Meniskusschaden - Knorbelschaden: Räumlichen und zeitlichen Arthroseverlauf

Medizin am Abend Berlin - MaAB-Fazit: Saarländischer Arthrosespezialist entwickelt weltweit erstmalig Modell für das frühe Stadium der Arthrose

• Arthrose, der Verlust des Gelenkknorpels, ist ein großes gesellschaftliches Problem. 

Alleine in Deutschland leiden rund fünf Millionen Menschen an Arthrose, die zum Teil mit großen Schmerzen und dem Verlust der Bewegungsfreiheit einhergeht. 

Die Frühphase der Krankheit ist dabei noch relativ unerforscht. 

Dem Arthroseforscher Henning Madry ist es nun erstmals gelungen, die Frühphase der Krankheit im Kniegelenk genauer zu beobachten. 

Das Modell des Krankheitsverlaufs hat er nun in der aktuellen Ausgabe von „Science Translational Medicine“, einem Tochtermagazin des weltweit renommierten Fachmagazins „Science“, veröffentlicht. 


 Professor Dr. Henning Madry Foto: Rüdiger Koop
 
Arthrose ist in einer stetig alternden Gesellschaft ein wachsendes Problem. Nach Ansicht von Fachleuten leiden alleine in Deutschland rund fünf Millionen Menschen an einer Schädigung des Gelenkknorpels, meist in den Händen, Hüften und Knien. Medizinische Behandlungen und Operationen schlagen dabei mit Milliardenkosten zu Buche.

• Die überwiegende Mehrheit der Patientinnen und Patienten, 83 Prozent, leidet dabei an einer Kniegelenksarthrose.

• Ist der Gelenkknorpel im Knie einmal zu stark geschädigt, werden auch die darunterliegenden Knochen in Mitleidenschaft gezogen. 

Schmerzen und eingeschränkte Bewegungsfreiheit sind die Folgen. 

Bisher gibt es nur wenige Möglichkeiten, die Arthrose zu behandeln.

Ein künstliches Kniegelenk ist eine dieser Möglichkeiten, die sehr kostspielig ist. Die Operation bedeutet allerdings eine große Belastung für die Betroffenen, und sie ist überdies für junge Patienten nur in Ausnahmefällen geeignet.

Dabei ist vielen häufig gar nicht bewusst, dass sie an einer Arthrose leiden.

„Das ist ein schleichender Prozess“, sagt Henning Madry, Professor für Experimentelle Orthopädie und Arthroseforschung an der Saar-Uni und Direktor des Zentrums für Experimentelle Orthopädie am Universitätsklinikum des Saarlandes. „Irgendwann tut ihnen das Knie weh, ohne dass sie zuvor Schmerzen hatten. Dabei haben viele schon jahrelang Arthrose, ohne es zu merken“, erläutert der Wissenschaftler den Krankheitsverlauf. Kommen die Patienten dann zu ihm in die Klinik, ist die Krankheit oft schon in einem fortgeschrittenen Stadium.

Deshalb suchen Arthroseforscher und Orthopäden wie Henning Madry nach den Ursachen der Krankheit, um besser zu verstehen, wie sie überhaupt erst entstehen kann. Mit diesem tieferen Verständnis kann es dann gelingen, die Krankheit besser vorherzusagen und so einem Arthrosepatienten womöglich einen langen Leidensweg und größere Operationen zu ersparen.

Henning Madry und seinem Team ist es nun gelungen, die Kniegelenksarthrose im Frühstadium besser zu verstehen. 

Dabei hat er sich auf einen bereits bekannten Umstand gestützt:

Arthrose entsteht fast immer, wenn der Meniskus des Knies geschädigt ist, wie zum Beispiel nach einem Sportunfall. 

„Was man allerdings nicht weiß: Wie genau verläuft der Weg vom Meniskusschaden zu Schäden am Gelenkknorpel und damit zur Arthrose?“, fragt Professor Madry. „Aus klinischen Studien wissen wir, dass der Verlust des Gelenkknorpels nicht gleichmäßig, sondern hier und da unterschiedlich verläuft. Wie eine Wiese im Schnee, auf der der Schnee in der Sonne nicht gleichmäßig schmilzt, sondern hier und da noch etwas liegenbleibt, während wenig daneben alles weggeschmolzen ist“, vergleicht der Arthroseforscher.

Genau auf diese Frage konnte er nun experimentell eine Antwort finden und ein Modell entwickeln, das Forscher künftig heranziehen können, wenn sie den Krankheitsverlauf vorhersagen möchten. Dazu sind Henning Madry und seine Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter in drei Schritten vorgegangen. „Zuerst haben wir uns bei Patienten angeschaut, wo genau der Meniskusschaden ist. Dann haben wir den Knorpelschaden genau lokalisiert“, erläutert Henning Madry den ersten Schritt.

In einem zweiten Schritt haben die experimentellen Orthopäden die Kniegelenke von Schafen mit Arthrose untersucht, zuerst in einem frühen Stadium und dann in einem späten Stadium. „Hier konnten wir sehr genau im Knorpel und im Knochen nachschauen, was wann passiert im Verlauf der Krankheit“, so Henning Madry über diesen Schritt der Forschungsarbeit. Sie fanden unter anderem heraus, dass Knorpel- und Knochenabbau zuerst an der Stelle der Verletzung auftraten, bevor sie sich in der gesamten Kniegelenksregion ausbreiteten.

In einem dritten Schritt haben die Forscher wiederum Patienten mit schwerer Arthrose untersucht und mit der späten Verlaufsform der Schafs-Arthrose verglichen. „Wir haben dabei festgestellt, dass die menschlichen Arthrosen und die Arthrosen im Schafsmodell nach Meniskusschaden ganz ähnlich verlaufen“, erläutert Henning Madry. Mit den so erstellten hochauflösenden topographischen Karten des Krankheitsverlaufs kann genau die Pathologie der menschlichen Arthrose widergespiegelt werden. Dies ist der Beweis dafür, dass die beobachteten Verläufe bei den Schafen als Modell für die Entwicklung der Krankheit auch beim Menschen dienen können.

Diese Erkenntnisse zum räumlichen und zeitlichen Arthroseverlauf sind bisher weltweit einzigartig.

Mit ihrer Studie, die Henning Madry und sein Team im Tochtermagazin des renommierten Fachblattes „Science“, Science Translational Medicine, veröffentlichen konnten, haben sie damit Arthroseforschern weltweit ein Werkzeug an die Hand gegeben, um weiter an den Ursachen der Krankheit zu forschen und für künftige Patienten bessere Therapie- und auch Präventionsmaßnahmen zu entwickeln.

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Originalpublikation:

Tamás Oláh, Jan Reinhard, Liang Gao, Sophie Haberkamp, Lars K. H. Goebel, Magali Cucchiarini, Henning Madry: Topographic modeling of early human osteoarthritis in sheep. ScienceTranslational Medicine, DOI: 10.1126/scitranslmed.aax6775.

https://stm.sciencemag.org/content/11/508/eaax6775

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Weitere Informationen für international Medizin am Abend Berlin Beteiligte

http://Informationen zur Arthrose bietet beispielsweise der Deutsche Arthrose-Hilfe e.V. unter www.arthrose.de

TOP-Untersucher-CAVE: Infektion eines künstlichen Hüft- oder Kniegelenks

Medizin am Abend Berlin - MaAB- Fazit: Künstliches Knie- und Hüftgelenk: 

• Lebenslange Wachsamkeit bei Infekten und kleinen Verletzungen

Die Infektion eines künstlichen Hüft- oder Kniegelenks gehört zu den gefürchtetsten Komplikationen in der Endoprothetik (1). 

Sie kann auch noch Jahrzehnte nach der Implantation auftreten – und zieht dann oft langwierige und aufwendige Behandlungen mit mehreren Operationen nach sich. 

Medizin am Abend Berlin ZusatzFachThema: Fachkräfte  

Erreger aus einem Infektherd können sich über die Blutbahn auf das Implantat ausbreiten und dort vermehren. 

Träger von Gelenkprothesen sollten deshalb jedwede Infektion und Entzündung ernst nehmen und sich im Zweifel ärztlich beraten lassen, empfiehlt die AE – Deutsche Gesellschaft für Endoprothetik. 
 

• Die Fachgesellschaft rät, auch kleine Wunden, entstanden etwa beim Nägel schneiden, bei der Gartenarbeit, oder beim Spiel mit dem Haustier, immer sofort fachgerecht zu desinfizieren und im weiteren Heilungsverlauf im Auge zu behalten. 

• Treten Beschwerden wie Rötung und Schwellung des Gelenks und vor allem anhaltende Belastungsschmerzen auf, sollten diese umgehend vom Arzt abgeklärt werden.

Mit etwa 440 000 Implantationen im Jahr gelten Hüft- und Knieprothesen als sichere und höchst erfolgreiche Maßnahmen zur Wiederherstellung von Schmerzfreiheit, Mobilität und sozialer Teilhabe.

Dennoch erleiden etwa 0,5 bis zwei Prozent aller Patienten eine sogenannte periprothetische Infektion ihres Hüft- oder Kniegelenks (1). 

• „Die Besiedelung mit schädlichen Bakterien kann sowohl in der frühen Phase nach der Operation als auch Monate bis Jahre danach auftreten“, sagt Professor Dr. med. Rudolf Ascherl, Präsident der AE und Direktor der Klinik für spezielle Chirurgie und Endoprothetik am Krankenhaus in Tirschenreuth. 

Dabei rufen die Erreger zunächst eine Entzündung in der Implantatumgebung hervor.

Später löst sich der prothesentragende Knochen auf. 

Schmerzen und eine Lockerung des künstlichen Gelenks sind die Folge.

Neben den periprothetischen Infektionen, bei denen Bakterien bereits in seltenen Fällen im Rahmen der Operation eingebracht wurden, entstehen Implantatinfekte auch durch Zirkulation von Erregern im Blut. 

 „Auslöser dieser über den Blutweg gestreuten Infektionen können größere Entzündungen, etwa von Blase oder Lunge sein“, sagt Professor Karl-Dieter Heller AE-Vizepräsident aus Braunschweig und Chefarzt der Orthopädischen Klinik am Herzogin Elisabeth Hospital in Braunschweig. 

Als weitere mögliche Ursachen kommen aber auch Bakterienquellen wie offene Beine (Durchblutungsstörungen), eine blutig verlaufende Zahnbehandlung, eine Darmspiegelung, bei der Polypen abgetragen werden, oder eine eher unscheinbare Verletzung beim Heimwerken in Frage“, so Ascherl, der auf die Behandlung von periprothetischen Infektionen spezialisiert ist.

• „Trägt der Patient weitere Fremdkörper, etwa künstliche Herzklappen, die sich infiziert haben, können auch diese Keime auf die Gelenkprothese verschleppt werden.“ 

Normalerweise schützt das Immunsystem den Körper vor einer Ausbreitung von Infekten und eliminiert Keime, die über den Blutweg streuen. Ein Implantat ist jedoch ein unbelebter Fremdkörper. Er kann sich nicht selbst vor der Besiedelung mit Bakterien schützen (2). „Deshalb bleiben Bakterien dort bevorzugt haften. Da sie sich auf der künstlichen Oberfläche ungestört vermehren können, sind sogar schon verhältnismäßig wenige Keime in der Lage, eine ernsthafte Infektion auszulösen“, erläutert Ascherl die Problematik. Auf der Oberfläche der Prothesen beginnen sie bereits innerhalb von wenigen Tagen, einen Schleimfilm zu bilden. „Bakterien, die sich innerhalb dieses sogenannten Biofilms befinden, sind vor dem Angriff durch Antibiotika und des Immunsystems geschützt“, so der Orthopäde und Unfallchirurg weiter.

• Eine realistische Chance, die Infektion durch Antibiotika in den Griff zu bekommen, besteht deshalb nur in den ersten drei Wochen nach Beginn der Symptome.“ 
• Umso wichtiger sei es, schnell eine Behandlung einzuleiten.

„Patienten mit einem künstlichen Gelenk sollten deshalb ihr Leben lang ihren Körper von Kopf bis Fuß besonders aufmerksam pflegen“, so Ascherl. Und er betont:

„Schmerzen am operierten Gelenk sind immer ein Alarmzeichen und müssen umgehend vom Arzt abgeklärt werden.“

• Die anspruchsvolle Behandlung eines Protheseninfektes setze sehr viel Erfahrung voraus. 

Zudem sei eine enge Zusammenarbeit verschiedener Fachdisziplinen, etwa Mikrobiologen, Infektiologen, Internisten, Orthopäden und Fachpflegekräften wesentlich, betont der Experte.

„Am besten sind Betroffene deshalb in einem spezialisierten Zentrum aufgehoben“, sagt auch Professor Carsten Perka, Generalsekretär der AE und Ärztlicher Direktor des Centrums für Muskuloskeletale Chirurgie, Klinik für Orthopädie und Unfallchirurgie an der Charité.

Doch die adäquate Versorgung sei unterfinanziert, so Ascherl weiter:

„Die wenigen Zentren, die sich hierzulande dieser Patienten noch annehmen, weisen jährliche Finanzierungslücken in Millionenhöhe auf.“ Hier müsse von der Politik dringend nachgebessert werden, fordert der Präsident der AE.

Quellen:
(1) Müller M et al.: Die ökonomische Herausforderung der zentralisierten Behandlung von Patienten mit periprothetischen Infektionen, Z Orthop Unfall 2018; 156: 407–413; DOI https://doi.org/10.1055/s-0044-100732
(2) Flesch, Ingo et al.: Spätinfekt in der Endoprothetik, OP-JOURNAL 2017; 33: 142–148; DOI https://doi.org/10.1055/s-0043-102322

Die AE – Deutsche Gesellschaft für Endoprothetik e. V. verfolgt als unabhängiger Verein seit 1996 das Ziel, die Lebensqualität von Patienten mit Gelenkerkrankungen und -verletzungen nachhaltig zu verbessern und deren Mobilität wiederherzustellen. Mit ihren Expertenteams aus führenden Orthopäden und Unfallchirurgen organisiert sie die Fortbildung von Ärzten und OP-Personal, entwickelt Patienteninformation und fördert den wissenschaftlichen Nachwuchs. Die AE ist eine Sektion der Deutschen Gesellschaft für Orthopädie und Unfallchirurgie e. V. (DGOU).

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Projekt „Evidenz- und konsensbasierte Indikation Knie-TEP

Medizin am Abend Berlin Fazit: Klare Empfehlungen für künstliches Kniegelenk

Das Einsetzen künstlicher Kniegelenke gehört zu den häufigsten Eingriffen in Deutschland. 

Allerdings sind bis zu 20 Prozent der operierten Patienten nach der Operation nicht zufrieden. 

Die Endoprothetik-Experten des UniversitätsCentrums für Orthopädie und Unfallchirurgie (OUC) am Universitätsklinikum Carl Gustav Carus Dresden haben deshalb eine Leitlinie initiiert, die auf der Basis wissenschaftlich erhobener Daten klare Empfehlungen zum optimalen Zeitpunkt für eine Operation bei Verschleiß des Kniegelenkes (Gonarthrose) formuliert. 

Das Kniegelenk Uniklinikum Dresden / Sándor Dóró
 
Kernvoraussetzungen sind demnach: 

• Nachweis einer fortge-schrittenen Arthrose, Schmerzen, die durch konservative Behandlung wie Physiotherapie und Schmerzmittel über mindestens drei bis sechs Monate nicht ausreichend beeinflussbar sind sowie eine Einschränkung der Lebensqualität und ein subjektiver Leidensdruck des Patienten. 

Diese Kriterien sollen die Zufriedenheit mit dem Kunstgelenk weiter verbessern und eine hohe Versorgungsqualität garantieren.

Damit Patienten noch besser über das Krankheitsbild und die Behandlungsmöglichkeiten bei Kniearthrose informiert werden, bot das Universitätsklinikum am 24. Mai. 2018 eine Informationsveran­staltung hierzu an.

Bei einer Gonarthrose oder auch Kniegelenksarthrose handelt es sich um eine Abnutzungserkrankung, die zu einem übermäßigen Verschleiß des Knorpels im Kniegelenk führt. 

Damit geht dessen dämpfende Funktion verloren und gleichzeitig verschlechtern sich die Gleiteigenschaften. Für Patienten ist diese Erkrankung meist sehr schmerzhaft und schränkt sie im Alltag erheblich ein. Bei fortgeschrittenem Verschleiß kann ein künstliches Kniegelenk hier für Abhilfe sorgen. 

Im Jahr 2016 wurden deshalb deutschlandweit 166.000 entsprechende Operationen vorgenommen. 

Hinzu kamen 18.000 Eingriffe, bei denen das künstliche Kniegelenk gewechselt werden musste – Tendenz weiter steigend.

Bisher gab es jedoch keinen national oder international akzeptierten Konsens darüber, bei welchen Voraussetzungen ein künstliches Kniegelenk idealerweise implantiert werden sollte.  

Das führt zu deutlichen regionalen Unterschieden bei der Versorgungshäufigkeit, sowohl international als auch in Deutschland.

Deshalb haben die Endoprothetik-Experten des OUC eine entsprechende Leitlinie erarbeitet: „Unser Ziel ist die bestmöglichste und wirkungsvollste Behandlung von Patienten, die unter einer Kniearthrose leiden. “, betont Prof. Lützner Leiter des EndoProthetikZentrums.

Interprofessionelles Team erarbeitet Empfehlungen
Durch Prof. Klaus-Peter Günther und Prof. Lützner vom UniversitätsCentrum für Orthopädie und Unfallchirurgie (OUC) sowie Prof. Jochen Schmitt vom Zentrum für evidenzbasierte Gesundheitsversorgung (ZEGV) wurde das Projekt „Evidenz- und konsensbasierte Indikation Knie-TEP“ initiiert. Für die Ergebnisse der Forschungsarbeit erhielten die Dresdner Mediziner den Versorgungsforschungspreis der Deutschen Gesellschaft für Orthopädie und Unfallchirurgie.

Im Rahmen des Projekts erarbeitete ein interdisziplinäres Team ein Modell mit Indikatoren zum richtigen Zeitpunkt für die Implantation künstlicher Kniegelenke bei Gonarthrose. An der Entwicklung des Modells waren die Mediziner des Dresdner Uniklinikums maßgeblich beteiligt. Insgesamt arbeiteten bundesweit 20 Experten aus den Bereichen Orthopädie und Unfallchirurgie, Rheumatologie, Physiotherapie, Psychologie, Schmerzmedizin sowie Vertreter von Patientenorganisationen und Krankenkassen an der Erarbeitung der Leitlinie mit.  

So konnten erstmalig in Deutschland Indikationskriterien für eine derartige Operation abgestimmt werden.

Dieses Modell ist auf den normalen Patienten ausgerichtet und damit für mehr als 90 Prozent der zu behandelnden Fälle zutreffend.

Es sollen jedoch nicht alle Patienten in ein Schema gepresst werden, deshalb sind in besonderen Situationen Ausnahmen möglich.

Kernvoraussetzungen für das künstliche Kniegelenk sind:

der Nachweis der fortgeschrittenen Arthrose, Schmerzen, die durch konservative Behandlung (beispielsweise Physiotherapie und Schmerzmittel) über mindestens drei bis sechs Monate nicht ausreichend beeinflussbar sind sowie eine Einschränkung der Lebensqualität und ein subjektiver Leidensdruck des Patienten. Neben diesen Kernvoraussetzungen legten die Experten auch eine Vielzahl von weiteren Kriterien fest, die die Entscheidung zum künstlichen Kniegelenk beeinflussen und auch unter welchen Umständen diese Operation nicht erfolgen sollte. „Wenn diese Leitlinie dauerhaft überall konsequent angewendet wird, steigt die Versorgungsqualität der Patienten“, ist Prof. Lützner überzeugt.

Die Informationsveranstaltung für Patienten
Um Patienten noch besser über das Krankheitsbild der Kniegelenksarthrose und gesicherte Behandlungsmöglichkeiten aufzuklären, fand bereits am Donnerstag, dem 24.Mai 2018 um 16 Uhr im Hörsaal 1 des Medizinisch-Theoretischen Zentrums der Medizinischen Fakultät (Fiedlerstraße 42, 01307 Dresden) die  wichtige Informationsveranstaltung statt.

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