaire matrix. Daarnaast liggen de collageenvezels hier in een willekeurig patroon. (Bhosale and Richardson, 2008) De radiale zone bevat de hoogste concentraties aan proteoglycanen en de grootste diameter collageenvezels. Daartegenover is de densiteit van de cellen, die hier rond en in kolommen gerangschikt zijn, het laagst. De zichtbare grens tussen de radiale zone en gecalcifiëerde zone noemt men de “tidemark”, ze is zichtbaar met behulp van tolueen blauw. (Bhosale and Richardson, 2008) De diepste zone of de gecalcifiëerde zone bevat kleine hoeveelheden cellen ingebed in een gemineraliseerde matrix en toont zo een lage metabolische activiteit. De unieke, hypertrofische chondrocyten synthetiseren type X collageen, dat verantwoordelijk is voor de structurele integriteit en ook schokken absorbeert voor het subchondrale bot. Deze zone vormt een belangrijke overgangszone naar het minder veerkrachtige, onderliggende subchondrale bot, waarbij de onregelmatige, hoog gevasculariseerde subchondraal plaat de grens zal vormen. De aanwezige chondrocyten zijn in staat om sulfaat te incorporeren in de pericellulaire matrix, die de individuele chondrocyten of een cluster chondrocyten met hun matrix omgeeft. (Bhosale and Richardson, 2008)

Fig. 1: De schikking van het ECM rond de chondrocyten in het gewrichtskraakbeen (Mandelbaum et al., 1998)

6

3.3

Pathologie van kraakbeen in het kniegewricht

Daar het in deze scriptie gaat over focale kraakbeenletsels ter hoogte van het kniegewricht, zal gonartrose hier niet besproken worden. De behandeling van gonartrose is ook totaal verschillend van deze bij een kraakbeenletsel. Men moet er wel rekening mee houden dat een niet- of slecht behandeld focaal kraakbeenletsel op de duur kan evolueren naar gonartrose. Gewrichtskraakbeen kan aangetast worden door zowel een degeneratief proces als een traumatische gebeurtenis. Met een degeneratief proces bedoelen we dat het kraakbeen door een intrinsieke ziekte wordt aangetast en daardoor minder weerstand heeft tegen normale drukken. (Homminga, 1993) We gaan ons hier beperken tot de bespreking van de traumatische kraakbeenletsels. 3.3.1

Traumatische kraakbeenletsels

Het betreft hier letsels aan het kraakbeen die veroorzaakt zijn door een ongeval, of door repetitieve kleinere traumata. Zo zal bij ongeveer 16 % van de acute knieletsels met een intra-articulaire bloeding een kraakbeenletsel optreden. (O’Driscoll, 1998) De meest voorkomende traumata zijn een patellaluxatie, een rotatietrauma of een rechtstreeks contacttrauma op de knie. (Homminga, 1993) Als gevolg van een trauma kan microbeschadiging van de chondrocyten optreden. Dit kan leiden tot cellulaire degeneratie en uiteindelijk tot celdood. Daarnaast zal ook de collageenmatrix aangetast worden met een verhoogde hydratatie en fissuratie in het kraakbeen en verdikking van het subchondrale bot. Tenslotte zal ook de productie van proteoglycanen door de chondrocyten gereduceerd worden. (Bhosale and Richardson, 2008) Beschadigd kraakbeen zwelt op en doet het gewricht soms kraken; deze crepitaties worden waargenomen ter hoogte van de gewrichtsspleten. Met een diagnostisch orthopedisch onderzoek is het soms niet mogelijk om een duidelijk onderscheid te maken met een meniscusletsel. Met een passieve flexie- extensiebeweging van de knie kan namelijk in beide gevallen pijn geprovoceerd worden. Traumatische kraakbeenletsels kunnen geïsoleerd voorkomen maar zijn meestal geassocieerd met meniscale en/of ligamentele schade. Wanneer er een meniscus- of ligamentschade optreedt, kunnen daarbij chondrale fracturen, osteochondrale fracturen of contusies van kraakbeen ontstaan.(Homminga, 1993) Zelfs slechts een geringe contusie kan het kraakbeen beschadigen en degeneratie tot necrose van de chondrocyten tot gevolg hebben. Voor het ontstaan van kraakbeenletsels kunnen er 3 verschillende krachten verantwoordelijk worden gesteld: compactie-, schuif- en avulsiekrachten. Bij compactie wordt een kracht uitgeoefend loodrecht op het gewrichtsoppervlak, zoals bij een klap op de patella waardoor het patellair kraakbeen tegen de femurcondyl wordt gecomprimeerd. Schuifkrachten werken dan weer tangentieel in op het gewrichtsoppervlak, zoals bij een luxerende patella, die tegen de rand van de laterale femurcondyl aanstoot. Avulsie van gewrichtskraakbeen kan optreden als de achterste kruisband een stuk kraakbeen van de mediale femurcondyl afrukt of als het mediale retinaculum van de patella een stuk van het patellakraakbeen afscheurt bij een laterale luxatie van de patella. (Homminga,

1993) De krachten die inwerken op gewrichtskraakbeen gaan hun 7

belangrijkste invloed uitoefenen op de plaats van overgang van gecalcifiëerd naar niet-gecalcifiëerd kraakbeen. Bij adolescenten bestaat er nog weinig gecalcifiëerd kraakbeen en is er een sterke verbinding tussen kraakbeen en bot, zodat tangentiële krachten doorgeleid worden naar het onderliggende bot. Dit verklaart waarom in deze leeftijdsgroep een hoge frequentie van osteochondrale fracturen bestaat, terwijl bij volwassenen pure chondrale fracturen frequenter voorkomen. (Homminga, 1993) Bij een draaitrauma kan een osteochondrale fractuur ontstaan, waarbij een stukje kraakbeen samen met een fragment bot wordt afgeslagen. Dit fenomeen is gunstiger dan een chondrale fractuur omdat ze herkenbaar is op een röntgenfoto en omdat ze na fixatie en terugplaatsing een goede prognose heeft.(Verhaar and Van Mourik, 2008) Bij een gedeeltelijke breuk of infractie van het subchondrale bot, leidt dit tot onvoldoende steun voor het overliggende hyalien kraakbeen. Zo zal ondanks het feit dat de voeding van het kraakbeen plaats vindt door de synoviale vloeistof, het kraakbeen toch snel beschadigd raken, doordat het voor zijn mechanische eigenschappen afhankelijk is van het onderliggende bot. (Homminga, 1993) 3.3.2

Osteochondritis dissecans

Bij osteochondritis dissecans zal er een aseptische necrose van een klein fragment van het subchondrale bot optreden, het bovenliggende kraakbeen blijft wel vitaal doordat deze wordt bevloeid door het synoviaal vocht. Het laterale deel van de mediale femurcondyl wordt het meest aangetast en bij bilaterale vormen moet men steeds de mogelijkheid van epifysaire dysplasie uitsluiten. Een osteochondritis dissecans van de patella is eveneens mogelijk. Deze aandoening komt het meest voor bij jonge, mannelijke patiënten. Bij een nog niet uitgegroeid skelet zal een belangrijk deel van de gevallen spontaan genezen. De oorzaak van osteochondritis dissecans is nog onbekend maar het zou kunnen ontstaan door repetitieve traumata die zo de bloedvoorziening storen, met als uiteindelijke gevolg een subchondrale necrose. Als ernstig gevolg van de necrose beschrijft men het loskomen van necrotisch bot, men noemt dit stuk weefsel een corpus liberum. Ook zonder het loskomen van necrotisch bot kunnen er typische klachten bij osteochondritis dissecans optreden zoals wisselende, stekende pijn die toeneemt bij belasting. Daarnaast kan er lichte zwelling, verspringinggevoel en mogelijks blokkage van het gewricht optreden. Soms zal de patiënt als gevolg van de stekende mediale pijn met de voet in exorotatie rondlopen om zo het contact tussen het letsel en de eminentia van de tibia zoveel mogelijk te mijden. Dit noemt men een positief teken van Wilson, dat typisch aanwezig is bij osteochondritis dissecans ter hoogte van het kniegewricht. (Verhaar and Van Mourik, 2008)

8

3.3.3

Beeldvorming en classificatie van kraakbeenletsels

Kraakbeenletsels kunnen aan de hand van een MR-scan of een artroscopie het best gevisualiseerd worden. Door het gebruik van 3-dimensionele en vet-supressieve beelden bij MRI zal men naast de afwijkingen in het gewrichtskraakbeen ook veranderingen in de subchondrale plaat kunnen aantonen. Beenmergcysten, subchondrale cysten en granulatieweefsel zullen samen met veranderingen in de interne structuur en de biochemische compositie van het gewrichtskraakbeen eveneens gevisualiseerd kunnen worden.(Verstraete et al., 2004) Men moet steeds de diepte van het letsel, de mogelijke kneuzingen van het subchondrale bot of eventueel avasculaire necrose registreren. (Mandelbaum et al., 1998) Momenteel zijn er 3 MR-sequenties aangetoond die een uitstekende sensiviteit hebben voor de detectie van graad II tot IV letsels, namelijk de T2 fast spin-echo (FSE), de T1 vetonderdrukkende 3D spoiled gradient echo (GRE) en de 3D doubled echo steady state. (Verstraete et al., 2004) Bij osteochondritis dissecans kan men meestal op een laterale RX-opname de diagnose stellen maar bij twijfel zal men eventueel ook een MRI-scan laten uitvoeren. (Verhaar and Van Mourik, 2008) De kraakbeenschade kan ter hoogte van het kraakbeenoppervlak aanvangen, met de typische aanwezigheid van superficiële fissuratie. Daartegenover kan het proces ook diep in het kraakbeen starten waarbij er een verstoring van het collageennetwerk zal optreden met daaropvolgend een verhoogde hydratatie en zwelling van het kraakbeen. Bij een letsel van de knie zal er een loslating van intra-articulaire degeneratieve enzymen zoals cytokines en stromelysine plaatsvinden. Deze dragen bij tot de afbraak van het kraakbeen. (Mandelbaum et al., 1998) Om het effect van natuurlijk beloop en chirurgische behandeling te kunnen evalueren is een nauwkeurige verslaggeving van het soort letsel en de uitbreiding noodzakelijk. Gemiddeld zullen de kraakbeenletsels zo’n 2 cm² groot zijn, waarbij de meeste defecten worden aangetroffen ter hoogte van de mediale femurcondyl. (Becher et al., 2009) Men zal een onderscheid maken tussen letsels waarbij de volledige dikte van het kraakbeen is aangetast en deze waarbij slechts een partieel stuk is aangetast. De letsels over volledige dikte of de osteochondrale letsels reiken tot de subchondrale botlaag en zullen hoofdzakelijk voorkomen bij mensen tussen 30 en 40 jaar. Verschillende systemen zijn reeds gebruikt om de omvang van het letsel van het gewrichtskraakbeen te beschrijven aan de hand van artroscopische beelden. In 1961 beschrijft Outerbridge een methode van gradering die op basis van de dikte van kraakbeenletsels is opgemaakt. Deze classificatie wordt tot op heden nog gebruikt. Graad I en II kunnen als partieel letsel beschouwd worden en graad III en IV als letsels over de volledige dikte. (Mandelbaum et al., 1998) Over 1000 patiënten zullen gemiddeld zo’n 20% van de letsels worden gecategoriseerd onder de graad IV - letsels. (Becher et al., 2009) (Tabel 1 en Fig. 2)

9

Graad 0

Normaal kraakbeen

Graad I

Het letsel presenteert zich als een zachte plaats; het kraakbeen is enkel wat verweekt en gezwollen.

Graad II

Er zijn oppervlakkige scheurtjes of fibrillaties in het kraakbeen. Er zijn erosies of ulceraties in minder dan 50% van het kraakbeen.

Graad III

De scheuren zijn nu echte kloven of fissuren. Er zal nu meer dan 50% maar minder dan 100% aangetast zijn.

Graad IV

Er zijn echte gaten in het kraakbeen die doorlopen tot in het bot onder het kraakbeen. Het bot zal dus blootliggen

Tabel 1: Outerbridge classificatie van kraakbeenletsels (Fitzgerald et al., 2002)

Fig. 2: De Outerbridge classificatie (Mandelbaum et al., 1998) De ‘International Cartilage Repair Society’ (ICRS) heeft een methode ontwikkeld om een kraakbeenletsel te documenteren en classificeren aan de hand van verschillende variabelen. Naast de dikte van het letsel, dat men met de zonet besproken Outerbridge-classificatie zal indelen, zal men de etiologie nagaan. Het is namelijk belangrijk om te weten of het gaat om een specifiek acuut probleem of een chronische repetitieve aandoening; acute en chronische oorzaken kunnen wel beide aan de orde zijn en dus is het soms moeilijk om de etiologie duidelijk te bepalen. De grootte van het letsel moet steeds nauwkeurig worden gemeten met behulp van een probe. Letsels kleiner dan 4 cm² worden klein genoemd, groter dan 4 cm² zal men het over een middelgrote tot grote defecten hebben. Letsels kleiner dan 2 cm² kunnen asymptomatisch zijn en kunnen zo over lange duur meestal geen degeneratieve gevolgen hebben; hun prognose is dus de meest gunstige. Middel- tot hele grote letsels hebben een minder goede prognose en zullen gepaard gaan met pijn, zwelling en verminderde functie. De 10

hoeveelheid gewrichtskraakbeen dat het subchondrale bot nog omringt, zal ook een belangrijke factor zijn, daar bij steun op de knie het subchondrale bot in direct contact zou kunnen staan met het ander gewrichtsvlak. Zo zal vooral bij grote letsels het bot minder beschermd worden en bijgevolg inzakken, wat kan resulteren in degeneratie. Dit gewrichtsverlies kan men op radiografieën vaststellen. De locatie van het letsel en of deze mono-, bi- of multipolair is, zal eveneens bepalend zijn voor de prognose. (Mandelbaum et al., 1998) 3.3.4

Factoren die het intrinsiek herstelvermogen van het kraakbeen beïnvloeden

Herstel van een kraakbeenletsel is onder optimale omstandigheden zoals een normaal lichaamsgewicht, een gezond leven en voldoende beweging zonder piekbelasting, in beperkte mate mogelijk bij een patiënt jonger dan 30 jaar. Als bij een traumatische aantasting van het kraakbeen enkel de matrix partieel is geraakt en de chondrocyten niet verstoord zijn, kunnen deze chondrocyten nieuwe proteoglycanen aanmaken en zo het kraakbeen in principe herstellen. (Bhosale and Richardson, 2008) Het genezingsproces bij kraakbeenletsels wordt bepaald door het avasculaire karakter van het weefsel en de delingscapaciteit van de chondrocyten. Toch zal als gevolg van de zeer beperkte proliferatie van de chondrocyten en de lage capaciteit om in het kraakbeendefect te migreren, een zeer beperkte genezingstendens te bemerken zijn. (Homminga, 1993) Daarbij komt dat onbehandelde focale kraakbeenletsels zullen leiden tot symptomatische progressieve artrose; men grijpt dus best in. Als de letsels doorlopen tot in de subchondrale botlaag zullen er zich mesenchymale cellen, afkomstig uit het beenmerg, naar het gewrichtsoppervlak verplaatsen. Zo zullen de kraakbeendefecten opgevuld worden met een bloedstolsel waarin bloedvaten groeien om dan uiteindelijk een fibreus of fibrocartilagineus weefsel te vormen. Dit herstelweefsel heeft een verminderde veerkracht en is een voorbode voor de ontwikkeling van gonartrose. Het gevormde littekenweefsel kan een grote variabiliteit vertonen in zijn histologische en biochemische samenstelling. Typisch zal dit weefsel biomechanisch minderwaardig zijn aan het normale gewrichtskraakbeen daar het een gestegen hoeveelheid collageen I zal bevatten. Men zal ook een gewijzigde architectuur en een willekeurige oriëntatie van de collageenvezels noteren. (O’Driscoll, 1998) Zowel de diepte en grootte van het letsel, de leeftijd van de patiënt als de aanwezige druk ter hoogte van het letsel zullen een invloed hebben op het lokale herstelproces. Een volledig letsel zal de zichtbare “tidemark” overschrijden en zo een weg vormen voor mesenchymale beenmergcellen die in het defect kunnen geraken. Dit zal leiden tot de vorming van het minderwaardig fibrocartilagineus kraakbeen. (Bhosale and Richardson, 2008) Als het gaat om een puur chondraal letsel van het gewrichtskraakbeen, zonder geassocieerde beschadiging van het bot, zal er geen herstelproces van start gaan daar aan de wondranden een clustering van chondrocyten optreedt zonder genezing van het defect. Deze letsels 11

zullen dus statisch blijven daar er geen biologische mechanismen zijn om een herstellende cascade te starten. (Mandelbaum et al., 1998) Ook de grootte van het letsel zal bepalend zijn voor de herstelrespons. Een experimentele studie met paarden toonde namelijk aan dat letsels kleiner dan 2 tot 4 millimeter diameter, met behulp van continue passieve beweging, zullen leiden tot een complete genezing na 9 maanden. Grotere defecten zullen daarentegen niet helemaal herstellen en gaan gepaard met een herstelweefsel dat fibrocartilagineuze eigenschappen bezit. Defecten kleiner dan 1cm² zullen minder geneigd zijn om de spanningsverdeling op het subchondrale bot te beïnvloeden en zullen zich normaal niet uitbreiden. (Bhosale and Richardson, 2008) Een hoge leeftijd zal enkele gevolgen hebben voor het gewrichtskraakbeen; zo kan er hydratatie van het gewrichtskraakbeen optreden en zal het aantal chondrocyten sterk verminderen. (Bhosale en Richardson, 2008) Daarnaast zal ook de mitotische en synthetische activiteit van de chondrocyten gereduceerd worden zodat herstelprocessen bij volwassenen en ouderen tot een minimum worden herleid. Het is daarom bij ouderen niet meer nuttig om een chirurgische ingreep uit te voeren maar bij jongeren, die nog een goede herstelcapaciteit hebben zal een ingreep wel te verantwoorden zijn. (Buckwalter and Mankin, 1998) De diepte van het letsel is tevens leeftijdsgerelateerd; zo zullen kinderen en adolescenten meestal osteochondrale letsels oplopen, terwijl volwassenen vooral pure chondrale letsels ontwikkelen daar zij al over een goed ontwikkelde gecalcifiëerde zone beschikken. Osteochondrale letsels bij kinderen met groeiende botstukken zullen normaal zonder probleem genezen, terwijl dit bij volwassenen zelden het geval zal zijn. (Bhosale and Richardson, 2008) Ook de plaats van het letsel kan zijn belang hebben wat betreft de herstelcapaciteit. Zo kan een letsel gelegen zijn in een gebied waar continu hoge druk aanwezig is, maar dat kan even goed ook in een gebied gelokaliseerd zijn waar er vrijwel geen druk te bespeuren is. Gewrichtskraakbeen zal zich anders gedragen bij verschillende drukken; zo zal immobilisatie of verminderde druk leiden tot een daling in de synthese van glycosaminoglycanen maar ook in een reductie van proteoglycanen en een irreversibele verstoring van de collageenfibrillen. (Bhosale and Richardson, 2008). 4.

METHODOLOGIE

Aan de hand van een literatuurstudie gaat men op zoek naar de verschillende behandelingsprocedures van focale kraakbeenletsels. Deze technieken worden allen met elkaar vergeleken om zo tot de beste strategie te komen. Allereerst bestudeert men met behulp van de boeken van Fitzgerald et al., Verhaar and Van Mourik en De Morree, die in de biomedische bibliotheek te raadplegen zijn, uitgebreid de anatomie en histologie van het normale gewrichtskraakbeen ter hoogte van het kniegewricht. Na deze basis te hebben doorgenomen, wordt aan de hand van de trefwoorden “articular cartilage” en “knee” naar enkele overzichtsartikels over de pathologie en herstelmechanismen van het gewrichtskraakbeen via Pubmed gezocht. Hierbij lijkt de review van Bhosale and Richardson uit 2008 een goed vertrekpunt 12

voor de verdere zoektocht. Vanuit een aantal overzichtsartikels kan vervolgens via de relevante referenties en het gebruik van ISI Web of Knowledge op zoek worden gegaan naar meer specifieke artikels per behandeling. In eerste instantie zoekt men naar enkele RCT’s (Randomized Controlled Trials), level 1 op het gebied van Evidence Based Medicine waarbij een dubbelblinde vergelijkende studie wordt uitgevoerd, aangezien dit de meest relevante literatuur is. Aangezien deze RCT’s bijna niet te vinden zijn, wordt er vooral gebruik gemaakt van case series, level 4 artikels waarbij men aan de hand van een specifieke groep patiënten de klinische resultaten van 1 bepaalde techniek gaat uitwerken. Daarnaast kunnen ook enkele vergelijkende cohortenstudies, level 3 , geconsulteerd worden. Verder worden nog op verzoek van promotor Prof. Dr. Almqvist enkele artikels van Nehrer, Marcacci, Saris,… geconsulteerd via Pubmed daar deze auteurs belangrijke autoriteiten zijn op gebied van behandeling van kraakbeenletsels. Zo werkt men op basis van deze artikels de techniek, het revalidatieprotocol, de indicatiestelling en de resultaten verder uit. De verschillende resultaten worden uitgedrukt door een aantal klinische scores, de tevredenheid van de patiënt en de survival of overleving. De voornaamste klinische score omvat de KOOS (Knee injury and Osteoarthritis Outcome Score) die aan de hand van een enquête met vragen over symptomen aan de knie de mogelijke dagelijkse activiteiten van de patiënt zal evalueren. Daarnaast zullen ook de Tegner schaal (een activiteitenschaal), de Lysholm score (die aan de hand van een vragenlijst de knie-instabiliteit zal beoordelen), de ‘quality of life’ en de Cincinattiscore (de zwelling, de pijn en de activiteit worden gequoteerd) worden vermeld. Het histologisch resultaat van het aanwezige gewrichtskraakbeen postoperatief zal eveneens deel uitmaken van de resultaten. De survival wordt in geen enkele van de geraadpleegde artikels besproken. 5.

RESULTATEN

Door het gebruik van vooral case series gaan we zowel de conservatieve als operatieve behandelingen van focale kraakbeenletsels beschrijven. Aan de hand van enkele RCT’s kan ook een vergelijkende analyse tussen verschillende technieken worden geëvalueerd. De conservatieve behandelingen omvatten niet-medicamenteuze therapieën zoals het gebruik van krukken of braces, de uitvoering van oefeningen voor het kniegewricht of warmte- en koudetherapie. Daarnaast kunnen ook bepaalde farmaca de kniesymptomen verlichten. Meestal zullen deze conservatieve ingrepen insufficiënt zijn en zal men genoodzaakt zijn tot operatieve ingreep. De mogelijke operatieve behandelingen van kraakbeenletsels kunnen worden ingedeeld in verschillende categorieën. Zo kan er gesproken worden van de herstellende en de vernieuwende procedures. De herstellende of beenmerg stimulerende technieken zullen het defect aanpakken door het opvullen met een weefsel dat zo goed als mogelijk het normale, gezonde gewrichtskraakbeen probeert te benaderen. Microfractuur en AMIC (Autologous membrane induced chondrogenesis) zijn beiden technieken die op 13

dit principe gebaseerd zijn waarbij men wel poogt om het bekomen weefsel zo sterk mogelijk te doen gelijken op het normaal kraakbeen. (Shah et al., 2007) Om een echt histologisch en biologisch herstel van het gezonde gewrichtskraakbeen en eventueel subchondrale bot te bekomen, kunnen ook een aantal procedures beschreven worden. Zo kan men aan de hand van een chondrocyten - afname en vervolgens gecontroleerde kweek, bij ACI (Autologe Chondrocyten Injectie) het kraakbeen volledig opnieuw laten opbouwen. Men kan hierbij ook gebruik maken van een matrix waardoor de chondrocyten in een bepaalde plaats gehouden kunnen worden. Ook bij mosaïcplastie zal men door het wegnemen van gezond kraakbeen op een licht belaste plaats, het letsel kunnen vullen met een structureel normaal kraakbeenweefsel. (O’Driscoll, 1998) Tenslotte introduceerde men onlangs een lokale prothese waarbij kleinere kraakbeenletsels behandeld kunnen worden. Deze metalen prothese zal het letsel opvullen, met als doel de pijn weg te nemen en een functioneel herstel te bekomen. (Becher et al., 2009) Bij alle behandelingsprocedures moet men steeds rekening houden met de effectiviteit en veiligheid van de ingreep. Op gebied van effectiviteit zal men steeds het hyalien kraakbeen bevoordelen tegenover het fibrocartilagineus weefsel. Ook de eliminatie van pijn bij rust, beweging en hoge intensiteit zal samen met het verdwijnen van de zwelling en stijfheid een belangrijke factor zijn. Tenslotte zal ook de snelheid en het succes van de terugkeer van atleten naar hun sporttak bepalend zijn voor de effectiviteit van de ingreep. Op vlak van veiligheid bevoordeelt men de ingrepen met weinig nevenwerkingen of complicaties, die zowel op fysiek als psychologisch vlak kunnen voorkomen. Mogelijke lokale complicaties kunnen bijvoorbeeld hypertrofie, loslating en fragmentatie van de ent of het herstelweefsel inhouden. Andere mogelijke systemische complicaties zijn een diepe veneuze trombose of een neurovasculair letsel. Daarnaast kunnen ook lokale infecties en allergieën mogelijk een bepaalde procedure benadelen. (Mandelbaum et al., 1998) We zullen zowel de conservatieve als verschillende operatieve behandelingen één voor één bespreken op basis van de indicatiestelling, de techniek, het revalidatieprotocol en de klinische resultaten. 5.1 5.1.1

Conservatieve behandeling Indicaties

De conservatieve behandelingen van focale kraakbeenletsels kunnen worden toegepast op patiënten die wachten op hun operatieve ingreep. Ze kunnen eveneens worden aangewend als het gaat om een heel klein letsel dat onder normale omstandigheden spontaan zal herstellen waarbij het gebruik van krukken en oefeningen voor het kniegewricht dit herstel nog positief beïnvloeden. (Homminga, 1993) Viscosupplementatie en chondroprotectieve producten kunnen worden toegepast op graad I tot III kraakbeenletsels. (Fitzgerald et al., 2002)

14

5.1.2

Techniek

De mogelijke niet-medicamenteuze therapieën zijn spierversterkende oefeningen, passieve bewegingen van het gewricht en het gebruik van een brace of krukken. (Homminga, 1993) Bijkomend kan men nog gebruik maken van warmte – of koudetherapie en zullen ook sporten zoals fietsen en zwemmen een positieve invloed hebben op het herstel. (Verhaar and Van Mourik, 2008) Naast deze verschillende niet-medicamenteuze strategieën kunnen ook een aantal geneesmiddelen hun invloed hebben op een kraakbeenletsel. Zo kunnen NSAIDS (Non-Steroidal Anti-Inflammatory Drugs) en intra-articulaire infiltraties met corticoïden worden toegediend. Daarnaast bespreekt men de chondroprotectieve

producten

en

viscosupplementatie.

De

chondroprotectieve

stoffen

zijn

samenstellingen die de synthese van collageen en proteoglycanen door de chondrocyten stimuleren; ze worden voorgesteld als inhibitoren van kraakbeendegeneratie. De meest gebruikte dergelijke stoffen zijn de endogene moleculen van gewrichtskraakbeen zoals daar zijn: hyaluronzuur, chondroïtinesulfaat en glucosaminesulfaat. Chondroïtinesulfaat heeft z’n structurele werking door de competitieve binding en inhibitie van degeneratieve enzymen. Deze medicatie werkt langzaam en kan pas na 2 tot 3 maanden z’n vruchten afwerpen. Viscosupplementatie werkt eveneens chondroprotectief door intra-articulaire injecties van oplossingen sodium hyaluronaat dat de vloeibare eigenschappen van de matrix herstelt. Zo zal het hyaluronaat bevochtiging en schokabsorptie verbeteren in het al aangetaste gewrichtskraakbeen. Dergelijke injecties dienen 3 tot 5 keer te worden toegediend. (Fitzgerald et al., 2002) 5.1.3

Revalidatieprotocol

Na het spontane herstel van hele kleine kraakbeenletsels kan men ook nog geruime tijd gebruik maken van een brace om volledige steun op de aangetaste knie te mijden. Daarnaast zullen ook oefeningen, waarbij het kniegewricht in beweging wordt gehouden zonder al te zware belasting, worden aanbevolen. (Homminga, 1993) 5.1.4

Resultaten

Zowel het gebruik van brace of krukken als de toepassing van oefeningen voor het kniegewricht zullen de revalidatieduur duidelijk verkorten. Daarnaast zal de toepassing van fysiotherapie enkele symptomen zoals pijn en zwelling, die de patiënt

hinderen in z’n dagelijks functioneren, doen verminderen.

(Homminga, 1993) Ook de NSAIDS en intra-articulaire corticoïden zullen een verlichting van de symptomen tot stand brengen maar hebben net als de fysiotherapie geen effect op het eigenlijke herstel van de kraakbeenletsels. Chondroprotectieve producten en viscosupplementatie zijn geneesmiddelen die een operatieve ingreep misschien niet noodzakelijk maken. Beide behandelingen hebben namelijk in klinische onderzoeken een gunstig effect getoond op de symptoomverlichting en de verminderde progressie van degeneratieve veranderingen. Zo heeft viscosupplementatie bemoedigende resultaten 15

getoond bij graad I, II en III kraakbeenletsels. Toch is de viscosupplementatie door zijn enorm hoge kost en noodzaak tot meerdere injecties nog niet op het voorplan getreden. (Fitzgerald et al., 2002) 5.2 5.2.1

Microfractuur Indicaties

De microfractuur - procedure werd

ongeveer 30 jaar geleden geïntroduceerd door Prof. Dr. R.

Steadman met het idee dat het waarschijnlijk een voordeel heeft op voordien uitgevoerde technieken zoals drilling. Deze techniek is bestemd voor patiënten met kleine (< 4 cm²) traumatische letsels in de knie die geëvolueerd zijn tot kraakbeendefecten over de volledige dikte. Om microfractuur te kunnen uitvoeren moeten deze chondrale letsels zich bevinden in een zone tussen de femur en de tibia of in de contactzone tussen de patella en de trochleare groef. Ook onstabiel kraakbeen dat het subchondrale bot bedekt, kan met microfractuur aangepakt worden. (Steadman et al., 2001) Microfractuur blijkt eveneens een 1ste lijnbehandeling te zijn bij atleten. (Mithöfer et al., 2006) Een mogelijke contra-indicatie voor het gebruik van deze techniek is de aanwezigheid van een anatomische afwijking in het kniegewricht waarbij de mechanische hoek tussen de tibia en de femur meer dan 5° varus of valgus is van de normale hoek. Daarnaast zal ook bij patiënten die geen strikte revalidatiekuur zien zitten en bij letsels die niet de volledige dikte van het kraakbeen aantasten, microfractuur afgeraden worden. Bij de onmogelijkheid om tijdens de revalidatie alle steun op het gezonde been te brengen en bij patiënten ouder dan 50 jaar wiens herstelprocessen tot een minimum zijn herleid, zal deze techniek eveneens achterwege gelaten worden. (Steadman et al., 2003) 5.2.2

Techniek

De chondrocyten die aanwezig zijn in het aangetaste gewrichtsoppervlak zullen geen hersteleffect genereren als de schade beperkt is tot de kraakbeenlaag. Enkel als de onderliggende subchondrale botlaag ook aangetast is, kan er herstel geïntroduceerd worden. De strategie van de microfractuur is hierop gebaseerd om kraakbeenletsels aan te pakken. (Bhosale and Richardson, 2008) Het gaat om een artroscopie waarbij 2 gaatjes in de knie worden gemaakt om de artroscoop en de werkmaterialen in te brengen. Indien nodig kunnen tezelfdertijd andere noodzakelijke ingrepen in de knie worden uitgevoerd. (Steadman et al., 2001) Na beoordeling van het kraakbeendefect zullen de nog resterende onstabiele kraakbeenfragmenten van het onderliggende bot worden gedebrideerd aan de hand van een curette of een speciaal scheerapparaat. Men dient bij het debrideren goed op te letten dat men het subchondrale bot niet te zwaar beschadigt. Alle losliggende kraakbeenfragmenten en eventuele kleine botstukjes in de buurt van de letsel zullen worden weggenomen zodat het defect omringd is door gezond kraakbeenweefsel en het letsel een groef vormt om de gevormde klonter samen te houden. Daarna is het heel belangrijk om een grondige en volledige verwijdering van de gecalcifiëerde kraakbeenlaag uit te 16

voeren. (Knutsen et al., 2004) Om zware schade aan het subchondrale bot te vermijden, zal men artroscopisch met een els verschillende gaatjes in de subchondrale plaat maken. Bij voorkeur zal men de els loodrecht in het bot inbrengen en de gaatjes zullen zo dicht mogelijk tegen elkaar worden gemaakt waarbij ze elkaar niet mogen doorbreken. De verschillende gaatjes zullen op zo’n 3 mm van elkaar gemaakt worden. (Knutsen et al., 2004) (Steadman et al., 2001) Men zal starten vanuit de periferie van het kraakbeendefect dicht bij de grens met het gezonde kraakbeen om zo naar het centrum op te schuiven. Zo zullen gaatjes van 1,5 tot 2 mm groot en 2 tot 4 mm diep gecreëerd worden door de artroscopische naald die geen necrose van het bot zal veroorzaken. (Steadman et al., 2001) (Fig. 3)

Fig. 3: Met een naald worden gaatjes in het subchondrale bot gemaakt. (Steadman et al., 2001) Na het lossen van de garrot zal men via de artroscoop snel de vrijlating van druppels beenmerg en bloed in de gaatjes kunnen observeren; deze stoffen zullen de aanmaak van het vervangkraakbeen introduceren (Fig. 4). De mesenchymale stamcellen zijn in lage concentraties in het beenmerg aanwezig, ze zijn de voorlopers van oa. bot, kraakbeen, spieren en bindweefsel. Zo zullen ze kunnen differentiëren naar chondrocyten die een belangrijke bron van het kraakbeen zijn. (Steinwachs et al., 2008) Als de vloei adequaat gebeurt, zal men alle instrumenten uit de knie verwijderen en kan het vocht uit de knie geëvacueerd worden. (Steadman et al., 2001)

17

Fig. 4: Het vrijkomen van bloed en beenmerg uit het subchondrale bot nadat deze doorprikt werd. (Steadman et al., 2001) De sleutel voor de gehele procedure ligt in het zich vestigen van de klonter merg in een optimaal milieu. Zo zal de capaciteit van de mesenchymale stamcellen uit het beenmerg om een stabiele structuur te vormen, optimaal kunnen benut worden. (Bhosale and Richardson, 2008) In het geval van chronisch degeneratieve kraakbeenletsels kan het gebeuren dat er botsclerose, met verdikking van de subchondraal plaat, optreedt waardoor traditionele microfractuur moeilijk uit te voeren is. Hierbij zal men eerst enkele gaatjes in de subchondraal plaat maken om de dikte te beoordelen. Daaropvolgend zal men het onderliggende bot verwijderen tot men bloedpuntjes bemerkt om vervolgens over te gaan tot de microfractuur procedure. (Steadman et al., 2001) Ondanks de wetenschap dat het herstelweefsel zich na een tijdje omvormt tot een stabieler weefsel probeerden enkele onderzoekers toch iets te vinden op het probleem van de biomechanische minderwaardigheid van het vervangkraakbeen dat wordt gecreëerd bij microfractuur. (Steadman et al., 2003) (Kuo et al., 2006) Ze introduceerden de applicatie van morfogenetische proteïnen waardoor het gevormde fibrocartilagineuze kraakbeen meer zou gelijken op het normale gewrichtskraakbeen. In vivo en in vitro experimenten toonden al dat “bot morfogenetisch proteïne 7” (BMP-7), ook gekend als het osteogeen-proteïne 1, zou kunnen helpen bij het herstellen van kraakbeendefecten. Het zou namelijk in staat zijn om “de novo” kraakbeenvorming te induceren en speelt tevens een rol in het behouden van het gewrichtskraakbeen. Dit proteïne wordt namelijk ook gevonden in normaal kraakbeen en het zorgt er voor de proliferatie, de differentiatie en het metabolisme van chondrocyten. (Kuo et al., 2006) 5.2.3

Revalidatieprotocol

Het revalidatieprogramma na een microfractuur-ingreep is cruciaal om de beste resultaten na de ingreep te bekomen. Het programma is zo geconstrueerd dat de mesenchymale beenmergcellen in optimale omstandigheden kunnen differentiëren naar de kraakbeenachtige structuur. Het aangeraden schema 18

hangt af van 2 belangrijke factoren, namelijk de anatomische locatie en de grootte van het letsel. (Steadman et al., 2001) Men start steeds de revalidatie met 24 uren bedrust waarbij het geopereerde been gefixeerd wordt in extensie. (Steinwachs et al., 2008) Patiënten met letsels ter hoogte van de femurcondylen van het patellofemorale gewricht, waar de druk continu hoog is, worden na de ingreep enkele dagen met een continue passieve bewegingsmachine behandeld. (Steadman et al., 2003) Hierbij zal men de initiële range of motion, de mogelijke bewegingsruimte ter hoogte van het gewricht, van 30 tot 70° hanteren. Als deze hoek getolereerd wordt, zal men deze met 10 tot 20° verhogen tot een volledige range of motion is bereikt. Veel patiënten zullen de bewegingsmachine ‘s nachts verdragen, bij anderen is het noodzakelijk om de machine intermittent overdag te gebruiken. Ongeacht de periode van de dag is het doel om bij de patiënt 6 tot 8 uur per dag de passieve bewegingsmachine toe te passen. Zonder de bewegingsmachine moeten er dagelijks ongeveer 500 passieve flexies en extensies van het kniegewricht uitgevoerd worden. (Steadman et al, 2001) Het kniegewricht 1 tot 7 dagen na de operatie koud houden zal helpen bij de controle van pijn en inflammatie. Een brace, die 0 tot 20° beweging toelaat, zal er gedurende

8 weken voor zorgen dat er geen hevige druk op de onwikkelende

beenmergcellen wordt uitgevoerd. De brace mag wel los gemaakt worden bij passieve bewegingen van de knie. Na deze periode kan men de brace geleidelijk achterwege laten en starten met progressieve krachttraining. (Steadman et al., 2003) Letsels ter hoogte van het femorotibiale gewricht zullen een ander revalidatieprotocol hebben. Men start meteen na de ingreep met lichte krachttraining waarbij men lichtjes door de beide knieën buigt en het lichaamsgewicht vooral op de gezonde knie terechtkomt. (Steadman et al, 2001) Men zal 6 tot 8 weken postoperatief met krukken lopen waarbij er lichte druk mag worden uitgeoefend. Fietsen zonder weerstand en oefeningen in het water kunnen reeds 1 tot 2 weken na de operatie worden gestart. Na 8 weken mag men volledig op het been steunen en zullen krachtigere, actieve bewegingen van de knie gestart worden waarbij het fietsen tegen een steeds grotere weerstand een hele belangrijke oefening zal zijn. Zwaar belastende sporten zoals basket, voetbal en volleybal kunnen uiteindelijk op 4 tot 6 maanden postoperatief terug aangevat worden. (Steadman et al., 2003) De meeste patiënten zullen de postoperatieve periode zonder enige hinder doormaken, maar enkelingen zullen na de behandeling in het patellofemoraal gewricht toch een milde pijn ervaren. Hierbij kan men kleine veranderingen in het kraakbeenoppervlak waarnemen die kunnen veroorzaakt worden door het vroegtijdig wegnemen van de brace. Het kan ook gebeuren dat er een rand wordt gemaakt in de trochleaire groeve waardoor de patiënt een pijnlijk “lock” gevoel zal ondervinden bij het glijden van de patella over dit letsel . Uitzonderlijk kan er zich tussen de 6 en 8ste week een effusie ontwikkelen, die meestal niet pijnlijk zal zijn en conservatief behandeld zal worden. (Steadman et al., 2001) Men moet er bij de revalidatie steeds rekening mee houden dat een langdurige afwezigheid van kniebelasting aanleiding kan geven tot het niet meer kunnen hervatten van een sporttak daar mechanische belasting

19

een positief effect heeft op het kraakbeenmetabolisme. We zullen de verschillende revalidatieprotocols met elkaar vergelijken in tabel 3. 5.2.4

Resultaten

Resultaten van microfractuur na traumatische kraakbeendefecten van de knie zijn tot 11 jaar na de operatie beschikbaar. Belangrijk hierbij is dat, door het feit dat de meeste traumatische chondrale letsels gepaard gaan met beschadiging van andere structuren in de knie, het eigenlijk resultaat gebaseerd zal zijn op zowel het herstel van het kraakbeenletsel als de correctie van de andere structuur. Preoperatief, kort na de operatie en tot 11 jaar postoperatief kunnen de Lysholm score, Tegner schaal en de pijnschaal worden opgemaakt. De gemiddelde pijnschaal toont reeds verbetering kort na de operatie en die evolueert gunstiger naarmate de duur na de operatie. Toch zullen een aantal patiënten geen pijnverlichting aangeven. Bij alle geëvalueerde patiënten zal de Lysholm score aanzienlijk beter scoren bij de finale follow-up dan bij de preoperatieve evaluatie. Opvallend hierbij is dat de stijging van de score afneemt naarmate de leeftijd van de patiënt hoger wordt. (Steadman et al., 2003) De KOOS en de “quality of life” zullen eveneens significant gestegen zijn op 12 à 18 maanden postoperatief. (Saris et al., 2008) Opvallend bij de KOOS is dat deze op 18 maanden postoperatief een plateau bereikt en niet meer verder zal stijgen. (Saris et al., 2009) Uiteindelijk kan men besluiten dat de microfractuur in combinatie met de voorgeschreven revalidatie tot minder symptomen zal leiden en dat tot 95% van de patiënten zelf een verbeterde functie van hun aangetaste knie zullen aangeven. Samen met de afwezigheid van perioperatieve complicaties zijn dit de gunstige resultaten van een microfractuur ingreep. Men moet er evenwel rekening mee houden dat de patiënten hun activiteit hebben moeten aanpassen aan hun kniefunctie. (Steadman et al., 2003) Men beschrijft het histologische resultaat van microfractuur als het bereiken van een weefsel dat niet over de eigenschappen beschikt om voor de rest van z’n bestaan zijn kraakbeenachtige kenmerken te behouden. Het aangemaakt weefsel zal meestal bestaan uit overwegend fibrocartilagineus herstelweefsel, dat niet de stijfheid heeft van gezond kraakbeenweefsel en daarnaast ook sneller onderhevig zal zijn aan slijtage.(Saris et al., 2008) Bij ongeveer 69% van de patiënten zal, 2 jaar na de operatie, histologisch een herstelweefsel worden gevonden dat vooral uit fibrocartilagineus weefsel bestaat. (Shah et al., 2007) Daarnaast stelt men vast dat door deze osteochondrale behandeling, waarbij de “tidemark”-zone en de subchondrale plaat doorbroken wordt, de zone zich progressief naar het oppervlak zal bewegen en uiteindelijk kan leiden tot de aanmaak van osteofyten in het letsel. Deze botuitsteeksels zullen bijdragen tot de ontwikkeling of deterioratie van gonartrose. (Saris et al., 2008) Bij 13% van de behandelde patiënten kan men een zekere hypertrofie van het nieuwgevormd weefsel opmerken. Dit kan bij een aantal patiënten symptomatisch worden.(Saris et al., 2008) Toch gelooft men dat dit herstelweefsel na een tijdje zal remodelleren tot een stabiel kraakbeenweefsel waarbij de knie 20

enkel regressief zal evolueren indien het letsel persisteert ondanks de ingreep of wanneer er zich nieuwe letsels ontwikkelen. (Steadman et al., 2003) Er moet worden uitgezocht of deze techniek toepasbaar is voor atleten, die frequent worden geconfronteerd met focale kraakbeenletsels. Men creëert daarom een patiëntengroep van atleten, die allen een kraakbeendefect ter hoogte van de femur hebben. Deze groep bestaat uit recreatieve, competitieve en professionele beoefenaars van basket, voetbal en volleybal omdat deze sporten het meest belastend zijn voor de knieën. Na gemiddeld 2 jaar worden de functionele resultaten beoordeeld aan de hand van de dagelijkse activiteiten en de Tegner schaal die preoperatief en postoperatief worden berekend. Ondanks goede resultaten zullen de follow-up scores op het gebied van functieverbetering in deze studie lager liggen dan bij een normale populatie, daar het hier gaat om atleten die het herstelde kraakbeen zwaarder zullen belasten bij het hervatten van de sport. Deze zware belasting zal er ook voor zorgen dat slechts 44% van de atleten kunnen terugkeren op hun voorgaand niveau. De oorzaak hiervoor vindt men in het feit dat door de zware belasting het letsel zich minder zal kunnen vullen met herstelkraakbeen. Daarbij is het wel opvallend dat de atleten van het hoogste niveau makkelijker zullen kunnen terugkeren naar hun vroeger niveau daar het letsel zich daar beter en sneller zal vullen met herstelweefsel. Daarbij komt ook nog dat atleten jonger dan 40 jaar en patiënten met letsels kleiner dan 2 cm² beter gaan recupereren van de operatie mede doordat kleinere letsels beter zullen herstellen. De duur tussen de kwetsuur en de microfractuur zal ook bepalend zijn voor het resultaat. Men kon immers aantonen dat hoe langer het interval, hoe minder kans er is op een terugkeer naar de zwaarbelastende sporten. Microfractuur is bij atleten toch steeds een 1ste keuze behandeling door de korte revalidatieduur en de gunstige resultaten. (Mithöfer et al., 2006) Op basis van enkele therapiegroepen op kraakbeendefecten kan worden onderzocht of BMP-7, een morfogenetisch proteïne, enig effect heeft op het herstel. Bij een bepaalde studiegroep wordt enkel BMP-7 gehanteerd en hierbij kan men, in vergelijking met de controlegroep, een significante stijging van de hoeveelheid herstelweefsel vaststellen. De combinatie van microfractuur en BMP-7, geabsorbeerd in een collageenspons, toonden een verbetering in de kwaliteit en kwantiteit van het herstelweefsel in vergelijking met microfractuur alleen. Dit kan verklaard worden doordat er een betere matrix - en celverdeling aanwezig is. Ook tegenover BMP-7 alleen vindt men bij de combinatietherapie meer en sterker herstelweefsel. Hoewel deze combinatietherapie gunstige resultaten aangeeft, heeft ze toch niet geleid tot een complete vulling van de defecten of een normaal kraakbeenweefsel. Toch kan men toch deze combinatietherapie introduceren omdat het de klinische resultaten van jonge patiënten zeker gaat verbeteren. (Kuo et al., 2006) Omwille van de technische simpliciteit, de gelimiteerde invasiviteit, de lage geassocieerde morbiditeit en de korte revalidatie is microfractuur uitgegroeid tot een heel populaire behandeling die nog vaak 21

wordt toegepast. (Mithöfer et al., 2006) Deze techniek heeft eveneens het grote voordeel van snel en goedkoop te zijn. (Bhosale and Richardson, 2008). 5.3 5.3.1

Autologe mosaïcplastie Indicaties

Deze techniek werd oorspronkelijk ontwikkeld voor het behandelen van relatief kleine tot middelgrote (1 tot 4 cm²) chondrale en osteochondrale letsels op de zwaarbelaste delen van de femurcondylen en het patellofemoraal gewricht. Letsels die 8 tot 9 cm² groot zijn, kunnen wel aangepakt worden door gebruik van mosaïcplastie maar er zal een heel grote kans zijn op morbiditeit ter hoogte van de donorplaats. (Bhosale and Richardson, 2008) Hieruit volgt dat bij het behandelen van grote kraakbeenletsels mosaïcplastie niet geïndiceerd zal zijn mede ook door de technische moeilijkheid van de ingreep. (Hangody et al., 2008) Bij patiënten ouder dan 50 jaar wordt deze techniek afgeraden door een gedaalde herstelcapaciteit. Contra-indicaties voor de therapie omvatten infecties, tumoren en reumatoïde artritis. (Hangody et al., 2008) 5.3.2

Techniek

Mosaïcplastie werd in 1993 voor het eerst beschreven. Het principe van deze behandeling bestaat erin om een cilindrische osteochondrale plug weg te nemen uit een regio van de eigen knie die aan weinig druk onderhevig is. Deze plug zal vervolgens worden ingeplant in het kraakbeendefect, meestal ter hoogte van een zwaar belast onderdeel van de knie, om zo het letsel op te vullen met lichaamseigen gewrichtskraakbeen. Het getransplanteerde hyalien kraakbeen heeft een goede kans om te overleven in het letsel en dit weefsel resulteert in een betere integriteit dan het fibrocartilagineus herstelweefsel. (Bhosale and Richardson, 2008) Bij de ingreep zal algemene of lokoregionale verdoving toegepast worden samen met het gebruik van profylactische antibiotica. (Szerb et al., 2005) De chirurgische techniek start met het wegnemen van een aantal enten bij voorkeur aan de randen van de mediale en laterale trochlea. (Szerb et al., 2005) Deze oogst gebeurt tijdens een extensie van de knie via een kleine parapatellaire miniartrotomie; zo kan de donorplaats gemakkelijk bereikt worden. (Hangody et al., 2008) (Fig. 5) Het wegnemen gebeurt aan de hand van een speciaal ontworpen beitel waarbij het heel belangrijk is dat de ent loodrecht op het articulair kraakbeen wordt afgenomen. Voor chondrale letsels zal men de ent tot op een diepte van 15 mm wegnemen; bij osteochondrale defecten zullen deze enten tot 25 mm diep worden geoogst. Door met een scherpe curette de basis van het weggenomen stuk weefsel te doorprikken zal deze donorplaats opgevuld worden met beenmergcellen, die dan later na 8 tot 10 weken een fibrocartilagineus herstelweefsel zullen vormen. (Szerb et al., 2005) (Hangody et al., 2008)

22

Fig. 5: Het wegnemen van enkele enten uit de knie tijdens een parapatellaire miniartrotomie. Men zal deze ingreep uitvoeren bij een extensie van de knie waarbij de enten van 15 tot 25 mm worden weggenomen. (Szerb et al., 2005) De implantatie gebeurt tijdens een flexie van de knie. Er worden tunneltjes van ongeveer 15 mm diep, tot aan het subchondrale bot, aangemaakt via drilling. Alle aangetaste kraakbeenfragmenten worden met behulp van een curette netjes weggesneden. (Hangody et al., 2008) Als men deze kleine tunneltjes, die van elkaar gescheiden worden door 1 mm bot, heeft gedilateerd kan men voorzichtig de enten in de brede tunnels plaatsen. (Marcacci et al., 2007) (Fig. 6)

Fig. 6: Het zorgvuldig plaatsen van de enten bij een flexie van de knie. Dilatatie van aangemaakte tunnels is nodig om de ent zorgvuldig te kunnen inbrengen. (Szerb et al., 2005) Door combinatie van verschillende enten kan men tot 80-100% van de tunnels opvullen en zo een congruent oppervlak aanmaken. Ondanks het feit dat het kraakbeen ter hoogte van de donorplaats dunner is dan deze ter hoogte van de zwaar belaste regio’s, is het heel belangrijk dat er perfecte congruentie is tussen de ent en het omringende kraakbeenweefsel. Tussen de geplaatste enten zal men door scherpe curettage de aanmaak van fibrocartilagineus weefsel stimuleren om zich tussen de enten te voegen. Zo komt men uiteindelijk tot een herstelweefsel waarvan 80-90% uit het getransplanteerde kraakbeen bestaat en zo’n 10-20% aan fibrocartilagineus weefsel zal uitmaken. Een mosaïcplastie kan 23

afhankelijk van de grootte van het kraakbeendefect artroscopisch of via een open operatie worden aangepakt. De artroscopische behandeling heeft duidelijk enkele voordelen ten opzichte van de open aanpak. Zo zal er minder littekenweefsel aanwezig zijn en zullen andere weefels minder worden aangetast. Positief is dat deze procedure net als bij microfractuur in 1 operatie kan worden uitgevoerd. (Szerb et al., 2005) 5.3.3

Revalidatieprotocol

Postoperatief bestaat meteen de mogelijkheid tot een volledige range of motion. Het is daarentegen wel noodzakelijk om 2 weken na de operatie alle steun op het behandelde been te vermijden en de daaropvolgende 2 à 3 weken enkel partiële steun toe te laten. (Szerb et al., 2005) Het vermijden van druk kort na de operatie is belangrijk ter preventie van het verstoren van de botintegratie; gedurende deze periode kan de patiënt zich wel nuttig maken door het uitvoeren van gecontroleerde passieve bewegingen waardoor het kraakbeenmetabolisme gestimuleerd zal worden en het oedeem van het zachte weefsel beperkt zal zijn. Partiële steun bevordert de aanmaak van het fibrocartilagineus weefsel rondom de geïmplanteerde enten en zal de integratie van de enten stimuleren. Na een 8 à 10-tal weken kan de normale dagelijkse activiteit hervat worden en na 5 à 6 maanden kunnen ook zwaar belastende sporten hervat worden. (Hangody et al., 2008) (Zie tabel 3) 5.3.4

Resultaten

Ongeveer 90% van de patiënten die een implantatie ter hoogte van de femurcondyl ondergaan, ervaren een goede tot uitstekende verbetering van hun kniefunctie. Bij patellaire of trochleaire ingrepen zullen deze scores iets lager liggen, namelijk ongeveer 74% ondervindt hierbij een goede kniefunctie. Daarnaast tonen 80% van de controle artroscopieën goede glijdende gewrichtsoppervlakken, overleving van het getransplanteerde kraakbeen en een aanvaardbare opvulling van de donorplaats. (Hangody et al., 2008) Ook een biopsie na 4,5 jaar bewijst dat er normale chondrocyten aanwezig zijn en dat deze samen met de matrix juist georiënteerd liggen. Een hoge concentratie glysoaminoglycanen en een duidelijke matrixintegratie tussen de zone met fibrocartigineus en normaal kraakbeenweefsel worden tevens in deze biopsie geconstateerd. (Atik et al., 2005) Bij medium- tot lange follow-up is er zeker geen statistische verslechtering van de resultaten, wat de persistentie van deze techniek aantoont. (Marcacci et al., 2007) Alhoewel de vrees voor degeneratieve veranderingen in de donorregio nog niet met zekerheid bevestigd kan worden, is het zeker mogelijk dat er tijdelijke symptomen ten gevolge van het wegnemen van de ent kunnen worden vastgesteld. Deze zullen veroorzaakt worden door verhoogde drukkrachten ter hoogte van de donorplaats. Deze opkomende symptomen zullen normaal gezien binnen het jaar na de operatie verdwijnen. (Szerb et al., 2005) Het relatief snelle herstel van de donorplaats kan toegeschreven worden 24

aan de perifere positie, de kleine oppervlakte van de ent en het feit dat de enten op verschillende plaatsen worden afgenomen. Zo zal het gebruik van multipele kleine cilindrische pluggen het toelaten om meer weefsel te transplanteren met behoud van integriteit van de donorplaats dan bij het afnemen van 1 grote plug. Af en toe beschrijft men het probleem van postoperatief bloeden uit de lege donorregio’s; men kan deze complicatie echter vlug aanpakken door het plaatsen van biologisch afbreekbare enten ter hoogte van de donorplaatsen. Deze enten zullen excessieve bloedingen vermijden en kunnen tevens als matrix voor het fibrocartilagineus weefsel dienen. (Hangody et al., 2008) De donorplaats zal via natuurlijke herstelprocessen opgevuld worden met fibrocartilagineus weefsel. (Hangody et al., 2008) Men moet er steeds rekening mee houden dat patiënten waarbij een gecombineerde ligament - of malalignment-operatie is uitgevoerd, significant betere resultaten vertonen dan patiënten die enkel een geïsoleerd kraakbeenletsel hebben. Deze resultaten kunnen verklaard worden door het feit dat er een verhoogde genezingsrespons is bij het aanpakken van verschillende problemen. (Marcacci et al., 2007) In een vergelijkende studie met microfractuur zal mosaïcplastie bij de aanpak van kleine kraakbeenletsels meer gunstige klinische resultaten in een langdurige follow-up kunnen voorleggen. (Marcacci et al., 2007) Daartegenover kan men aantonen dat, alhoewel mosaïcplastie 1 jaar postoperatief bemoedigende resultaten bij grote kraakbeenletsels toont, er toch mettertijd deterioratie kan optreden. Terwijl ACI toegepast op grote letsels bij 88% van de patiënten goede resultaten toont, zal slechts 69% van de patiënten, die mosaïcplastie ondergingen, gelijkaardige resultaten vertonen. Op een controlerende artroscopie zal ACI eveneens een veel beter herstel tonen. Daarom zal men bij letsels groter dan 4 cm² absoluut voorrang geven aan ACI tegenover mosaïcplastie. (Bentley et al., 2003) De resultaten blijken dus af te hangen van de indicatie waarvoor de mosaïcplastie wordt uitgevoerd. Daarnaast zijn ook de aandacht voor technische details en de aanpak van geassocieerde letsels, zoals correctie van malalignment en ligamentaire letsels, van belang voor het resultaat van de behandeling. (Hangody et al., 2008) De ingreep is behoorlijk goedkoop maar vereist wel een minutieuze technische vaardigheid. 5.4 5.4.1

Autologe chondrocyten injectie (ACI) Indicaties

De geschikte kandidaat voor ACI (Autologe Chondrocyten Injectie) betreft een symptomatische patiënt met een chondraal letsel ter hoogte van het gewrichtskraakbeen. Ook bij een osteochondraal letsel, waarbij het omringende kraakbeen normaal is en de aangetaste knie overigens geen andere problemen heeft, kan ACI worden toegepast. Het ideaal letsel is echter een uitzondering want de meeste knieën ondervinden nog andere problemen en de rand van het letsel bestaat hoogst waarschijnlijk niet uit 25

normaal kraakbeen. (Peterson et al., 2002) Als het letsel groter is dan 4 cm² gebruikt men ACI als 1ste lijnbehandeling; bij ACI bestaat er namelijk geen limiet voor de grootte van het defect. (Brittberg, 2008) ACI kan tevens als 2de lijnbehandeling voor letsels kleiner dan 4 cm² worden toegepast wanneer de mergstimulerende technieken gefaald hebben. De gouden standaard voor het bepalen of gebruik van ACI mogelijk en nuttig is, gebeurt aan de hand van een artroscopische evaluatie waarbij de patiënt een volledige of lokale verdoving ondergaat. (Peterson et al., 2002) Zo kan de locatie, de diepte en grootte van het letsel, de kwaliteit van het omringende kraakbeen en de staat van het tegenoverliggende gewrichtskraakbeen beoordeeld worden. (Bentley et al., 2003) In de aanwezigheid van kissing lesions, waarbij zowel het kraakbeen van de tibia als het tegenoverliggend kraakbeen van de femur is aangetast, zal ACI gecontraïndiceerd zijn. Ook

bij

bipolaire botletsels zal ACI niet toegepast worden. Verder zullen ook reumatoïde artritis, autoimmuunziekten van het bindweefsel en aanwezige maligniteiten de uitvoering van ACI dwarsbomen. (Brittberg, 2008) 5.4.2

Techniek

De ACI-techniek omvat een 2-stage procedure met een initiële kraakbeenbiopsie die aangewend wordt voor de kweek van chondrocyten. Hierna zal er een 2de operatie plaatsvinden waarbij de gekweekte chondrocyten geïmplanteerd zullen worden. (Bentley et al., 2003) De chondrocyten zullen meestal gehaald worden uit een biopsie van de volledige dikte van het kraakbeen tot op het subchondrale bot. Ondanks het feit dat het bestaan van de voorlopercellen in de oppervlakkige zone van het kraakbeen werd aangetoond, zal men de cellen toch liefst uit de diepe zone afnemen. (Bentley et al.,

2003) Deze voorlopercellen bezitten een hoge effectiviteit voor

kolonievorming en vertonen een fenotypische plasticiteit waardoor het voldoende is om een hele kleine biopsie af te nemen om de chondrocyten vervolgens te isoleren en kweken. De meest gebruikte plaatsen voor kraakbeenbiopsie zijn de superomediale rand van de femurcondyl en de laterale intercondylaire inkeping; ook de superolaterale rand van de femurcondyl kan als plaats voor de biopsie dienen. Artroscopisch zal men met een curette 2 of 3 stroken volledige stukken kraakbeen afnemen met een diepte van een vingernagel. De hoeveelheid af te nemen kraakbeen ligt tussen 200 en 300 mg waarbij er ongeveer 2500 cellen per mg te bespeuren zijn. Tezelfdertijd zal er 10 keer 10 ml autoloog veneus bloed gecollecteerd worden voor de bereiding van serum dat samen met de cultuur chondrocyten zal worden gebruikt. Het is de bedoeling om de chondrocyten in vitro te kweken om zo het aantal cellen snel te doen stijgen. De individuele kraakbeencellen worden geïsoleerd tijdens de nacht door een collagenase digestie en worden gecultiveerd in DMEM/F12 (Dulbecco's Modified Eagle Medium: Nutrient Mengsel F-12), een serumvrij kweekmedium, met 10% autologe serum erbij. Primaire culturen worden 26

uitgevoerd in 25 cm² cultuurflessen;

na 1 week worden de cellen losgemaakt en in 75 cm²

cultuurflessen gebracht waarbij men tot een celdensiteit van 8000 cellen per cm² komt. Na ongeveer 2 weken cultuur worden de cellen opnieuw losgemaakt, gewassen en klaargemaakt voor de injectie. Hierbij kan men tot een celdensiteit van 30 miljoen per ml komen. (Brittberg, 2008) Een mediale of laterale parapatellaire incisie wordt zo’n 4 tot 6 weken later uitgevoerd om het letsel netjes bloot te leggen. Hierbij zal het defect aan de hand van een curette grondig gedebrideerd worden en men zal het aangetaste kraakbeen of fibrocartilagineus weefsel in de basis van het letsel wegnemen. (Bentley et al., 2003) De aangetaste zone kraakbeen rondom het letsel zal volledig weggesneden worden. Zo zal men met een scalpel verticaal door het kraakbeen snijden tot op het niveau van het subchondrale bot. Wanneer er een bloeding optreedt, zullen compressen gedrenkt in epinefrine en trombine de bloeding kunnen controleren. Eens het defect netjes is gedebrideerd, wordt het letsel nauwkeurig gemeten en geregistreerd. (Brittberg, 2008) In een eerste fase wordt een periostale flap gebruikt om de chondrocyten ter plekke te houden. (Brittberg et al., 1994) Een template, bestaande uit ofwel steriel papier ofwel uit aluminium wordt over het letsel geplaatst. Deze template wordt dan uitgesneden en gebruikt bij de aanmaak van de periostale flap om een juiste maat en vorm te verzekeren. Men isoleert een periostale flap door een incisie ter hoogte van de proximale mediale tibia, mediaal van het lig. collaterale mediale op de subcutane grens. Alle vet- en fascia - lagen worden eerst verwijderd van het periost door een scherpe dissectie met behulp van een schaar. Daarna wordt de template over de periostlaag gelegd en zal men voorzichtig een periostale flap losmaken van het bot. Als de periostale flap van de proximale mediale tibia te dun en breekbaar is, kan men deze eventueel distaal van de femur afnemen. Men moet toch steeds trachten om de periostale flap zo dun mogelijk te houden. De bekomen weefsellaag wordt vervolgens aan het letsel vastgemaakt door gebruik van hechtingen waarbij de teeltlaag van het periost, die chondrogene cellen bevat, naar het letsel toe wordt gericht. Het gehechte stuk weefsel moet tot aan de omringende kraakbeengrens reiken, maar mag er niet over liggen om vroeg loskomen te vermijden. Deze hechtingen worden rond het letsel geplaatst en liggen op 3 à 4 mm van elkaar. Vervolgens wordt een katheter onder de bedekkende laag weefsel geplaatst en zal het letsel traag gevuld worden met saline om de waterdichtheid te testen; een fibrinelijm of extra hechtingen kunnen de waterdichtheid helpen verbeteren. (Brittberg, 2008) Deze periostale flap zal enerzijds zorgen voor de afgrenzing van het defect en kan anderzijds de replicatie van de getransplanteerde chondrocyten stimuleren. (Brittberg et al., 1994) (Fig. 7) Momenteel gebruikt men echter vooral een synthetisch membraan zoals het Chondrogide® van Geistlich, een collageen I/III membraan. Zo zal een mogelijke hypertrofie en loskomen van het membraan bij het gebruik van de periostale flap teniet worden gedaan. Het membraan heeft een enorm 27

hoge tensiele kracht en zal de proliferatie en verrijking van de ECM stimuleren. Daarnaast zal men aan een extra incisie voor de oogst van een periostale flap ontsnappen. Op die manier wordt de operatietijd korter en zal het voor de chirurg eenvoudiger worden. (Geconsulteerd uit: http://www.geistlich.com op 20/04/2010)

Fig. 7: Het aanmaken en plaatsen van een periostale flap met behulp van een template zodat deze het volledige letsel zal overspannen. (Brittberg, 2008) Er bestaan verschillende technieken om de gecultiveerde chondrocyten te verdelen over het letsel, maar steeds zal deze inspuiting plaatsvinden als er een membraan of periostale flap is aangebracht. De cellen zullen in oplossing in een steriele spuit worden gebracht, waarop een angiokatheter zal worden vastgemaakt. Deze katheter zal dan door een smalle opening in het kraakbeenletsel worden gebracht en deze zal dan tot het eind van het defect worden geschoven. (Brittberg, 2008) (Fig. 8)

Fig. 8: De plaatsing van de periostale flap en de verdeling van de chondrocyten in de aangemaakte ruimte. Deze chondrocyten worden zorgvuldig gekweekt tot men een gewenste hoeveelheid bevat om ze vervolgens met behulp van een spuit in te brengen. (Bentley et al., 2003)

28

De cellen zullen traag onder de periostale flap worden ingespoten terwijl de katheter traag wordt teruggetrokken naar de opening van het letsel. Naargelang de grootte van het letsel zal men 5 tot 10 miljoen cellen inbrengen. (Fig. 9) De gecreëerde smalle opening zal daarna gesloten worden met 1 of 2 additionele hechtingen gevolgd door het gebruik van fibrinelijm. (Brittberg, 2008) De geïnjecteerde cellen zullen voor ten minste 14 weken in het letsel blijven en zullen aanleiding geven tot een herstelweefsel dat rijk is aan collageen type II en gesulfateerde proteoglycanen (Dell’Accio et al., 2003) Tijdens en na deze operatie zullen profylactische antibiotica intraveneus in 3 dosissen toegediend worden. (Brittberg et al., 1994)

Fig. 9: Schematische tekening die de inbreng van de chondrocyten onder de periostale flap aantoont. (Bentley et al., 2003) 5.4.3

Revalidatieprotocol

De basisprincipes van een succesvolle revalidatie na een ACI-ingreep zijn gebaseerd op het beschermen van de transplant. Dit zijn lichte mobiliteitsoefeningen, spierversterkende oefeningen, progressief steunen op de aangetaste knie en educatie van de patiënt. Tot 12 uren na de operatie zal het been rusten en hierbij omhoog gefixeerd worden. Bescherming van het herstelweefsel voor zware intra-articulaire krachten is heel belangrijk tijdens het begin van de postoperatieve periode, waarbij vooral draaibewegingen moeten vermeden worden. (Brittberg, 2008) De revalidatie zal kort na de operatie gestart worden met 6 tot 8 uur continue passieve kracht per dag. Daarnaast zullen opbouwende steun op de aangetaste knie en isometrische spieroefeningen van week 1 tot 6 na de operatie geïntroduceerd worden. Van 7 tot 12 weken na de ingreep worden dan enkele actieve ROM (range of motion) oefeningen opgestart samen met het progressief meer steunen op de knie. Na 12 weken zal dit evolueren tot volledige steun op de geopereerde knie. (Rosenberger et al., 2008) Zware druk ter hoogte van het patellofemoraal gewricht wordt bereikt tussen 40 en 70° flexie van de knie en dit moet dus worden vermeden tot de knie sterk genoeg is om deze krachten te ondergaan. De graduele progressie van actieve 29

extensieoefeningen hangt af van de grootte en locatie van het oorspronkelijke defect. (Brittberg, 2008) Lopen wordt niet aangeraden tot de 8ste à 9de maand na de operatie. Oefeningen en trainingen waarbij de knie zwaar zal worden belast, kunnen pas vanaf de 12de maand postoperatief worden geïnitieerd. (Brittberg, 2008) Intensieve sporten zoals voetbal en basketbal kunnen zelfs tot 18 maanden worden uitgesteld. (Rosenberger et al., 2008) (Zie tabel 3) 5.4.4

Resultaten

Patiënten met osteochondritis dissecans of een letsel ter hoogte van de femurcondyl die een behandeling met ACI kregen, geven zelf een enorme verbetering van hun kniefunctie aan. Zo zal na 2 jaar 80% van de patiënten zelf goede tot uitstekende resultaten aangeven en na 11 jaar zal dat percentage zelfs nog iets hoger liggen. Andere plaatsen in de knie zullen een ietwat lagere graad van succes ondervinden. (Brittberg, 2008) Ook de Lysholm score toont een statistisch significante stijging 2 jaar postoperatief. (Peterson et al., 2002) Deze resultaten zullen beter zijn bij jongere en actieve patiënten. (Knutsen et al., 2004) Bij evaluatie met de Cincinatti-score 1 jaar postoperatief toont 88% van de patiënten goede tot uitstekende resultaten. (Rosenberger et al., 2008) Indien een postoperatieve artroscopie wordt uitgevoerd 3 maanden na de operatie en deze nog eens herhaald wordt 12 tot 46 maanden postoperatief, kan men de hardheid van het transplantaat gaan testen met de top van een sonde. Daarnaast wordt de opvulling van het kraakbeendefect beoordeeld. Bij een 2de artroscopie kan men eveneens een biopsie nemen van het nieuwgevormde kraakbeen waarbij via een immunohistochemische kleuring de hoge hoeveelheid collageen type II, aggrecanen en matrix-proteïnes aangetoond kunnen worden. (Brittberg et al., 1994) De functionele resultaten na ACI zijn beter indien de ingreep wordt uitgevoerd binnen de periode van een jaar na de kraakbeenaantasting. Daarom is de vroege detectie van kraakbeenletsels zo ontzettend belangrijk. (Micheli et al., 2006) Bij 45-plussers, een leeftijd waarop men reeds zal twijfelen om nog een ACI uit te voeren door de reeds verlaagde biologische activiteit, toont ACI toch bemoedigende resultaten na de ingreep. Zo zal 72% van de patiënten zelf een goede tot uitstekende verbetering aangeven. Ook activiteitsscores, onder de vorm van de Cincinatti-score, zullen een stijging vertonen. Falen van de behandeling waardoor een extra 2de lijnbehandeling nodig is, komt bij ongeveer 14% van de patiënten voor. Deze gevonden resultaten zijn in zekere mate vergelijkbaar met de resultaten van ACI bij jongere patiënten, daarom kan men ook bij actieve 45-plussers zeker een ACItherapie overwegen. (Rosenberger et al., 2008) Bij jonge atleten stelt men een zeer hoge terugkeer naar de sporttak vast, waarbij de korte duur van trauma tot ingreep zeer belangrijk blijkt te zijn. Daarnaast stelt men vast dat deze terugkeer lager zal liggen bij minder competitieve atleten door een langer preoperatief interval en de aanwezigheid van meerdere kraakbeenletsels. Men moet wel rekening houden met de lange revalidatieduur. (Mithöfer et al., 2005)

30

Tijdens de opvolgende artroscopieën ondervindt men het probleem van kraakbeenhypertrofie na ACI. Dit fenomeen wordt bij ongeveer 25% van de patiënten na ACI opgemerkt, waarvan ongeveer de helft klachten zal aangeven. (Saris et al., 2008) Daarnaast concludeert men dat, ondanks het feit dat er in 82% van de patiënten wel een goede vulling van de defecten aanwezig is, het herstelkraakbeen toch opmerkelijk zachter is dan het omringende kraakbeen. Een biopsie 1 jaar postoperatief toont bij 37% hyalien kraakbeen, bij 37% een combinatie van hyalien kraakbeen met fibrocartilagineus weefsel en bij 26% enkel fibrocartilagineus weefsel. Dit minderwaardig weefsel kan wel evolueren naar een volwaardig kraakbeenweefsel. (Bentley et al., 2003) Als gevolg van deze resultaten wordt de CCI (Characterized chondrocyte implantation) geïntroduceerd om de vorming van stabiel hyalien kraakbeen in vivo te bevorderen. Het gaat hier om een geëxpandeerde populatie chondrocyten die het specifieke genprofiel bezit om hyalien kraakbeen op een consistente en reproduceerbare manier te vormen. Chondroselect (Tigenix ®) is een voorbeeld van zo’n autoloog celproduct. Een dergelijk genprofiel wordt gebruikt om de celverdeling te optimaliseren en de biologische activiteit te bewaren. Zo kunnen deze cellen een hogere graad van homogeniteit qua kraakbeenvorming verzekeren. Dit kan bekomen worden doordat de geëxpandeerde chondrocyten zullen persisteren in het defect, de vorming van herstelweefsel zullen initialiseren en de integratie in het omringend kraakbeen kunnen bewerkstelligen. (Saris et al., 2009) Met het gebruik van deze CCI vindt men betere resultaten qua kraakbeenregeneratie na 12 maanden; de CCI is namelijk geassocieerd met chondrocyten die over een groot potentieel tot vorming van hyalien kraakbeen beschikken en een matrix die een hogere hoeveelheid aan proteoglycanen bezit. Daarbij komt nog dat het kraakbeen na CCI minder fibreus is en zo een hogere samendrukbare kracht bezit. (Saris et al., 2008) De klinische scores 1 jaar postoperatief zijn gelijkaardig aan deze van microfractuur.(Saris et al., 2008) Desondanks vermoedt men op lange termijn betere klinische resultaten met CCI en verwacht men dat dit 3 jaar postoperatief reeds het geval zou zijn. Men zal bij CCI inderdaad een verbetering van de KOOS kunnen vaststellen ten opzichte van microfractuur. De KOOS-score blijft stijgen tot 3 jaar postoperatief. Bij microfractuur bereikte deze score reeds na 18 maanden een plateau. Eveneens blijkt de ‘quality of life’ 36 maanden postoperatief significant verhoogd te zijn

in vergelijking met

microfractuur. (Saris et al., 2009) De betere resultaten kan men toeschrijven aan de vroege structurele kraakbeenregeneratie en de minimale wijzigingen van de subchondrale plaat. Daarnaast kan men een belangrijke factor aantonen die de klinische evaluatie zal beïnvloeden, namelijk de fenotypische differentiatiestatus van de gekweekte chondrocyten. (Saris et al., 2009) Absolute voordelen van ACI tegenover andere kraakbeenbehandelingen zijn de lage morbiditeit van de donorplaats en het gebruik van bewerkt autoloog materiaal. Daartegenover staan enkele problemen geassocieerd aan de procedure, namelijk de moeilijkheid om goed om te springen met de gekweekte chondrocyten, de noodzaak om een periostale flap aan te maken en om deze met hechtingen goed vast te 31

maken. Ook het feit dat er 2 operaties noodzakelijk zijn, maakt deze methode lastiger voor de patiënt. Daarnaast zal de arbeidsintensieve celkweek met zich meebrengen dat het hier gaat om een dure procedure. (Kon et al., 2009) Toch vermoedt men dat deze ingreep op lange termijn kosten-effectiever is in vergelijking met andere gebruikte technieken omdat er toch een betere kwaliteit van kraakbeen bekomen wordt. (Clar et al., 2005) De lange revalidatieperiode en de mogelijke complicaties geassocieerd aan de periostale flap zijn eveneens minder gunstige aspecten van de ACI. (Kon et al., 2009) Bij traumatische schade van het gewrichtskraakbeen ter hoogte van de knie zal er dikwijls sprake zijn van een gecombineerde voorste kruisbandscheur. Men kan deze beide defecten tegelijk aanpakken zodat een ACI samen met een voorste kruisbandcorrectie wordt uitgevoerd. Deze aanpak zal op korte termijn tot goede en zelfs uitstekende resultaten leiden op het vlak van pijncontrole en functie. De behandeling waarbij eerst een voorste kruisbandreconstructie wordt uitgevoerd en vervolgens in een 2de operatie het kraakbeendefect wordt aangepakt, geven eveneens goede klinische resultaten aan, doch zijn ze minder uitgesproken dan bij de gecombineerde aanpak.(Amin et al., 2006) 5.5 5.5.1

MACI (matrix-associated ACI) Indicaties

Men introduceert het gebruik van een matrix in combinatie met ACI om aan de frequent voorkomende neveneffecten van de periostale flap te ontsnappen en om een scaffold voor de chondrocyten te introduceren. Zo kan naast hypertrofie of fibreuze degeneratie van het nieuwgevormd kraakbeenweefsel ook loslating van de flap en verhoogde morbiditeit bij het wegnemen van de periostale laag optreden bij een traditionele ACI. (Nehrer et al., 2009) Daarnaast beschrijft men bij klassieke ACI de differentiatie van de chondrocyten naar fibroblast -gelijkende cellen tijdens de in vitro kweek. Dit gaat gepaard met verlies van hun oorspronkelijke fenotypische kenmerken en andere biosynthetische eigenschappen dan de gezonde kraakbeencellen. (Almqvist et al., 2009) Daarom introduceerde men bij chondrale en osteochondrale letsels het gebruik van een matrix of scaffold (bv: Hyalograft C, alginaten, type II collageensponsen , …) waarin men de chondrocyten vooraf zal plaatsen. (Almqvist et al., 2009) (Nehrer et al., 2009) 5.5.2

Techniek

Men start de procedure met een artroscopie waarbij een biopsie wordt afgenomen op dezelfde manier zoals deze bij ACI wordt uitgevoerd. Vervolgens vindt de kweek van chondrocyten plaats door ze uit te laten spreiden op een 1-lagig membraan voor een duur van 2 weken. Na deze periode kunnen de chondrocyten gedurende enkele weken netjes in een Hyalograft C autogreffe worden geplaatst. Dit is een matrix of scaffold op basis van hyaluronzuur, die bestaat uit een 3-dimensionaal netwerk van 20 µm 32

dikke vezels. (Nehrer et al., 2009) Twee weken nadat de chondrocyten in de Hyalograft C werden geplaatst, kan de matrix geïmplanteerd worden in het letsel via een mini-artrotomie. (Nehrer et al., 2009) Daarnaast beschrijft men het gebruik van alginaten als matrix voor allogene chondrocyten. Hierbij worden de chondrocyten verzameld uit de femurcondyl van een aantal donoren. Ze zijn dus niet van de patiënt zelf afkomstig, waardoor de voorafgaande artroscopische kraakbeenafname vanzelfsprekend niet nodig is. Na een 8-tal weken mengen, zullen de alginaten doordrenkt zijn met chondrocyten (20×106/ml) en kan men overgaan tot de implantatie. (Almqvist et al., 2009) Het kraakbeenletsel wordt op voorhand netjes gedebrideerd zodat alle losliggend of aangetast kraakbeenweefsel reeds weggenomen is. Hierbij let men er op dat de integriteit van het subchondrale bot bewaard wordt. Aan de hand van een template zal men de grootte van het letsel afmeten om er zo voor te zorgen dat het volledige defect wordt ingenomen door de matrix. De bovenste laag van de matrix zal een beetje lager dan het omringende kraakbeen gezet worden omdat er een zwelling van de matrix verwacht wordt. Aan de rand met het omringende kraakbeen zal de matrix gefixeerd worden met behulp van fibrinelijm en hechtingen. De matrix zal hier dus de rol van het periosteum in ACI vervullen en zal dus de mechanische stress doorstaan. (Nehrer et al., 2009) Tijdens het klaarmaken van het letsel op de transplantatie van de matrix kan men centraal in het defect een gat aanmaken waarin het centrale deel van de matrix kan verankeren. Men noemt een dergelijke techniek de “mushroom-implantation”. (Brittberg, 2008) Na de fixatie zal men de knie in een volledige ROM bewegen om de vasthechting aan het omgevend kraakbeen te testen. Indien deze niet voldoende is, kan men eventueel nog hechtingen toevoegen. Uiteindelijk wordt de wonde in verschillende lagen gesloten, zonder het gebruik van een drain. (Nehrer et al., 2009) 5.5.3

Revalidatieprotocol

Meteen na de ingreep wordt bij de patiënten een brace aangebracht, en op de 2de postoperatieve dag wordt reeds gestart met continue passieve beweging van 0-30 graden flexie. Verdere oefensessies leiden tot het verkrijgen van een volledige flexie na ongeveer 4 weken. Belangrijk is dat er geen steun op de behandelde knie mag worden uitgevoerd tot 6 weken na de behandeling; van week 7 tot 12 kan dan worden overgegaan naar lichte tot volledige steun op de knie. Sporten als fietsen worden herstart op 3 tot 6 maanden, zwaarbelastende sporten voor de knie dienen echter te worden uitgesteld tot minimum 1 jaar postoperatief. (Nehrer et al., 2009) Bij het gebruik van alginaten zal men eveneens meteen na de operatie continue passieve beweging introduceren. De periode waarin geen steun mag worden uitgeoefend op de behandelde knie zal hier wel korter zijn, namelijk slechts 3 weken. (Almqvist et al., 2009) (zie tabel 3)

33

5.5.4

Resultaten

Het gebruik van matrices zullen hun voordeel geven in een beter herstel van de extracellulaire matrix en dus ook van het kraakbeenletsel. Naast het vergroten van het oppervlak voor vasthechting van de cel, zal het gebruik van een matrix ook de artroscopische procedures vergemakkelijken. (Dorotka et al., 2004) In vivo experimenten toonden eveneens aan dat door de aanmaak van ECM door chondrocyten in de scaffold, er meer resistentie zal zijn aan compressie- en trekkrachten. (Almqvist et al., 2009) De meest gebruikte matrices bezitten een bijzondere eigenschap, namelijk het spontane proces van hydrolyse waardoor ze na 4 maanden, als de chondrocyten reeds omgevormd zijn tot kraakbeenweefsel, opgelost en verdwenen zijn. (Nehrer et al., 2009) Daarnaast moet de matrix een danige samenstelling hebben dat het fenotype van de chondrocyt behouden blijft en de wand moet steeds cel infiltratie in het letsel toelaten. Na 21 dagen produceert MACI een kraakbeenachtige matrix die later uitgroeit naar gewrichtskraakbeen bestaande uit overwegend hyalien kraakbeen 6 maanden postoperatief. (Zheng et al., 2006) Na een termijn van 1 jaar zal de kwaliteit van het nieuwgevormd weefsel optimaal zijn. (Bentley et al., 2003) Uit artroscopische evaluatie kan 60 maanden postoperatief worden afgeleid dat er een stijgende stevigheid van het nieuwgevormde kraakbeen te bemerken is. Daardoor kan er ook tot 5jaar postoperatief een objectieve en subjectieve verbetering van de klinische scores worden aangetoond. (Behrens et al., 2006) Op korte termijn zijn de klinische resultaten van MACI heel vergelijkbaar met deze van traditionele ACI, maar het gebruik van dergelijke scaffolds zal significant het aantal complicaties doen verminderen. (Nehrer et al., 2009) Daar het gebruik van deze techniek pas werd geïntroduceerd in 1999, is het nog niet mogelijk om de resultaten op heel lange termijn te weten, doch toont de techniek bij kleine tot middelgrote letsels 5 jaar postoperatief betere klinische resultaten dan microfractuur. (Kon et al., 2009) Deze uitgebreide behandeling is vrij complex en dus nog duurder in vergelijking met de traditionele ACI. (Behrens et al., 2006) 5.6 5.6.1

AMIC (Autologous matrix induced chondrogenesis) Indicaties

De AMIC-techniek werd ontwikkeld voor de aanpak van grote kraakbeenletsels (4 tot 8 cm²), die minder geschikt zijn voor microfractuur daar er vroege secundaire degeneratie kan optreden bij de aanpak van grote letsels. Bijkomend zal men deze procedure gebruiken in een situatie waarbij ACI financieel niet haalbaar is of niet geïndiceerd is bij de aanpak van het patellofemoraal gewricht. (Steinwachs et al., 2008) De techniek is dus toepasbaar bij grote, traumatische chondrale of osteochondrale letsels graad III en IV bij adolescenten en volwassenen. (Pascarella et al., 2009) Specifiek is AMIC heel geschikt voor de behandeling van retropatellair gewrichtskraakbeen, dat met 34

microfractuur alleen, nogal moeilijk te behandelen is. (Steinwachs et al., 2008) Bij jonge atleten blijkt osteochondritis dissecans ook een goede indicatie voor de AMIC- behandeling te zijn. (Pascarella et al., 2009) 5.6.2

Techniek

Deze techniek omvat een combinatie van microfractuur samen met de applicatie van een collageen type III/I – membraan om de stamcellen op te vangen en de bloedstolling te stabiliseren. De specifieke operatietechniek wordt in 1 sessie uitgevoerd en start door allereerst een artroscopische evaluatie uit te voeren om het kraakbeenletsel goed te kunnen beschrijven en om eventuele bijkomstige intra-articulaire letsels op te sporen. Men zal vervolgens aan de hand van een scalpel en curette het aangetaste kraakbeen aan de rand van het letsel verwijderen om zo tot een mooi blootgelegd letsel te komen. Hierna gaat men over tot het 2de stadium van de operatie waarbij aan de hand van een open operatie het letsel opnieuw wordt geëvalueerd en gedebrideerd. De gecalcifieerde kraakbeenstukken aan de basis van het letsel worden heel voorzichtig verwijderd. (Pascarella et al., 2009) Aan de hand van een template bestaande uit aluminium zal men hierna een gepast collageen I/III - membraan (bv. Chondro-Gide ®), congruent aan de vorm van het letsel, afsnijden. Zo kan men het volledige defect mooi bedekken. (Steinwachs et al., 2008) Met gebruik van een Kirschner-draad of microfractuur materiaal worden er vervolgens gaten geperforeerd. Deze gaatjes worden loodrecht op het oppervlak van het letsel ingebracht. Ze worden op 3 à 5 mm van elkaar geplaatst om een reductie van de biomechanische integriteit van het bot te vermijden. Bij een kraakbeenletsel ter hoogte van de femurcondyl zal de diepte van de perforatie ongeveer 15 mm bedragen. Bij een letsel ter hoogte van het patellair oppervlak wordt het bot voor 2/3 van de dikte geperforeerd. De naald voor aspiratie van mesenchymale beenmergcellen wordt in de reeds aangemaakte perforaties van het bot gebracht om zo een verzwakking van het bot te vermijden. Daarbij wordt er 1 à 2 cc beenmergbloed afgenomen waarin het reeds klaargemaakte membraan wordt ondergedompeld. Tijdens deze periode zal het membraan verrijkt worden met de autologe stamcellen. Ze zullen zo aanleiding geven tot een goede kraakbeenkwaliteit door de cellen die over een uitstekende proliferatiecapaciteit beschikken. Nadat er dan ook fibrinelijm wordt aangebracht aan het defect, kan het ondergedompelde membraan netjes worden vastgemaakt in het bijgewerkte kraakbeenletsel. (Pascarella et al., 2009) Na het gebruik van fibrinelijm, zal men het membraan nog steviger vastmaken met behulp van hechtingen. (Steinwachs et al., 2008) Men moet er steeds op letten dat de membraanrand niet boven de rand van het omringende kraakbeen uitkomt. (Steinwachs et al., 2008) (Fig. 10) De vasthechting op zich duurt enkele minuten waarna de knie een 5-tal keer in flexie en extensie zal worden gebracht om de connectie te evalueren. Uiteindelijk zal de chirurgische wonde netjes gesloten worden. (Pascarella et al., 2009) 35

Fig 10: AMIC-procedure: De trochlea wordt bedekt met een Chondro-Gide membraan. (Steinwachs et al., 2008) 5.6.3

Revalidatieprotocol

De revalidatie begint met 24 uur bedrust waarbij het been in een gefixeerde extensie wordt gehouden. Dag 1 postoperatief start men met een mobilisatieprogramma voor 6 weken waarbij er reeds lichtjes gewandeld mag worden met behulp van krukken zodat de knie niet overmatig wordt belast. Gedurende deze 6 weken krijgt de ROM een limiet naargelang de lokalisatie van het defect in de knie. Deze limiet zal stapsgewijs om de 2 weken verhoogd worden. Isometrische spieroefeningen, laag moleculair gewicht heparine, lymfatische drainage en 6 uur continue passieve beweging per dag zijn heel belangrijk in het postoperatieve beheer van de behandeling omdat ze de kwaliteit van het herstelweefsel zullen beïnvloeden. Na deze periode van partiële belasting, zal men de belasting over een periode van 2 weken verhogen tot deze uiteindelijk volledig is. (Steinwachs et al., 2008) (Pascarella et al., 2009) (zie tabel 3) 5.6.4

Resultaten

Evaluatie van de Lysholm kniescore toont aan dat bij de meerderheid van de patiënten behandeld met AMIC goede resultaten worden bekomen. Deze klinische resultaten worden bevestigd door de histologische resultaten die een gezond, nieuwgevormd kraakbeen aantonen dat vergelijkbaar is met het kraakbeen dat wordt aangemaakt bij ACI. Naast deze bewezen verbeterde klinische functie, zal er eveneens een grote tevredenheid zijn bij de patiënten en zal de pijn vlug gereduceerd worden. (Pascarella et al., 2009) Onderzoek toont eveneens aan dat de autologe stamcellen goed vasthechten aan het membraan en homogeen over deze laag verspreid liggen. (Steinwachs et al., 2008) AMIC kan zo beoordeeld worden als een eenvoudige en reproduceerbare operatietechniek die meestal geen 2de ingreep noodzakelijk maakt. Op basis van de technische simpliciteit en het feit dat er geen cellen moeten 36

worden gekweekt, kan men stellen dat AMIC een eenvoudig en niet zo dure techniek is. (Pascarella et al., 2009) 5.7 5.7.1

Prothetische interpositie Indicatie

Patiënten ouder dan 40 jaar die een trauma oplopen en bij wie de biologische herstelcapaciteit reeds sterk verzwakt is, kunnen behandeld worden met een lokale prothese. Ook bij jongere patiënten waarbij de reeds besproken behandelingen gefaald hebben of niet kunnen worden toegepast, kan men eventueel deze prothetische interpositie gebruiken. (Becher et al., 2009) 5.7.2

Techniek

De techniek wordt ontwikkeld door Arthrosurface Inc., waarbij men de anatomische contouren van het kraakbeenletsel probeert te herstellen, om zo tot een snelle stabiliteit en mogelijke revalidatie te komen. (Cannon et al., 2008) Daarbij maakt men gebruik van een CAP (contoured articular prothetic) die bestaat uit 2 componenten, een fixatiecomponent en een component aan het oppervlak van het kraakbeen. (Fig. 11) Deze worden aan elkaar vastgemaakt om een goede stabiliteit en immobiliteit van de inplant te verzekeren. De component aan het oppervlak bestaat uit CobaltChroom. Deze stof heeft in de prothesiologie al bewezen een gemakkelijk, effectief en sterk materiaal te zijn. De fixatiecomponent daarentegen bestaat uit een andere veel gebruikte stof in de orthopedie, Titanium, die hier in het bot gefixeerd zal zitten. (Becher et al., 2008)

Fig. 11: Een prothetische interpositie bestaande uit 2 componenten: een fixatie – en oppervlakkig onderdeel. (Becher et al., 2009) Bij de aanpak van een letsel in het patellofemoraal gewricht wordt deze eerst netjes blootgelegd. Daarna zal men een boor plaatsen op het kraakbeenletsel zodat men contactpunten rond het letsel kan aanmaken, dit zowel superieur/inferieur als mediaal/lateraal. Men plaatst dan vervolgens een pin in het 37

centrum van het defect door gebruik van de aangemaakt contactpunten. Deze pin gaat tot in het subchondrale bot. Daarna wordt via deze pin, de fixatiecomponent in het bot geplaatst totdat deze vloeiend overgaat in de basis van het letsel van het gewrichtskraakbeen aan de superieure en inferieure pool. Als de juiste diepte van het fixatiecomponent is bepaald en deze ter plekke is, worden metingen gedaan om de juiste curvatuur van de oppervlakkige component te kunnen aanmaken. Men gaat zo met behulp van een reamer het vlak voor de oppervlakkige component creëren. Dit komt tot stand door de reamer zo te manipuleren dat deze in contact komt met de top van de fixatiecomponent. Men gaat dan een proef- oppervlaktecomponent implanteren om de overeenstemming met het omliggende kraakbeen te verzekeren. De finale stap is uiteindelijk het plaatsen van de oppervlakkige component die dan wordt vastgemaakt aan de fixatiecomponent. (Cannon et al., 2008) (Fig. 12)

Fig. 12: De procedure van het inbrengen van een prothetische interpositie waarbij eerst de fixatie- en vervolgens

de

oppervlakkige

component

wordt

geplaatst.(Geconsulteerd

uit:

http://www.arthrosurface.com op 08/02/2010) 5.7.3

Revalidatieprotocol

In de gebruikte literatuur wordt er niet gesproken over het revalidatieprotocol na de toepassing van prothetische interpositie. 5.7.4

Resultaten

Doordat deze behandeling lokaal gebeurt, zullen alle andere onderdelen van het kniegewricht behouden worden; dit in tegenstelling tot een volledige knieprothese. (Becher et al., 2008) In experimentele studies met geiten werden goede klinische resultaten bereikt bij de evaluatie van de functionele en 38

biologische respons op de inplant. De vervelende symptomen zullen verdwijnen en zo zullen de patiënten zelf een grote tevredenheid over hun behandelde knie hebben, daar activiteiten weer pijnloos kunnen worden uitgevoerd. Een jaar na de operatie wordt er een intact kraakbeen rond de prothese geregistreerd met soms toch wat lichte erosie of verzwakking. (Becher et al., 2009) Resultaten op lange termijn zijn evenwel nog niet beschikbaar. Het tegenoverliggend gewrichtsoppervlak zal meestal niet aangetast zijn, maar toch kan men heel zelden een focale erosie van variabele diepte evalueren. Bij gebruik van een prothetische interpositie is er namelijk door de afwezigheid van een vloeiend oppervlak een gestegen contactdruk te bemerken. Deze hogere druk zou geassocieerd kunnen worden met enkele biomechanische nadelen en eventueel zelfs mogelijke schade aan het overliggend gewrichtsoppervlak. Deze schade is te wijten aan een verhoogde apoptose van de chondrocyten en bijkomende matrixaantasting. Momenteel zijn er nog geen kwantitatieve drukwaarden waarbij dit proces in werking zal treden. Als men de prothese zodanig goed implanteert dat er een vloeiende overgang is met het omliggende kraakbeen, kan men deze verhoogde druk vermijden. Daarnaast is het belangrijk om ervoor te zorgen dat het kraakbeen rond de prothese gezond en intact is.(Becher et al., 2008) Men moet er weeral rekening mee houden dat er geen aantasting van de ligamenten of menisci mag zijn om goede resultaten te verzekeren. 5.8

Overzicht van de resultaten

Een samenvatting van de klinische en histologische resultaten wordt beschreven in tabel 2.

Behandelingstechniek 1. Microfractuur

Resultaten - KOOS en Quality of life zullen significant stijgen tot 18 maanden postoperatief waarna deze dan stabiel zullen blijven - Het minderwaardig herstelweefsel zal mettertijd zichzelf remodelleren tot een stabieler weefsel

2. Mosaïcplastie

- KOOS en Quality of life tonen gelijkaardige scores als ACI tot 2 jaar postoperatief bij kleine letsels - Ook histologisch zijn de resultaten vergelijkbaar met deze van ACI

3. ACI

- KOOS en Quality of life zullen tot 3 jaar postoperatief blijven stijgen - 1 jaar postoperatief zal het structurele herstel van het kraakbeen significant beter zijn dan bij microfractuur

39

4. MACI

- Klinische resultaten op korte tot middellange termijn zijn vergelijkbaar met deze van ACI en beter dan microfractuur - Stijgende stevigheid van het nieuwgevormde kraakbeen

5. AMIC

- Significant verbeterde klinische resultaten - Histologisch is het gevormd kraakbeen vergelijkbaar met deze bij ACI

6. Prothetische interpositie

Klinische resultaten niet beschikbaar

Tabel 2: Resultaten per behandelingsprocedure

Behandelingstechniek

Revalidatie

1. Microfractuur

Snelle CPM
Krukken of brace 6 tot 8 weken
volledige steun
zwaar belastende sporten terug starten 4 tot 6 maanden postoperatief

2. Mosaïcplastie

Tot 2 weken postoperatief alle steun vermijden
na 4 tot 5 weken partiële steun (krukken)
na 8 tot 10 weken volledige steun
Zwaar belastende sporten terug starten 5 tot 6 maanden postoperatief

3. ACI

Snelle CPM
Krukken tot 12 weken
volledige steun
lopen starten op 8 tot 9 maanden postoperatief
Zwaar belastende sporten terug starten 12 tot 18 maanden postoperatief

4. MACI

Na operatie brace aanbrengen
snelle CPM
volledige flexie mogelijk op 4 weken
geen enkele steun 3 tot 6 weken postoperatief
op 7 tot 12 weken volledige steun
Fietsen mag op 3 tot 6 maanden herstart worden
Zwaar belastende sporten terug starten op ongeveer 1 jaar postoperatief

5. AMIC

24 uur volledige extensie
snelle partiële steun waarbij de ROM stelselmatig verhoogd zal worden
op 6 tot 8 weken postoperatief volledige steun mogelijk

6.Prothetische interpositie

Geen literatuur over de revalidatie bij prothetische interpositie

Tabel 3: Revalidatie per behandelingsprocedure

40

6.

DISCUSSIE

Kraakbeenletsels ter hoogte van de knie zijn een veel voorkomend probleem. Ze kunnen zowel door anatomische asafwijkingen als door traumatische gebeurtenissen veroorzaakt worden. Zij dienen te worden aangepakt om verdere deterioratie van het gewrichtskraakbeen in het kniegewricht te voorkomen. In deze scriptie gebeurde een literatuurstudie en gaat men op zoek naar de verschillende therapieën voor traumatische, focale kraakbeenletsels. Naast de beschrijving van de letsels analyseren we de indicaties, de techniek en het revalidatieprotocol van de verscheidene technieken en kijken zo of de ene techniek betere resultaten toont dan de andere. De enorme heterogeniteit in de klinische scores bemoeilijkt deze vergelijking. Op basis van de indicaties kan men een onderscheid maken tussen de verschillende besproken therapieën. Conservatieve therapie kan worden toegepast bij patiënten die wachten op een operatieve ingreep en bij letsels die zodanig klein zijn dat ze met behulp van conservatieve therapie spontaan genezen. (Homminga, 1993) Kleine letsels over de volledige dikte van het kraakbeen vormen de ideale indicatie voor microfractuur. (Steadman et al., 2001) Atleten zullen ook worden behandeld met microfracturen daar de revalidatie er relatief kort is. (Mithöfer et al., 2006) Bij de aanwezigheid van een klein tot middelgroot focaal letsel kan mosaïcplastie uitgevoerd worden. (Hangody et al., 2008) Als de letsels groter zijn dan 4 cm² zal men ACI verkiezen daar er voor deze techniek geen limiet is qua grootte van het defect. (Brittberg, 2008) MACI heeft dezelfde indicaties als ACI en werd geïntroduceerd om de cellen in combinatie met een scaffold te implanteren in de hoop om meer hyalien kraakbeen te bekomen. (Nehrer et al., 2009) Ook AMIC kan worden toegepast als men wordt geconfronteerd met grote focale kraakbeenletsels. (Steinwachs et al., 2008) Deze technieken zijn toepasbaar op adolescenten tot volwassenen. Eens men ouder is dan 50 jaar is de biologische herstelcapaciteit reeds dermate gedaald dat deze ingrepen minder kans op slagen zullen hebben. Voor deze populatie kan men het gebruik van een prothetische interpositie op de plaats van het letsel aanraden. (Becher et al., 2009) Het is heel belangrijk om bij elke behandelingsprocedure rekening te houden met andere letsels of asafwijkingen in het aangetaste kniegewricht. Deze dienen vóór de behandeling van het kraakbeenletsel te worden aangepakt om tot een goed resultaat van de kraakbeenbehandeling te komen. Na de aanpak van asafwijkingen moeten eerst nog geassocieerde ligament- of meniscusletsels worden behandeld vooraleer men het eigenlijke focale kraakbeenletsel gaat herstellen. (Amin et al., 2006) Op gebied van revalidatie noteert men bij alle behandelingen kort na de ingreep het gebruik van krukken of een brace. Deze periode zal bij ACI en MACI opmerkelijk langer duren dan bij de andere procedures, wat het comfort voor de patiënt ietwat lastiger maakt. (Brittberg, 2008) (Nehrer et al., 2009) De kortste 41

revalidatieperiodes vindt men bij microfractuur en AMIC. Bij deze ingrepen mag de patiënt reeds 6 tot 8 weken postoperatief volledig op de geopereerde knie steunen. Weinig belastende sporten zoals fietsen en zwemmen kunnen vlug worden aangevat en ook de zwaar belastende sporten zullen bij microfractuur en AMIC sneller kunnen worden hervat. (Steadman et al., 2003) (Steinwachs et al., 2008) Na mosaïcplastie dient gedurende 2 weken een volledige afwezigheid van steun op de behandelde knie te worden gegarandeerd. Na deze lastige periode voor de patiënt kan evenwel behoorlijk snel worden overgegaan tot volledige steun en kunnen zwaar belastende sporten eveneens vlug worden hervat. (Szerb et al., 2005) (Hangody et al., 2008) Bij de beoordeling van de klinische resultaten wordt men geconfronteerd met een zekere heterogeniteit op het gebied van klinische scores zodat de verschillende technieken moeilijk te vergelijken zijn. Hierdoor is de opmaak van een meta-analyse van de gevonden resultaten uitermate moeilijk. Ook het feit dat er slechts enkele RCT’s , die verschillende technieken op betrouwbare manier met elkaar vergelijken, kunnen worden geconsulteerd, blijkt een obstakel te zijn in de beoordeling van de verschillende technieken. Toch wordt met de beschikbare gegevens, welke voornamelijk bestaan uit level 4 case series, een zo duidelijk mogelijke vergelijking van de behandeltechnieken opgemaakt. Alhoewel conservatieve therapieën zoals spierversterkende oefeningen, NSAID’s, intra-articulaire corticoïden,... de symptomen wat kunnen doen verlichten, zullen ze geen invloed hebben op het letsel zelf. (Homminga, 1993) Doch tonen chondroprotectieve producten en viscosupplementatie naast hun symptoomverlichting ook een verminderde progressie van de kraakbeendegeneratie aan. (Fitzgerald et al., 2002) Ondanks deze gunstige resultaten zal er toch geen herstel optreden en daarom kan er noodzaak zijn tot een operatieve ingreep waarbij het letsel ter hoogte van het gewrichtskraakbeen terug zal worden opgevuld. De eerst ontwikkelde en nu nog veel gebruikte techniek wordt de microfractuur genoemd. De procedure zorgt initieel voor de aanmaak van een fibrocartilagineus weefsel dat minderwaardig is aan het normaal gewrichtskraakbeen en daarom minder geschikt is voor grote letsels. (Saris et al., 2008) Toch gaat men deze techniek veel toepassen omdat ze relatief eenvoudig en heel effectief is voor de kleinere letsels. De KOOS en de subjectieve evaluatie zullen namelijk significant sterk gestegen zijn tegenover niet-behandelde patiënten. (Saris et al., 2008) Deze stijging van klinische resultaten zal na ongeveer 18 maanden zijn plateau bereiken. (Saris et al., 2009) Ook bij atleten met een kraakbeenletsel zal microfractuur goede resultaten geven als de operatie ten minste snel wordt uitgevoerd en de revalidatie niet te lang op zich laat wachten. (Mithöfer et al., 2006) Daarbij komt nog dat na een tijdje het gevormd herstelweefsel, rijk aan collageen I, zich zal remodelleren tot een stabieler weefsel. (Steadman et al., 2003) Als men deze techniek combineert met het gebruik van het ‘bot morfogenetisch proteïne 7’ kunnen zelfs nog betere resultaten bekomen worden. (Kuo et al., 2006) Bijkomende voordelen van deze techniek zijn onder andere de korte revalidatieduur en de heel lage kost. (Bhosale and Richardson, 2008) Daarom kan men besluiten dat voor letsels kleiner dan 4 cm², microfractuur als 1ste keuze behandeling geldt. 42

Ondanks deze goede resultaten gaat men toch verder op zoek naar technieken waarbij er direct een fysiologisch gewrichtskraakbeen wordt aangemaakt of geïmplanteerd, zodat ook grotere letsels doeltreffend kunnen worden aangepakt. Zo wordt de autologe chondrocyten injectie geïntroduceerd waarbij men door de inbreng van kraakbeencellen poogt om een fysiologisch gewrichtskraakbeen aan te maken. Deze behandeling wordt in 2 stappen uitgevoerd. In een eerste ingreep neemt men een biopsie van het kraakbeen. In 2de instantie worden de autologe chondrocyten onder een aangebracht membraan ingespoten. (Brittberg, 2008) Na osteochondritis dissecans of letsels ter hoogte van de femurcondyl zal ACI een hele hoge tevredenheid bij de patiënten geven. (Brittberg, 2008) Ook de Cincinatti- en Lysholm score zullen significant gestegen zijn na toepassing van ACI. (Peterson et al., 2002) Deze ingreep toont de beste resultaten indien ze zo snel mogelijk na het trauma wordt uitgevoerd. (Micheli et al., 2006) Zelfs bij patiënten ouder dan 45 jaar, die reeds over een verminderde biologische herstelcapaciteit beschikken, worden via ACI zeer gunstige klinische resultaten geboekt. (Rosenberger et al., 2008) Op een postoperatieve biopsie merkt men echter dat slechts bij 37% van de patiënten echt hyalien gewrichtskraakbeen zal ontwikkelen. (Bentley et al., 2003) Daarom introduceert men de CCI, de injectie van chondrocyten die het genprofiel bezitten om hyalien kraakbeen aan te maken. Zo zal het gevormde kraakbeen eveneens over een hogere hoeveelheid proteoglycanen beschikken. (Saris et al., 2008) Na ruim 1 jaar zijn de klinische scores vergelijkbaar met deze bij microfractuur. Deze scores blijven echter stijgen tot 3 jaar postoperatief. De quality of life is significant hoger dan microfractuur op 3 jaar postoperatief. (Saris et al., 2009) Men dient wel rekening te houden met mogelijke symptomatische kraakbeenhypertrofie door het gebruik van de periostale flap bij de toepassing van ACI. (Saris et al., 2008) Deze kan echter worden weggewerkt door het gebruik van een synthetisch collageenmembraan. Ook het feit dat 2 ingrepen en een intensieve celkweek noodzakelijk zijn, maakt deze behandeling complex en duur. (Kon et al., 2009) Er zijn geen resultaten beschikbaar om de kosteneffectiviteit van ACI op lange termijn te onderzoeken, maar men vermoedt dat deze positief uitvalt door de aanmaak van een kwalitatief sterk gewrichtskraakbeen. (Clar et al., 2005) Mosaïcplastie houdt in dat enten gewrichtskraakbeen vanuit de rand van de mediale trochlea worden afgenomen en vervolgens geïmplanteerd worden ter hoogte van het kraakbeenletsel. (Hangody et al., 2008) Door verhoogde drukkrachten bestaat er de vrees voor symptomen ter hoogte van de donorregio en die vrees blijkt niet helemaal ongegrond. Toch zullen deze symptomen in bijna alle gevallen binnen het jaar na de operatie verdwijnen door het kleine oppervlak van iedere ent en de afname van stukken weefsel op verschillende posities. (Szerb et al., 2005) Met behulp van de enten kan men de gecreëerde tunnels in het letsel opvullen en de kleine ruimtes tussen de tunnels worden doorprikt waarbij fibrocartilagineus weefsel gevormd worden. Negentig procent van de behandelde patiënten zullen zelf een goede verbetering van hun kniefunctie aangeven en controlerende biopsieën tonen een gezond getransplanteerd kraakbeen dat goede glijdingsoppervlakken bezit. (Hangody et al., 2008) (Atik et al., 2005) Bij de aanpak van kleine letsels zal mosaïcplastie op lange termijn sterkere gestegen klinische 43

scores geven dan microfractuur. (Marcacci et al., 2007) Bij grotere letsels blijkt ACI dan weer betere resultaten te tonen dan mosaïcplastie. (Bentley et al., 2003) Door de afname van lichaamseigen kraakbeen waaruit men chondrocyten zal kweken, kan MACI op dezelfde manier als ACI worden aangevat. Men gaat de gekweekte cellen vervolgens in een matrix plaatsen. Dit kunnen zowel een Hyalograft C, een spons als alginaten zijn. Het gebruik van een dergelijke matrix brengt met zich mee dat het gebruik van een periostale flap niet meer aan de orde is. Zo vermijden we de frequente complicaties die deze flap bij ACI veroorzaakt. (Nehrer et al., 2009) Daarnaast zorgt de matrix er voor dat de chondrocyten meer weerstand hebben tegen vroeg aanwezige krachten en dat de verankerde kraakbeencellen mooi verspreid blijven over het hele letsel. (Almqvist et al., 2009) (Dorotka et al., 2004) Zo kan men reeds na 21 dagen een kraakbeenachtige structuur in de matrix bemerken en zal deze later uitgroeien tot een kwalitatief goed gewrichtskraakbeen. (Zheng et al., 2006) De resultaten zijn vergelijkbaar met deze bij ACI en blijken 5 jaar postoperatief beter te zijn dan deze bij microfractuur. (Kon et al., 2009) Men dient er wel rekening mee te houden dat deze procedure heel complex is en nog duurder dan de traditionele ACI. (Behrens et al., 2006) AMIC combineert het gebruik van een collageen I/III – membraan met de microfractuur. De autologe stamcellen die vrijgekomen zijn door de microfractuur hechten goed vast aan het collageenmembraan en liggen mooi homogeen verspreid. (Steinwachs et al., 2008) Bij een grote meerderheid van de patiënten stijgt de Lysholm kniescore sterk na toepassing van AMIC. Daarnaast toont histologische evaluatie een nieuw, gezond gewrichtskraakbeen dat dezelfde eigenschappen heeft als het herstelweefsel dat men bekomt bij de uitvoering van ACI. (Pascarella et al., 2009) Ook de tevredenheid van de patiënten en de pijnverlichting tonen heel gunstige resultaten. Tenslotte oogt deze behandeling ook op economisch gebied veelbelovend, daar het gaat om een relatief goedkope en eenvoudige ingreep. (Pascarella et al., 2009) Het gebruik van prothetische interpositie is vooral aangewezen bij de aanpak van kraakbeenletsels van ouderen. (Becher et al., 2009) De interpositie bestaat uit 2 componenten. Enerzijds een fixatiecomponent die vastzit in het bot onder het letsel en zo de immobilisatie van het stuk metaal verzekert, en anderzijds de oppervlakkige component dat perfecte congruentie met het omliggende gewrichtskraakbeen moet verzekeren om een goed glijdend oppervlak te creëren.(Becher et al., 2008) De applicatie van een dergelijke prothese zal op korte termijn aanleiding geven tot een verlichting van de symptomen wat de patiënt zeer tevreden stemt. Zo kunnen dagelijkse activiteiten weer snel hervat worden. (Becher et al., 2009) Resultaten op lange termijn zijn nog niet ter beschikking. Een gezond omringend gewrichtskraakbeen en een vloeiende overgang tussen deze zone en de prothese zullen een positieve invloed hebben op de resultaten. Men moet er steeds rekening mee houden met de

44

mogelijkheid dat het tegenoverliggend gewrichtsoppervlak lichtjes kan worden aangetast door de prothese. (Becher et al., 2008) 7.

BESLUIT

In deze literatuurstudie zijn we op zoek gegaan naar een antwoord op de vraag welke behandelingen er beschikbaar zijn om focale kraakbeenletsels aan te pakken. We bekeken hierbij de doeltreffendheid van de ene behandeling ten opzichte van de andere. Uiteindelijk kunnen we besluiten dat iedere techniek zijn eigen specifieke indicaties heeft om zo tot de meest gunstige resultaten te komen. De resultaten van de verschillende behandelingen zijn echter heel moeilijk te vergelijken door de heterogeniteit in de klinische resultaten. Daarnaast dient men rekening te houden met het revalidatieprotocol dat sterk verschilt van behandeling tot behandeling. Van iedere procedure dient ook de kost, de technische complexiteit en het ingrijpend karakter voor de patiënt te worden geëvalueerd. Op die manier kan men per individueel kraakbeenletsel de meest ideale behandelingsstrategie voor de patiënt toe passen.

45

8.

REFERENTIELIJST

ALMQVIST K.F., DHOLLANDER A.A.M., VERDONK P.C.M., FORSYTH R., VERDONK R., VERBRUGGEN G. Treatment of cartilage defects in the knee using alginate beads containing human mature allogenic chondrocytes. The American Journal of Sports Medicine. 2009; vol. 37: 1920-1929. AMIN A.A., BARTLETT W., GOODING C.R., SOOD M., SKINNER J.A., CARRINGTON R.W.J., BRIGGS T.W.R., BENTLEY G. The use of autologous chondrocyte implantation following and combined with anterior cruciate ligament reconstruction. International Orthopaedics. 2006; 30: 48-53. ATIK O.S., USLU M.M., EKSIOGLU F. Osteochondral multiple autograft transfer (OMAT) for the treatment of cartilage defects in the knee joint. Bulletin of the Hospital for Joint Diseases. 2005; 63: 3740. BECHER C., HUBER R., THERMANN H., TIBESKU C.O., VON SKRBENSKY G. Tibiofemoral contact mechanics with a femoral resurfacing prosthesis and a non-funtional meniscus. Clin. Biomech. 2009; 24(8): 648-654. BECHER C., HUBER R., THERMANN H., PAESSLER H.H., VON SKRBRENSKY G. Effects of a contoured articular prothetic device on tibiofemoral peak contact pressure: a biomechanical study. Knee Surg. Sports Traumatol. Arthrosc. 2008; 16: 56-63. BEHRENS P., BITTER T., KURZ B., RUSSLIES M. Matrix-associated autologous chondrocyte transplantation/implantation (MACT/MACI)- 5-year follow-up. Knee. 2006; 13(3): 194-202. BENTLEY G., BIANT L.C., CARRINGTON R.W.J., AKMAL M., GOLDBERG A., WILLIAMS A.M., SKINNER J.A., PRINGLE J. A prospective, randomized comparison of autologous chondrocyte implantation versus mosaicplasty for osteochondral defects in the knee. The Journal Of Bone and Joint Surgery. 2003; 85: 223-230. BHOSALE A.M., RICHARDSON J.B. Articular cartilage: structure, injuries and review of management. British medical bulletin. 2008; 87: 77-95. BRITTBERG M. Autologous chondrocyten implantation-technique and long-term follow-up. Int. Journal Care Injured. 2008; 39S: 40-49. BRITTBERG M., LINDAHL A., NILSSON A., OHLSSON C., ISAKSSON O., PETERSON L. Treatment of deep cartilage defects in the knee with autologous chondrocyten transplantation. New England Journal of Medicine. 1994; 331: 889-895. BUCKWALTER J.A., MANKIN H.J. Articular cartilage repair and transplantation. Official journal of the American College of Rheumatology. August 1998; vol.41: 1331-1342. CANNON A., STOLLEY M., WOLF B., AMENDOLA A. Patellofemoral resurfacing arthroplasty: literature review and description of a novel technique. The Iowa Orthopaedic Journal. 2008; 28: 42-48. CLAR C., CUMMINGS E., MCINTYRE L., THOMAS S., LAMB J., BAIN L., JOBANPUTRA P., WAUGH N. Clinical and cost-effectiveness of autologous chondrocyte implantation for cartilage defects 46

in knee joints: systemic review and economic evaluation. Health Technology Assessment. 2005; vol. 9(47). DELL’ACCIO F., VANLAUWE J., BELLEMANS J., NEYS J., DE BARI C., LUYTEN F.P. Expanded phenotypically stable chondrcytes persist in the repair tissue and contribute to cartilage matrix formation and structural integration in a goat model of autologous chondrocyten implantation. Journal of Orthopaedic Research. 2003; 21: 123-131. DE MORREE J.J. Dynamiek van het menselijk bindweefsel. Bohn Stafleu van Loghum, Houten (Nederland), 2008 DOROTKA R., TOMA C.D., BINDREITER U., ZEHETMAYER S., NEHRER S. Characteristics of ovine articular chondrocytes in a three-dimensional matrix consisting of different crosslinked collagen. Wiley interscience. 2005; 72: 27-36. FITZGERALD R.H., KAUFER H., MALKANI A. L. Orthopaedics. Mosby, United States of America, 2002. HANGODY L., VASARHELYI G., HANGODY L.R., SÜKÖSD Z., TIBAY G., BARTHA L., BODO G. Autologous osteochondral grafting-technique and long-term results. Injury Int. J. Care Injured. 2008; 39S1: 32-39. HOMMINGA G.N. Kraakbeenletsels van de knie. Ned. Tijdschrift voor Geneeskunde. 1993; 137: 24142418. KERCKAERT I. Locomotorisch stelsel. Academia Press,Gent, 2006. KNUTSEN G., ENGEBRETSEN L., LUDVIGSEN T.C., DROGSET J.O, GRONTVEDT T., SOLHEIM E., STRAND T., ROBERTS S., ISAKSEN V., JOHANSEN O. Autologous chondrocyte implantation compared with microfractuur in the knee. The journal of bone and joint surgery. 2004; 86-A: 455-464. KON E., GOBBI A., FILARDO G., DELCOGLIANO M., ZAFFAGNINI S., MARCACCI M. Arthroscopic second-generation autologous chondrocyte implantation compared with microfractuur for chondral lesions. The American Journal of Sports Medicine. 2009; vol. 37: 32-41. KUO A.C, RODRIGO J.J., REDDI A.H., CURTISS A.S.,GROTKOPP E., CHIU M. Microfractuur and bone morphogenetic protein 7 (BMP-7) synergistically stimulate articular cartilage repair. OsteoArthritis and Cartilage. 2006; 14: 1126-1135. MANDELBAUM B.R., BROWNE J.E., FU F., MICHELI L., MOSELY J.B., ERGGELET C., MINAS T., PETERSON L. Articular cartilage lesions of the knee. American journal of sports medicine. 1998; 26: 853-861. MARCACCI M, KON E., DELCOGLIANO M., FILARDO G., BUSACCA M., ZAFFAGNINI S. Arthroscopic autologous osteochondral grafting for cartilage defects of the knee – Prospective study results at a minimum 7-year follow-up. The American Journal of Sports Medicine. 2007; Vol. 35: 20142021.

47

MICHELI L.J., MOSELY J.B., ANDERSON A.F., BROWNE J.E., ERGGELET C., ARCIERO R., FU F.H., MANDELBAUM B.R. Articular cartilage defects of the distal femur in children and adolescents: treatment with autologous chondrocyte implantation. Journal of Pediatric Orthop. 2006; 26: 455-460. MITHÖFER K., PETERSON L., MANDELBAUM B.R., MINAS T. Articular cartilage repair in soccer players with autologous chondrocyte transplantation: functional outcome and return to competetion. American Orthopaedic Society for Sports Medicine. 2005; 33: 1639-1646. MITHÖFER K., WILLIAMS R.J., WARREN R.S., WICKIEWICZ T.L., MARX R.G. High-impact athletics after knee articular cartilage repair – A prospective evaluation of the microfractuur technique. The American Journal of Sports Medicine. 2006; vol. 34: 1413-1418. NEHRER S., DOROTKA R., DOMAYER S., STELZENEDER D., KOTZ R. Treatment of full-thickness chondral defects with Hyalograft C in the knee: a prospective clinical case series with 2 to 7 years’ follow-up. The American Journal of Sports Medicine. 2009; vol. 37: 81-87S. O’DRISCOLL S. W. Current concepts review: The healing and regeneration of articular cartilage. J. Bone Joint Surgery Am. 1998; 80: 1795-1812. PASCARELLA A., CIATTI R., PASCARELLA F., LATTE C., DI SALVATORE M.G., LIGUORI L., IANELLA G. Treatment of articular cartilage lesions of the knee joint using a modified AMIC technique. Knee Surg. Sports Traumatol. Arthrosc. April 2010, 18(4): 509-513. PETERSON L., BRITTBERG M., KIVIRENKA I., AKERLUND E.L., LINDAHL A. Autologous chondrocyte transplantation: biomechanics and long-term durability. American Journal of sports medicine. 2002; 30: 2-12. ROSENBERGER R.E., GOMOLL A.H., BRYANT T., MINAS T. Repair of large chondral defects of the knee with autologous chondrocyte implantation in patients 45 years or older. American orthopaedic society for sports medicine. 2008: 1-9. SARIS D.B., VANLAUWE J., VICTOR J., ALMQVIST K.F., VERDONK R., BELLEMANS J., LUYTEN F.P.: Treatment of symptomatic cartilage defects of the knee – Characterized chondrocyte implantation results in better clinical outcome at 36 months in a randomized trial compared to microfractuur. The American Journal of Sports Medicine. 2009; vol. XX, no. X. SARIS D.B., VANLAUWE J., VICTOR J., HASPL M., BOHNSACK M., FORTEMS Y., VANDEKERCKHOVE B., ALMQVIST K.F, CLAES T., HANDELBERG F., LAGAE K., VAN DER BAUWHEDE J., VANDENNEUCKER H., YAND K.G.A., JELIC M., VERDONK R., VEULEMANS N., BELLEMANS J., LUYTEN F.P. Characterized chondrocyte implantation results in better structural repair when treating symptomatic cartilage defects of the knee in a randomized controlled trial versus microfractuur. American journal of sports medicine. 2008; 36: 235-246. SHAH M.R., KAPLAN K.M., MEISLIN R.J., BOSCO J.A. Articular cartilage restoration of the knee. Bulletin of the NYU hospital for joint disease. 2007; 65: 51-60.

48

STEADMAN J.R., BRIGGS K.K., RODRIGO J.J., KOCHER M.S., GILL T.J., RODKEY W.G. Outcomes of microfractuur for traumatic chondral defects of the knee: average 11-year follow-up. The journal of arthroscopic and related surgery. 2003; vol. 19: 477-484. STEADMAN J.R, RODKEY W.G, RODRIGO J.J. Microfractuur: surgical technique and rehabilitation to treat chondral defects. Clin. Orthop. 2001; 391: 362-369. STEINWACHS M.R., GUGGI T., KREUZ P.C. Marrow stimulation techniques. International journal care injured. 2008; 39: 26-31. SZERB I., HANGODY L., DUSKA Z., KAPOSI N.P. Mosaicplasty – Long term Follow-up. Bulletin of the Hospital for Joint Diseaeses. 2005; vol. 63: 54-62. VERHAAR AND VAN MOURIK J.A.N, VAN MOURIK J.B.A. Orthopedie. Bohn Stafleu van Loghum, Houten (Nederland), 2008. VERSTRAETE K.L., ALMQVIST F., VERDONK P., VANDERSCHEUREN G., HUYSSE W., VERDONK R., VERBRUGGE G. Magnetic resonance imaging of cartilage and cartilage repair. Clinical radiology. 2004; 59: 674-689. ZHENG M., WILLERS C., KIRILAK L., YATES P., XU J., WOOD D., SHIMMIN A. Matrix-induced autologous chondrocyte implantation (MACI) : Biological and histological assessment. Tissue Engineering. 2007; vol. 13(4):737-746.

49