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MRT nach Knorpeltransplantation: Die MACI-Studie
(Kooperation mit der Orthopädischen Klinik, Giessen)

Traumen, Entzündungen, Knochennekrosen und verschiedene Stoffwechselkrankheiten sind die wichtigsten Ursachen für die Entstehung einer Arthrose.

Leider hat der hyaline Gelenkknopel nur eine sehr geringe Potenz zur eigenständigen Knorpelreparatur. Daher wurde bereits sehr früh nach operativen Methoden zur Behandlung von Knorpelschäden gesucht.

Unter den zahlreichen Techniken unterscheidet man prinzipiell stimulierende (Pridie-Bohrung, Microfracturierung, Abrasionsarthroplastik) und reparative Verfahren (Mosaik-Pastik, ACT, MACI, Periostlappentransplantation). Das Ziel all dieser Verfahren ist, wieder einen regelrecht strukturierten und mechanisch hoch belastbaren Knorpelbelag zu bekommen, mit dem der Patient beschwerdefrei wird.

In Zusammenarbeit mit der Orthopädischen Klinik in Gießen (Dr. J. Steinmeyer und Dr. E. Basad) wurde die MRT genutzt, um nach Knorpeltransplantation die Heilung von fokalen Knorpelschäden zu überwachen.

Ein vielversprechendes und bereits in klinischer Anwendung stehendes Konzept ist die Matrix-gestützte autologe Chondrozytenimplantation (MACI).

Bei dieser Technik wird dem Patienten unter arthroskopischer Kontrolle, bei der auch ein Knorpeldefekt dokumentiert wird, ein kleines Knorpelstück (ca. 1mm3) entnommen. Die Knorpelzellen (Chondrozyten) werden dann in Zellkultur vermehrt und in das Gitterwerk eines 0,8mm dicken Kollagenvlieses geimpft.

In einer zweiten Miniarthrotomie wird dann das Vlies genau auf den Knorpeldefekt zugeschnitten und mit Fibrinkleber am Boden des Defektes festgeklebt. Das dreidimensionale Netzwerk des Vlieses aus Kollagen Typ I/III wird langsam resorbiert und dient als Platzhalter für die Bildung von neuem knorpelspezifischen Kollagen Typ II durch die implantierten Chondrozyten.

Zur Verlaufskontrolle bietet sich neben den klinischen Methoden besonders die MRT an, da mit ihr der Knorpelbelag direkt in hoher Auflösung dargestellt werden kann.

Zudem kann das typische Signal des gesunden hyalinen Knorpels in verschiedenen Techniken (T1- und T2-Wichtung, MTC, knorpelselektive Sequenz) abgenommen und mit dem Transplantatgewebe verglichen werden. In einer randomisierten Studie wurden in einem Zeitraum von 2 Jahren 36 Patienten nach MACI (26 Patienten) und Microfrakturierung (10 Patienten) kernspintomographisch und klinisch nachuntersucht. Alle Patienten hatten umschriebene Knorpelddefekte im Kniegelenk von 2-20cm2.

Die klinischen Nachuntersuchungen zu definierten Intervallen (3,6,9, 12,18,24 Monate) umfaßten die standardisierte Erhebung der Beschwerden nach Meyers- und Tegner-Lysholm-Scores. In der MRT des Kniegelenks wurden T1- und T2-gew. TSE-Sequenzen (1,5T) und eine fettsupprimierte T1-gew. FLASH-3D-Sequenz eingesetzt.

Arthrose im Kniegelenk

Mit der MRT können Knorpelbeläge direkt visualisiert werden. Damit können alle Stadien einer Arthrose diagnostiziert werden.
Das T1- Bild stellt vorwiegend knöcherne Umbauvorgänge dar. Mit knorpelselektiven Sequenzen können Knorpelimplantate (Pfeil) nach MACI gut kontrastiert werden (rechts).

In den ersten postoperativen Kontrollen hatte das 8mm dicke Kollagenvlies im Knorpeldefekt in allen Sequenzen zunächst gleiche Signalwerte wie die umgebende Gelenkflüssigkeit.

Erst in den folgenden 6-12 Monaten stieg der Signalwert in den knorpelselektiven Sequenzen langsam an, so daß das Vlies jetzt von der Gelenkflüssigkeit gut zu unterscheiden war.

Erst nach 12-24 Monaten erreichte das Implantat in allen Sequenzen die Signalwerte des umgebenden gesunden Knorpels. Zudem wurde eine fortschreitende Dickenzunahme auf 70-100% des umgebenden Knorpel gemessen.

Eine fokale Hypertrophie wurde nicht gesehen. Die entsprechenden Scores nach Meyers stiegen von 11,2 auf 17,7 und nach Tegner-Lysholm von 49,3 auf 81,9, was eine eindeutige Besserung der Beschwerden bedeutete. Nach Microfrakturierung waren die Befunde hinsichtlich der Knorpelregeneration in der MRT, aber auch hinsichtlich der Besserung der klinischen Scores wesentlich stärker schwankend.

Bisher sind ca. 5000 Operationen mit MACI weltweit durchgeführt worden.

Mit der MRT kann der Zustand des transplantierten Knorpels in hoher Detail- und Kontrastauflösung kontrolliert werden.
Die regelmäßig zu findende Signalangleichung von Regenerat und umgebendem Knorpel, verbunden mit einem Dickenwachstum und einer klinischen Befundbesserung sprechen sehr für die Bildung eines funktionstüchtigen und physiologischen Knorpelersatzes.
In der Therapie zeigt sich bereits jetzt eine Überlegenheit der reparativen Knorpeltransplanation gegenüber der stimulierenden Technik der Microfrakturierung.