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Die Knorpelregeneration versucht, beschädigten Gelenkknorpel wiederherzustellen. Zur Knorpelregeneration wurden verschiedene Techniken verwendet. Während einige davon heute verwendet werden, suchen Forscher weiterhin nach neuen Wegen, um Knorpel nachwachsen zu lassen, um Menschen von den Schmerzen der Arthrose zu befreien.Was ist Gelenkknorpel?
Die Knorpelmatrix besteht aus Kollagenen, Proteoglykanen und nicht kollagenen Proteinen. Während Knorpel eine hoch organisierte Struktur ist, sind etwa 85 Prozent des Knorpels Wasser. Dies sinkt auf etwa 70 Prozent der älteren Menschen. 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
Von Knorpelschäden betroffene Gelenke werden schmerzhaft, steif und haben einen begrenzten Bewegungsbereich.
Das Problem ist, dass Knorpel eine begrenzte Fähigkeit hat, sich selbst zu heilen. Infolgedessen ist der Gelenkknorpel zum Schwerpunkt vieler Forscher und Tissue-Ingenieure geworden, die sich bemühen, neuen Knorpel zu züchten 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, was zu Blutungen an der Knochenoberfläche und zum Wachstum von Faserknorpel (Faserknorpel oder Narbengewebe) führt. In einigen Fällen ist der Faserknorpel möglicherweise nicht stark genug, um das Gelenk wirksam zu schützen.
- Mikrofraktur: Ein Chirurg räumt den betroffenen Bereich arthroskopisch ab und macht mehrere Perforationen im Knochen. Dies soll auch Blutungen und das Wachstum von Faserknorpel stimulieren.
- Mosaikplastik oder osteochondrale Autotransplantation: 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 Periostes (das Bindegewebe, das alle Knochen bedeckt) vom Schienbein und transplantiert es in den Bereich der Knorpelschädigung.
- Autologe Chondrozytenimplantation (ACI): Ein Chirurg entfernt arthroskopisch einen kleinen Teil des Knorpels vom 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 verwendet, um den beschädigten Knorpel zu reparieren.
- Matrixassoziierte Chondrozytenimplantation (MACI): Die FDA genehmigte dieses Verfahren im Jahr 2017 für Personen unter 55 Jahren mit "fokalen Chondraldefekten" - Läsionen, die zu Arthrose des Knies führen können. Es ähnelt der ACI, erfordert jedoch eine weniger invasive Operation und die Chondrozyten werden zurück in die Chirurg auf einem Pflaster, das als Gerüst über dem beschädigten Bereich fungiert.
Alle Verfahren liefern gemischte Ergebnisse. Es gibt immer noch viele Fragen, die Versuche zur Knorpelregeneration plagen.
Weitere klinische Studien sind erforderlich, um endgültige Antworten zu finden und Verfahren zu entwickeln, die Arthritis-Symptome lindern und einen dauerhaften Ersatz für beschädigten Knorpel schaffen.
Die Forschung geht weiter
Die Herausforderung, eine bessere Lösung für die Knorpelregeneration zu finden, liegt bei vielen Forschern. Weltweit beschäftigen sich weiterhin neue Forschungen und Techniken mit dieser Angelegenheit, und die ersten Ergebnisse sehen vielversprechend aus.
Zum Beispiel entdeckten Bioingenieure an der Rice University im Jahr 2008, dass ein starker Druck (vergleichbar mit dem Druck über eine halbe Meile unter der Meeresoberfläche) Knorpelzellen dazu anregt, neues Gewebe zu züchten. Dieses neue Gewebe besitzt nahezu alle Eigenschaften von natürlicher Knorpel.
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 diese Forscher, dass dies eine Alternative zur Hüftgelenksersatzoperation wird .
Diese Technik ist für Personen unter 50 Jahren am vielversprechendsten. Sie verwendet ein "biologisch abbaubares 3-D-Synthesegerüst" und taucht das Hüftgelenk im Wesentlichen wieder auf, um die Schmerzen zu lindern. Bei arthritischen Patienten kann dies die Notwendigkeit einer neuen Hüfte verzögern, wenn nicht sogar beseitigen.