Der hyaline Gelenkknorpel bildet eine glatte Oberfläche und ist entscheidend für eine gute und schmerzfreie Funktion des Gelenks. Der Gelenkknorpel besteht nur zu ca 5% aus Knorpelzellen welche in einer Matrix bestehend aus Wasser, Proteoglykanen, Kollagen und anderen Proteinen eingebettet sind. Zur degenerativen Schädigung des Gelenksknorpels kommt es im Rahmen des normale Alterungsprozesses. Bei Sportverletzungen handelt es sich aber um umschriebene frische Defekte im ansonsten gesunden Knorpel. Oft „schwimmen“ dann die ausgelösten Knorpelstück frei im Gelenk und verursachen entsprechende Schmerzen und Einklemmungsbeschwerden.

 

Freie Knorpelfragmente im Gelenk

Auf Grund der Tatsache, dass meistens freie Gelenkkörper im Gelenk vorhanden sind, welche ausser den Schmerzen bei Bewegung weitere Schäden verursachen im Gelenk können, sollte in diesen Fällen immer eine Arthroskopie in Erwägung gezogen werden. Dies ermöglicht eine exakte Diagnostik des Ausmasses des Schadens, eine Entfernung freier Knorpelfragmente und allenfalls eine Therapie des Knorpelschadens.

Natürlicher Heilungsverlauf bei Knorpeldefekten

Der Gelenkknorpel ermöglicht ein nahezu widerstandsloses Gleiten der Gelenkpartner und schützt den unter dem Knorpel gelegenen Knochen vor mechanischer Belastung.

Der hyaline Gelenkknorpel hat besondere Eigenschaften; er hat keine Nervenversorgung und auch keine eigene Blutversorgung. Er ist in verschiedenen horizontalen Zonen aufgebaut. Die Chondrozyten, die Knorpezellen nehmen nur ca 2% des Volumens ein und liegen verstreut im Netzwerk der extrazellulären Matrix. Dieses Netzwerk und der typische bogenförmige Aufbau der extrazelluären Matrix wird von den Chondrozyten gesteuert. Die extrazelluläre Matrix besteht aus verschiedenen Kollagentypen und anderen Makromolekülen. Ausserdem findet sich im Knorpelvolumen 70-80% Wasser. Die unterste Knorpelschicht ist kalzifiziert und hat eine feste Verbindung zum darunterliegenden Knochen.

Knorpelschäden werden können lokal begrenzt sein wie zB bei einem Unfall (traumatisch) oder das ganze Gelenk betreffen wie bei der Arthrose.

Traumatische Knorpelschäden werden unterschieden in chondrale Läsionen, das heisst nur den Knorpel betreffend, oder in osteochondrale Läsionen, bei denen der Defekt bis zum Knochen reicht.

Aufgrund der fehlenden Durchblutung des hyalinen Knorpels haben rein chondrale Läsionen keinen Zugang zu pluripotenten Stammzellen aus dem Knochenmark oder dem Blut, die die Reparaturvorgänge unterstützen könnten. Die einzigen Zellen, die die Reparaturvorgänge unterstützen, sind die wenigen in den Defekt einwandernden Chondrozyten aus dem Rand des Defektes und Synovialzellen aus der inneren Schicht der Gelenkschleimhaut. Der Defekt wird mit fibrösem Bindegewebe oft nur unvollständig aufgefüllt. Das Bindegewebe gleicht dem benachbarten hyalinen Knorpelgewebe nicht und hat auch nicht dessen mechanische Eigenschaften. Dies führt meist zu einem raschen Untergang des Reparaturgewebes nach Wochen oder Monaten. Ausserdem ist die Verbindung zum umgebenden Knorpelgewebe meist schlecht und hier führt eine daraus resultierende geringere Zelldichte im Verlauf zur Nekrose und damit zu einer Vergrösserung des Knorpeldefektes.

In den osteochondralen Läsionen bildet sich durch die Eröffnung des Knochens ein Blutgerinnsel aus dem Knochenmark, aus dem auch mesenchymale/pluripotente Stammzellen einwandern. Diese bilden im Laufe der Zeit durch Chondrogenese in der oberflächlichen Defektschicht ein faserknorpeliges Knorpelersatzgewebe aus. Die Stammzellen selbst reifen zu Chondrozyten. Allerdings erreicht die Organisation der extrazellulären Matrix nicht die Gestalt des hyalinen Knorpels. Dieser Ersatzknorpel hat einen höheren Wassergehalt und weniger Elastizität als das umgebende gesunde Knorpelgewebe.

Im tiefen Bereich des defekten Knochens bilden sich aus den Stammzellen Osteoblasten aus, die den Defekt im subchondralen Knochen mit Knochengewebe auffüllen. Langfristig schiebt sich das Knochengewebe im Rahmen von Umbauvorgängen in die Knorpelschicht vor.

Im Laufe von Monaten degeneriert der weniger belastbare Ersatzknorpel auch hier und die angrenzenden Bereiche sind mit betroffen sodass die Gefahr besteht, dass sich der Knorpelknochendefekt vergrössert. Je kleiner der Defekt ist, umso besser sind die Chancen einer mechanisch zufrieden stellenden Heilung.