In the first issue of ACCART's video enceplopaedia, Dr. Olaf Beck presents a groundbreaking method for meniscus implantation and cartilage induction, after detailed examination by several renowned professors.
This innovative technique, which has been available in Germany since November 2022, uses a biological substitute for meniscal injuries and aims to improve joint function and delay or avoid the need for prosthetic treatments.
For a detailed presentation of the method, patient selection criteria and initial results, visit the original article in Spanish here. Alternatively, you can read the article in Englisch here.
Key insights
- New biological implantation technique for meniscus replacement
- Improving joint function and delaying the need for prostheses
- Available in Germany by a limited number of specialists
All scientific sources and further information can be found in the original article.
Here is the article from the Spanish site, translated into German:
Introduction
In most cases, a partial meniscectomy is performed following a meniscus injury. In subsequent years, postmeniscectomy syndrome develops with secondary osteoarthritis. This situation then leads to appropriate prosthetic treatment.
Various techniques for cartilage regeneration are described in the literature. These include autologous cartilage transplantation and cartilage induction with a cell-free matrix, type 1 collagen, as well as various meniscus replacement techniques.
In the past, the MIS implant made from bovine Achilles tendons was the market leader. However, its production was discontinued in 2021. From then on, only the Actifit implant was available as a partial replacement.
In contrast to MIS, however, this was not a biological implant but a polyurethane implant. Several studies have shown that the result was inferior to that of MIS.
Since November 2022, a new biological implant has been available in Germany, which can currently be inserted by 4 doctors in Germany.
It is a DNA-free, demineralized spongiasis block made from cadaver bones. The implant is delivered sterile and dry. There are currently no studies on a combination of cartilage regeneration combined with meniscus implantation.
Description of the technique
The patient must have a maximum varus and valgus deformity of 5°. Other contraindications include joint stiffness, chronic joint inflammation such as rheumatism, psoriatic arthritis and urinary tract arthritis. Allergies to beef proteins are also a contraindication.
It is also important that the patient follows the rules, because the success of the operation depends largely on compliance with postoperative therapy.
So far, I have treated patients up to 65 years of age with this procedure. However, special attention must be paid to concomitant diseases. I rejected patients who regularly have to take cortisone or anti-inflammatory drugs.
It is also important to make the correct diagnosis using imaging, which is only possible with the help of an MRI examination.
If there are bone disorders in the sense of bone edema, appropriate relief must be provided with an orthosis and targeted shockwave therapy.
The frequency of treatments depends on the size of the area. On average, I perform 4 applications at intervals of 1 week. 6 weeks after the last shockwave treatment, a follow-up examination is carried out using MRI.
The size of the cartilage defect and the meniscus margin must also be determined. The geometry of the cartilage defect is important. Cartilage induction is possible when the defect is up to 1.5 cm wide.
In this case, length no longer matters. According to our postoperative scheme, the treatment of kissing lesions is also possible. The residual meniscus should have a 3 mm wide margin and an intact front and back horn.
If this information cannot be obtained using MRI, I perform a nanoscopy under local anesthesia to plan. During arthroscopy, the cartilage is first prepared with a ring curette. The aberat is removed using a shaver.
The meniscus implant (Spongioflex) is placed in saline solution for about 15 minutes until soft. The implant is inserted into the joint through a mini open incision with meniscus forceps and secured with internal sutures.
The procedure then transitions from water arthroscopy to gas arthroscopy. In this case, CO2 is used. The suppressor is connected via a gas hose, which can be connected to the arthroscopy trocar. As soon as the cartilage defect areas are dry, they are covered with a collagen gel.
My own results
So far, no follow-up results have been published for this combined technique. However, as the Spongioflex implant is also a biological implant, it can be assumed that the results are similar to those of the MIS implant.
This is also confirmed by the short interviews I conducted and a histological examination. Since November 2022, I have inserted a total of 21 Spongioflex implants.
There were 2 complications caused by the patients themselves (withdrawal due to a fall or incorrect load). An implant could be replanted.
The second implant was removed and examined histologically. Cell migration of cartilage cells could be observed after just 4 weeks, which supports my previous assumption.
The histological section shows the integration of cartilage cells into the bone support tissue. The immunohistological examination is still pending. There were no other complications.
Histological examination of a chondrofiller fluid sample, also after 4 weeks, revealed chondrocyte migration and the presence of collagen during immunohistological examination.
From 12.2018 to 05.2023, a total of 23 men and 8 women were treated with this combined technique of cartilage induction and partial mensicus implantation. These 31 patients were treated with MIS in 17 cases and Actifit in 15 cases. One patient was treated with MIS on both sides at intervals of 7 months.
All patients had damage to the medial or lateral meniscus. Concomitant treatment of medial and lateral meniscus injuries was not performed.
Follow-up examinations were carried out on 11 men and 5 women with an average age of 58 years (42-69 years) using the IKDC questionnaire after an average of 24 months (3-39.5 months).
It was found that one patient treated with MIS received a full or sled prosthesis after 8 months and two patients treated with Actifit after 8 and 10 months, respectively.
In the MIS group, there was an average improvement of 35.1 (25.3-37.9) to 82.3 (55.8-93.1) according to IKDC and with Actifit from 30.4 (21.8-54) to 73.4 (56.3-83.5).
There were no complications during the procedures (dislocation of meniscus, allergic reactions, dislocation of meniscus anchors). All patients underwent a standardized post-operative treatment regimen.
These results show that a combination of both biological methods can prevent or - due to lack of long-term studies - delay prosthesis implantation if the indications are correct.
If you are experiencing issues with your joints, you can contact Dr. Olaf Beck here for a consultation.
Häufige Fragen & Antworten
Welche Rehabilitationsmaßnahmen sollten nach der Behandlung mit ChondroFiller® liquid durchgeführt werden?
Die Nachbehandlung variiert je nach Defektlokalisation: Hauptbelastungszone oder Patella/Trochlea femoris. Mobilisation am 2. postoperativen Tag, Teilbelastung 20 kg. Bewegungsschiene und Flexion wichtig. Radfahren und Schwimmen nach Vollbelastung erlaubt. Isometrisches Training und Sportarten mit hohem Sturzrisiko nach 1 Jahr.
Weiterbehandlung des Patienten nach der Defektfüllung?
Die Extremität wird in Streckstellung gebracht und die Zugänge verschlossen. Eine Drainage ist nicht erforderlich. Kontrollen werden vermieden, da Blutungen die Sicht behindern und eine erneute Schwellung das Implantat lösen könnte. Kernspintomographische Kontrollen zeigen den sicheren Sitz der Matrix. Nach Anlegen des Verbandes wird das Gelenk mit einer Orthese für 48 Stunden in Neutralstellung ruhiggestellt.
Wie kann die Höhe des Implantats an den umgebenden Knorpel angepasst werden?
Die Höhe des Implantats kann nach der Aushärtung entweder manuell modelliert oder automatisch durch den Druck der entsprechenden Gelenkfläche an die Höhe des umgebenden Knorpels angepasst werden.
Wie erfolgt die Füllung der Defektzone?
Die Defektzone muss in weniger als 20 Sekunden gefüllt werden, da die Reaktion der Lösungen sofort beginnt. Die schnelle Applikation durch den Mischadapter der Zweikammerspritze erhöht die Stabilität der Implantatmatrix. Der Knorpeldefekt wird vollständig und minimal über die Höhe des umgebenden Knorpels hinaus mit der Kollagenmatrix aufgefüllt. Bei optimaler Temperatur von 30 bis 33 °C härtet die Matrix innerhalb von 2 bis 5 Minuten aus, was optisch an der milchigen Trübung des anfangs klaren Gels erkennbar ist.
Wie schnell geliert ChondroFiller® liquid zu einem festen Kollagengel?
Für die Behandlung mit ChondroFiller® liquid ist es notwendig, dass das Implantat eine Temperatur von 30 bis 35 °C hat. Bei Einhaltung dieser Temperatur geliert das Gel innerhalb von 2 bis 5 Minuten.
Wie wird ChondroFiller® liquid für die Implantation vorbereitet?
ChondroFiller® liquid wird aufgetaut: 24 Stunden bei 2-8 °C oder 30 Minuten bei 25-30 °C. Vor der Applikation in der Zweikammerspritze auf 30-33 °C erwärmen. Der Luerlock-Mischadapter und eine Sterican®-Einmalspritzkanüle der B. Braun Melsungen AG werden hinzugefügt. Die ersten Mikroliter der Matrix werden verworfen.
Wie wird das Debridement durchgeführt?
Das arthroskopische Debridement des Knorpelschadens erfolgt mit Shavern oder Curetten. Chondromalazische Anteile werden entfernt und eine stabile Knorpelschulter belassen. Die subchondrale Platte darf nicht perforiert werden. Die Knorpelränder werden für die Implantatverankerung leicht unterminiert und der Defekt zur Dokumentation vermessen.
Muss die Defektzone vor der Implantation getrocknet werden und wie erfolgt diese Trocknung?
Vor der Applikation von ChondroFiller® liquid muss der Knorpeldefekt trocken sein. Spülflüssigkeit aus der Arthroskopie sollte vollständig entfernt und das Knorpelbett separat getrocknet werden. Absaugen ist nicht ausreichend; eine Arbeitskanüle und eine intraluminal eingebrachte Kompresse ermöglichen die Trocknung durch Dochtwirkung. Alternativ kann eine 10-minütige Gasarthroskopie durchgeführt werden.
Wie muss der Patient gelagert werden?
Die Extremität muss so gelagert werden, dass das flüssige Kollagenimplantat nicht ausläuft. Die Lagerung hängt von der Lokalisation des Defektes ab. Bei femoralen Defekten ist eine Fixierung des Beines bei 90° Beugung von Hüfte und Knie ausreichend. Defekte im Bereich des Rollknorpels und der Tibia erfordern keine spezielle Lagerung. Retropatellare Defekte an der Patellarückfläche können in Bauchlage behandelt werden.
Wie wird das hochwertige Kollagen Typ 1 beim ChondroFiller® liquid-Verfahren in das Gelenk implantiert?
Das ChondroFiller® liquid Verfahren zur Implantation von Kollagen Typ 1 beginnt mit einer Arthroskopie des Gelenkes, um die Indikationskriterien zu überprüfen. Nur wenn diese erfüllt sind, wird das Verfahren durchgeführt. Begleitpathologien wie Meniskusschäden, Bandinsuffizienzen und Achsfehlstellungen werden zuerst behandelt.
Muss vor der Behandlung mit ChondroFiller® liquid eine Mikrofrakturierung (MFX) durchgeführt werden?
Nein.
Wie lange verbleibt ChondroFiller® liquid im Körper? Muss der Eingriff wie bei Hyaluronsäure wiederholt werden?
Nein, beim ChondroFiller®-Verfahren ist nur ein Eingriff notwendig. Das hochwertige Kollagenimplantat wird in körpereigenes, hyalinähnliches Kollagen Typ 1 umgebaut.
In welchen Volumina ist ChondroFiller® liquid erhältlich?
ChondroFiller® liquid ist in drei Größen erhältlich: 1,0, 1,5 und 2,3 ml.
Welche Hilfsmittel werden für die Behandlung mit ChondroFiller® liquid benötigt?
Zur Lagerung ein Gefrierfach und/oder Kühlschrank sowie eine Injektionskanüle.
Wie schnell taut ChondroFiller® liquid auf?
ChondroFiller® liquid kann entweder über 24 Stunden bei 2 bis 8 °C aufgetaut werden. Es ist auch möglich, das Produkt direkt vor der Anwendung in ca. 30 Minuten bei einer Temperatur von ca. 25 bis 30 °C, z.B. in einem Wärmeschrank, aufzutauen.
Darf ChondroFiller® liquid nach dem Auftauen wieder eingefroren werden?
Nein.
Darf ChondroFiller® liquid im Kühlschrank aufbewahrt werden?
Nach dem Auftauen kann ChondroFiller® liquid bis zu vier Wochen im Kühlschrank bei 2 bis 8 °C aufbewahrt werden. Wurde das Produkt auf über 8 °C erwärmt, ist eine Lagerung von mehr als 24 Stunden bei 2 bis 8 °C nicht mehr zulässig.
Wie lange ist ChondroFiller® liquid haltbar?
ChondroFiller® ist nach der Herstellung 24 Monate haltbar, wenn es zwischen -35 und -15 °C gelagert wird. Das Verfallsdatum ist auf der Verpackung angegeben.
Wie wird ChondroFiller® liquid gelagert?
ChondroFiller® liquid wird in einem Gefrierschrank bei -35 bis -15 °C gelagert. Handelsübliche Gefrierschränke sind in der Regel auf -18 °C eingestellt.
An welchen Gelenken wurde ChondroFiller® liquid bisher angewendet?
ChondroFiller® liquid wurde bisher an folgenden Gelenken angewendet: Knie, Hüfte, oberes Sprunggelenk, Schulter, Großzehengrundgelenk, Daumengrundgelenk, Handgelenk.
Welcher Mechanismus löst die Gelierung der flüssigen Komponente zu einem druckfesten Gel aus?
Die flüssigen Komponenten werden durch Auspressen aus der Zweikammerspritze über den Mischadapter vermischt, wodurch der pH-Wert der sauren Kollagenlösung neutralisiert und die Gelierung zu einem druckfesten Kollagengel ausgelöst wird.
Gibt es bekannte Nebenwirkungen?
In seltenen Fällen können Überempfindlichkeitsreaktionen (z.B. allergische Reaktionen, Entzündungserscheinungen) auf Kollagen oder einen der anderen Inhaltsstoffe auftreten.
Welche Vorteile hat Kollagen aus Rattenschwanzsehnen gegenüber Kollagen aus Schweine-, Pferde- oder Rindergewebe?
Etwa 3 % der Bevölkerung zeigen in Hauttests allergische Reaktionen auf Kollagen bovinen oder porcinen Ursprungs. Allergische Reaktionen auf ChondroFiller-Produkte (Rattenkollagen) sind bisher nicht bekannt.
Besteht die Gefahr, dass sich Patienten über das ChondroFiller® Kollagenimplantat mit dem Hantavirus oder anderen Erregern infizieren, die von Ratten auf den Menschen übertragen werden?
Nein, da die Tiere spezifisch pathogenfrei gezüchtet und regelmäßig tierärztlich untersucht werden.
Woraus besteht ChondroFiller® liquid?
ChondroFiller® liquid enthält hochwertiges Kollagen Typ 1 und eine Neutralisationslösung. meidrix biomedicals gewinnt das Kollagen aus Rattenschwanzsehnen von SPF-Ratten (spezifisch pathogenfreie Tiere) mit Gesundheitszeugnis. Die Neutralisationslösung besteht aus Wasser, Hepes und Salz.
Enthält ChondroFiller® liquid Cytokine/Wachstumsfaktoren?
ChondroFiller enthält keine Cytokine/Wachstumsfaktoren.
Wie wurde das Knorpelregenerat qualitativ analysiert?
Das Knorpelregenerat wurde präklinisch am Göttinger Minischwein (Synthese von Kollagen Typ 2, Zellmorphologie, Zellverteilung) und retrospektiv am Menschen (MRI, T2-Mapping) untersucht.
Kann nachgewiesen werden, welche Knorpelqualität durch ChondroFiller® liquid erzeugt wird?
ChondroFiller® liquid erzeugt hyalinähnliches Knorpelregenerat durch Typ-2-Kollagensynthese, chondrozytäre Zellmorphologie und Zellverteilung, wie eine präklinische Studie am Göttinger Minischwein zeigt. Dies wird durch eine laufende retrospektive klinische Studie am Menschen mit T2-MRI-Mapping bestätigt.
Welche Zellen wandern in den ChondroFiller® liquid?
In Tierstudien konnte die Einwanderung von Chondrozyten (Morphologie, Expression von Kollagen Typ 2 mittels Immunhistochemie) und möglicherweise von mesenchymalen Stammzellen nachgewiesen werden. Ein spezifischer Nachweis wurde jedoch nicht erbracht.
Wie gelangen die Zellen in den ChondroFiller® liquid?
Die Bindung der Zellen an die Kollagenmatrix erfolgt über Beta-1-Integrine. Grundsätzlich führt eine Gewebeverletzung (durch Débridement gegeben) zu einer Zellmigration. Zusätzlich wirkt Kollagen Typ 1 chemotaktisch auf eine Vielzahl von Zellen.
What happens if a torn meniscus is not treated?
If you opt out of the recommended meniscus tear treatment, it will necessarily lead to cartilage damage and osteoarthritis. The crack is further damaged with every movement until walking is only possible with great difficulty.
Can a meniscus tear heal by itself?
Whether the meniscus tear can heal by itself is also decided here on the basis of the degree of injury. You should also know that the meniscus contains various zones. Some areas have good blood flow and other regions that are more centered in the knee joint do not. If the tear is in the well-circulated region of the meniscus and it does not go too deep into the poorly circulated areas, it can heal conservatively.
How long does it take for a meniscus tear to heal?
How long it takes for the meniscus to heal depends on the type and method of treatment and depends on the individual case of one of the patients. The exact type of injury and the location of the crack are decisive. It takes 6 to 14 weeks for the meniscus to heal in most cases.
How quickly does a meniscus tear have to be operated on?
The pain and inability to move can be painful after a meniscus tear. As a rule, the knee can no longer be fully extended or bent. You should therefore see a doctor as soon as possible to discuss the next steps.
How is a meniscus tear treated?
First of all, it depends on the degree of cross-linking of the meniscus tear. The damaged areas of the torn meniscus can be removed or sutured after diagnosis. During removal, the parts of the meniscus frayed by the crack are sheared off. This allows the rough surface of the torn meniscus to be smoothed out. In a few rare cases, the meniscus tear is restored by a transplant, which is sutured and replaced with donor meniscus or biological tissue replacement.
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