Knorpelregeneration und Arthrose
Was ist Gelenkknorpel??
Die Knorpelmatrix besteht aus Kollagenen, Proteoglykanen und nicht kollagenen Proteinen. Während Knorpel eine hochorganisierte Struktur ist, sind etwa 85 Prozent des Knorpels Wasser. Dies sinkt bei älteren Menschen auf etwa 70 Prozent. Chondrozyten sind die einzigen im Knorpel vorkommenden Zellen, die die Knorpelmatrix produzieren und erhalten.Gelenkknorpel dient als Polster und Stoßdämpfer im Gelenk. Dies geschieht, weil es die Enden der beiden Knochen auskleidet, die das Gelenk bilden. Knorpelschäden können durch verschiedene Zustände verursacht werden, einschließlich:
- Gelenkverletzung
- Avaskuläre Nekrose
- Osteochondritis dissecans
- Arthrose
- Rheumatoide Arthritis
Das Problem ist, dass der Knorpel sich nicht selbst heilen kann. Infolgedessen ist Gelenkknorpel zum Mittelpunkt vieler Forscher und Gewebetechniker geworden, die danach streben, neuen Knorpel wachsen zu lassen und ihn anstelle von beschädigtem oder abgenutztem Knorpel zu transplantieren.
Fortschritte bei der Knorpelregeneration
Es wurden verschiedene Techniken entwickelt, die Fortschritte bei der Knorpelregeneration zeigen.- Debridement oder Abrieb - Ein Chirurg entfernt arthroskopisch losen Knorpel, der Blutungen an der Knochenoberfläche und das Wachstum von Faserknorpel (Faserknorpel oder Narbengewebe) verursacht. In einigen Fällen ist der Faserknorpel möglicherweise nicht stark genug, um das Gelenk wirksam zu schützen.
- Mikrofraktur - Ein Chirurg räumt den betroffenen Bereich arthroskopisch auf und macht mehrere Perforationen im Knochen. Dies soll auch die Blutung und das Wachstum von Faserknorpel stimulieren.
- Mosaikplastik oder osteochondrale Autotransplantationschirurgie - Ein Chirurg entfernt einen Knochenpfropfen mit Knorpel, der einen gesunden Bereich des Gelenks bedeckt, und transplantiert ihn in den beschädigten Bereich.
- Periostlappen - Ein Chirurg entfernt einen Teil des Periosts (das Bindegewebe, das alle Knochen bedeckt) vom Schienbein und transplantiert es in den Bereich der Knorpelschäden.
- Autologe Chondrozyten-Implantation (ACI) - Ein Chirurg entfernt arthroskopisch einen kleinen Teil des Knorpels aus dem Knie. Das Gewebe wird dann zur Kultivierung in ein Labor geschickt. Eine zweite Operation ist erforderlich, damit die im Labor gezüchteten Zellen an der Stelle des beschädigten Knorpels implantiert werden können.
- Osteochondrale Allotransplantate - Der Knochen eines Spenders wird zur Reparatur des beschädigten Knorpels verwendet.
- Matrixassoziierte Chondrozytenimplantation (MACI) - Die FDA genehmigte dieses Verfahren im Jahr 2017 bei Patienten unter 55 Jahren mit "fokalen Chondraldefekten" - Läsionen, die zu Arthrose des Knies führen können. Sie ähnelt der ACI, erfordert jedoch weniger invasive Eingriffe und die Chondrozyten werden auf einem Pflaster, das als Gerüst über dem beschädigten Bereich dient, zum Chirurgen zurückgeschickt.
Die Forschung geht weiter
Die Herausforderung, eine bessere Lösung für die Knorpelregeneration zu finden, beschäftigen viele Forscher. Auf der ganzen Welt wird diese Angelegenheit weiterhin von neuen Forschungen und Techniken untersucht, und die ersten Ergebnisse sind vielversprechend.Beispielsweise stellten Bioingenieure der Rice University im Jahr 2008 fest, dass intensiver Druck (vergleichbar mit dem, der sich über eine halbe Meile unter der Meeresoberfläche befindet) Knorpelzellen zum Wachstum von neuem Gewebe anregt. Dieses neue Gewebe besitzt nahezu alle Eigenschaften des natürlichen Knorpels.
Die Forscher glauben, dass diese Entwicklung für die Behandlung von Arthritis vielversprechend ist. Der leitende Forscher warnte, dass es einige Jahre dauern wird, bis der Prozess für klinische Tests am Menschen bereit ist.
Stammzellen werden auch verwendet, um neuen Knorpel für arthritische Hüften in einer Technik zu züchten, die ab 2017 an der Washington University School of Medicine entwickelt wird. In Zusammenarbeit mit Cytex Therapeutics hoffen die Forscher, dass dies eine Alternative zur Hüftgelenksersatzoperation wird.
Diese Technik ist für Personen unter 50 am vielversprechendsten. Sie verwendet ein "3-D-Gerüst aus biologisch abbaubarem Kunststoff" und taucht das Hüftgelenk im Wesentlichen auf, um die Schmerzen zu lindern. Bei arthritischen Patienten kann die Notwendigkeit einer neuen Hüfte verzögert oder sogar beseitigt werden.
