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

Transcriptie

1 FACULTEIT GENEESKUNDE EN GEZONDHEIDSWETENSCHAPPEN Academiejaar 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 2 de Master in het kader van de opleiding tot MASTER IN DE GENEESKUNDE

2

3 FACULTEIT GENEESKUNDE EN GEZONDHEIDSWETENSCHAPPEN Academiejaar 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 2 de Master in het kader van de opleiding tot MASTER IN DE GENEESKUNDE

4 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

5 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.

6 Inhoudstafel 1. ABSTRACT 1 2. INLEIDING 3 3. ALGEMENE ACHTERGROND Anatomie van het kniegewricht Histologie van het gewrichtskraakbeen Pathologie van kraakbeen in het kniegewricht Traumatische kraakbeenletsels Osteochondritis dissecans Beeldvorming en classificatie van kraakbeenletsels Factoren die het intrinsiek herstelvermogen van het kraakbeen beïnvloeden METHODOLOGIE RESULTATEN Conservatieve behandeling Indicaties Techniek Revalidatieprotocol Resultaten Microfractuur Indicaties Techniek Revalidatieprotocol Resultaten Autologe mosaïcplastie Indicaties Techniek Revalidatieprotocol Resultaten Autologe chondrocyten injectie (ACI) Indicaties Techniek Revalidatieprotocol Resultaten MACI (matrix-associated ACI) Indicaties Techniek... 32

7 5.5.3 Revalidatieprotocol Resultaten AMIC (Autologous matrix induced chondrogenesis) Indicaties Techniek Revalidatieprotocol Resultaten Prothetische interpositie Indicatie Techniek Revalidatieprotocol Resultaten Overzicht van de resultaten DISCUSSIE BESLUIT REFERENTIELIJST 46

8 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

9 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

10 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 2 de 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

11 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

12 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 α- ketens. (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

13 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

14 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 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

15 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) 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

16 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

17 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

18 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) 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

19 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

20 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

21 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 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

22 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) 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) 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

23 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 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 1 ste 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) 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

24 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

25 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) 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