Meniscustransplantatie; de indicatie en de eerste resultaten

Onderzoek
E.R.A. van Arkel
H.H. de Boer
Citeer dit artikel als
Ned Tijdschr Geneeskd. 1996;140:80-4
Abstract
Download PDF

Samenvatting

Doel

Beschrijving van de indicatie voor en de korte-termijnresultaten van meniscustransplantaties.

Opzet

Descriptief onderzoek.

Plaats

De Wever Ziekenhuis Heerlen.

Methode

Gedurende een periode van 4 jaar (1989-1992) werden 25 meniscustransplantaties (bij 23 patiënten) uitgevoerd. Na een minimale periode van 2 jaar vond naonderzoek plaats met behulp van 3 scoresystemen (‘Knee assessment scoring system’, Lysholm-score, Tegner-activiteitenscore) en met radiologische evaluatie. Bij 12 patiënten werd artroscopie na de transplantatie verricht. Via een naaldbiopsie werd materiaal voor histologisch en enzymhistochemisch onderzoek verkregen.

Resultaten

Bij 10 patiënten was het resultaat goed, bij 10 redelijk en bij 3 slecht (de 3 slechte resultaten betroffen mediale meniscustransplantaties die voor het grootste gedeelte los lagen van het gewrichtskapsel). Herstel dan wel verslechtering van het gewrichtskraakbeen kon artroscopisch niet worden bevestigd. Biopsieanalyse toonde na transplantatie vitale cellen aan. Er was geen celproliferatie en groeipotentie bij de 3 mislukte transplantaties.

Conclusie

Bij goed geselecteerde patiënten kan een meniscustransplantatie een oplossing bieden voor het therapeutische probleem dat ontstaat na een totale meniscectomie bij jongere patiënten met een invaliderende compartimentsartrose. De indicatie is: een patiënt, jonger dan 45 jaar, met een invaliderende compartimentsartrose na een totale meniscectomie en met een neutrale mechanische belastingsas van het been.

artikel

Inleiding

Totale meniscectomie kan leiden tot artrose in het kniegewricht.1-5 Menisci hebben een functie bij de gewichtsoverdracht, de schokdemping en de stabiliteit van de knie. De congruentie tussen de femurcondylen en het tibiaplateau wordt door de menisci vergroot. De vorm is tevens van belang voor een optimale verdeling van de synoviale vloeistof over het gewrichtskraakbeen.56

Een traumatisch meniscusletsel komt vaak voor bij jonge, actieve patiënten. Bij ongeveer 40 van hen ontstaat artrose, 10 tot 15 jaar na meniscectomie.2 Deze artrose kan invaliderend zijn, maar deze patiënten zijn dan nog te jong voor een knieprothese, en als de biomechanische belastingsas neutraal is, is een correctie-osteotomie niet geïndiceerd. Door de biomechanische krachten op het gewrichtskraakbeen weer normaal te laten worden (dat kan door een meniscustransplantatie uit te voeren), zou het kraakbeen zich kunnen herstellen, waardoor de progressie van de artrose kan worden beëindigd.

In dit artikel beschrijven wij de eerste reeks meniscustransplantaties die wij uitvoerden in het De Wever Ziekenhuis te Heerlen.

PatiËnten en methoden

Patiënten

In het De Wever Ziekenhuis werden sinds 1989 40 meniscustransplantaties verricht. Na een minimale vervolgperiode van 2 jaar werden 25 transplantaties (bij in totaal 23 patiënten) geëvalueerd. De gemiddelde nacontrole vond plaats na 36 maanden (uitersten: 24-60). Het betrof 17 mannen en 6 vrouwen met een gemiddelde leeftijd van 41 jaar (30-55). De laterale meniscus werd 14 keer getransplanteerd, de mediale 7 keer. Bij 2 patiënten werd zowel de laterale als de mediale meniscus getransplanteerd. De gemiddelde periode tussen totale meniscectomie en transplantatie bedroeg 16 jaar (3-32).

Indicatie voor transplantatie

De indicatie voor de eerste reeks meniscustransplantaties uitgevoerd in het De Wever Ziekenhuis te Heerlen werd gesteld bij patiënten jonger dan 55 jaar met een invaliderende, na een totale meniscectomie ontstane compartimentsartrose van de knie (dat is artrose beperkt tot het mediane dan wel laterale compartiment van de knie).

Preoperatief werden standaard-röntgenfoto's van de knie gemaakt en ook werd de mechanische belastingsas van het been bepaald op een zogenaamde staand-beenopname. Een diagnostische artroscopie werd verricht met als doel de knie en vooral het gewrichtskraakbeen te inspecteren. De artroscopie werd op video opgenomen om later vergelijkingsmateriaal te hebben. De stabiliteit van de knie werd onder narcose getest.

Selectie van donoren

De donormenisci werden verkregen via een weefselbank uit de V.S. Donoren moeten daar voldoen aan de criteria van de American Association of Tissue Banks. Donorbloed wordt getest op hepatitis B, hepatitis C, HIV en lues, en ingestuurd voor kweek. Ook wordt bloedgroepanalyse gedaan om resussensibilisatie bij resusnegatieve vrouwen in de vruchtbare leeftijd te voorkomen. De allotransplantaten worden binnen 24 uur na overlijden onder steriele omstandigheden verkregen.7 Nadat het preparaat (2 menisci liggend op het tibiaplateau; figuur 1) is uitgenomen, wordt het geheel gewassen in een weefselkweekoplossing met 15 glycerol. Als het preparaat steriel is ingepakt, wordt het in twee stadia gekoeld tot -80°C en opgeslagen in vloeibare stikstof. Met behulp van een röntgenfoto van het preparaat vindt selectie op grootte plaats.

Het aldus verkregen en bewerkte donormateriaal werd op droog ijs (vast koolzuur) via luchttransport naar Nederland gevlogen.

Operatietechniek

Via een mediale of laterale artrotomie wordt het allotransplantaat intra-articulair gefixeerd. Onder direct zicht worden eerst de hechtingen van de achterhoorn van binnen naar buiten door het kapsel gehaald. Een hechting bestaat uit 1 draad met 2 naalden. Door aan de hechtingen te trekken komt het transplantaat op de juiste plaats te liggen (figuur 2). Vervolgens worden de hechtingen direct over het kapsel geknoopt, de achterste eerst, en dan naar voren toe. De voorhoorn van het allotransplantaat wordt, in anatomische positie, na avivering en verwijdering van eventuele osteofyten van het tibiaplateau, als laatste aan het kapsel gehecht. Antibiotica en antithrombotica worden als profylaxe gegeven. Immunosuppressiva worden niet toegediend.

Postoperatief beleid

Op de 5e dag na de operatie wordt de patiënt onbelast gemobiliseerd, onder begeleiding van een fysiotherapeut, waarbij het been beschermd wordt door een afneembare koker. Tegelijk met de mobilisatie wordt gestart met continue passieve oefeningen op een machine. Na gemiddeld 10 dagen volgt ontslag uit het ziekenhuis; de fysiotherapie wordt thuis gecontinueerd. Na 6 weken mag het been progressief worden belast, waarbij volledige belasting meestal na 9 weken postoperatief wordt bereikt.

Klinische evaluatie

De klinische resultaten werden gemeten met behulp van het ‘Knee assessment scoring system’ (KASS), de Lysholm-score en de Tegner-activiteitenschaal.8-10 De KASS-score omvat subjectieve elementen (60 punten) en objectieve (40 punten). Voor een succesvol resultaat moet de score met ten minste 10 punten stijgen of boven de 75 punten blijven. De Lysholm-score is een kniefunctiescore met een maximum van 100 punten; de uitslagen worden als volgt gerubriceerd: uitstekende functie bij > 94 punten, goede functie bij 84-94 punten, redelijke functie bij 65-83 punten en slechte functie bij 1 Van de patiënten ondergingen achtereenvolgend 12 een artroscopie na de transplantatie voor onderzoeksdoeleinden, na verschillende tijdsintervallen. Tijdens deze artroscopieën werd met behulp van een naaldbiopsie weefsel afgenomen voor histologisch onderzoek. De contralaterale donormeniscus van hetzelfde tibiaplateau werd als controle voor de histologische analyse gebruikt. Deze controle-menisci werden op dezelfde manier behandeld en gepreserveerd als de transplantaten. Ook de histologische en enzymhistochemische analyse was dezelfde. De enzymhistochemische analyse betrof enkele hydrolytische enzymen (alkalische fosfatase en alfa-naftylacetaat-esterase) om degeneratieve veranderingen op te sporen, en oxidoreductasen als maat voor de mitochondriale activiteit.

Resultaten

Naonderzoek

Bij het naonderzoek werd een toename van de gemiddelde KASS-score gezien van 35 punten (uitersten: 25-50) tot 82 (37-96) punten. Bij 20 patiënten werd de transplantatie op grond daarvan als succesvol en bij 3 patiënten als niet-succesvol geclassificeerd. De gemiddelde Lysholm-score nam toe van 25 (5-46) tot 76 (19-92) punten. Volgens deze score hadden 10 patiënten een goed, 10 patiënten een redelijk en 3 patiënten een slecht resultaat. De gemiddelde Tegner-score nam toe van 2 (0-5) naar 3 (0-7) punten, terwijl deze vóór het ontstaan van het meniscusletsel gemiddeld 8 (4-9) was.

In 3 gevallen van mediale meniscustransplantatie was de transplantatie niet geslaagd: de tranplantaten lagen gedeeltelijk los van het gewrichtskapsel. Na respectievelijk 12, 20 en 24 maanden werden ze verwijderd.

Bij 12 patiënten werd een artroscopie na de transplantatie verricht, met een naaldbiopsie van het transplantaat. Tijdens de artroscopie werd geen herstel, maar ook geen verslechtering van het gewrichtskraakbeen waargenomen.

Histologische analyse

Histologische analyse van het biopsiemateriaal toonde degeneratieve veranderingen in de transplantaten, die niet werden waargenomen in de controle-menisci. Enzymhistochemische reacties toonden vitale cellen in de controle-menisci ten tijde van de transplantatie. Biopsiemateriaal verkregen 6 maanden na transplantatie toonde een toename van de mitochondriale activiteit. De mitochondriale activiteit bleek in het weefsel dat na 12 maanden werd verkregen een normaal niveau bereikt te hebben. Veranderingen in de hydrolytische enzymen werden niet waargenomen. Er werden geen lymfocyten in het meniscusweefsel gevonden.

Bij de 3 verwijderde transplantaten werden de celproliferatie en groeipotentie onderzocht.11 De groeipotentie bleek nagenoeg nihil. Wel werden er lokaal gebieden gezien met vitale cellen rond ingroeiende vaten, ook aan de zijde waar contact was met de synoviale vloeistof. Dit was op plaatsen waar de transplantaten nog enigszins vastgegroeid waren aan het gewrichtskapsel. Het grootste deel van deze mislukte transplantaten was avasculair, degeneratief veranderd en bevatte geen levende cellen.11

Vergelijking van de preoperatieve en bij het vervolgonderzoek gemaakte röntgenfoto's toonde bij 18 patiënten geen verandering en bij 5 patiënten een verbetering van de Fairbanks-criteria. In deze groep hadden 8 patiënten preoperatief geen neutrale mechanische belastingsas van het been. Zij hadden gemiddeld een lagere KASS- en Lysholm-score (respectievelijk 75 en 65), maar de verschillen waren niet statistisch significant. De gemiddelde score bij de patiënten met een neutrale beenas was respectievelijk 85 en 81.

Complicaties

Ernstige complicaties, in de zin van neurovasculaire letsels, diep veneuze trombose, longembolieën of wondinfectie, traden niet op. Een kleine complicatie bij de eerste 5 transplantaties was pijn ter plaatse van de niet-oplosbare hechtingen aan de voorzijde van de knie. Er hadden zich granulomen rond de hechtingen gevormd. Deze werden geëxcideerd tijdens de artroscopie na de transplantatie. Daarna werden alleen maar oplosbare hechtingen voor fixatie van het transplantaat gebruikt. Sindsdien werden geen granulomen rond de hechtingen meer gezien.

Beschouwing

Anatomie van de meniscus

Menisci zijn sikkelvormige structuren, die op het tibiaplateau liggen. Op doorsnede zijn ze wigvormig. De voor- en achterhoorn liggen vast op het tibiaplateau. De mediale meniscus is ook bevestigd aan het mediale collaterale ligament en aan het dorsale gewrichtskapsel.

De menisci zijn opgebouwd uit vezelig kraakbeen, voornamelijk collageenvezels type 1 en enkele elastinevezels in een grondsubstantie van mucopolysacchariden, waarin fibrochondrocyten liggen.6 De collageenvezels verlopen voornamelijk in de lengterichting, enkele lopen dwars of schuin.12 Hierdoor kan de meniscus zich bij belasting optimaal verzetten tegen vervorming.5

In het foetale stadium is de meniscus volledig gevasculariseerd, bij een volwassene alleen het perifere deel ervan. Het niet-vasculaire deel wordt gevoed door de synoviale vloeistof. De voedende arteriën ontspringen uit de Aa. superior lateralis en medialis genus en vormen een vaatring (‘rete articulare genus’) rond de buitenzijde van de meniscus. Vanuit deze vaatring gaan kleine neurovasculaire bundels radiaal de meniscus in.13 De zenuwuiteinden zijn voornamelijk type 1- en 2-vezels en mechanoreceptoren. Zowel de voor- als achterhoorn is beter gevasculariseerd en geïnnerveerd dan de rest van het meniscusweefsel.13

Immunologie

Bij transplantatie is immunologie een belangrijk aspect. Kraakbeen wordt beschouwd als immunogeen bevoorrecht weefsel: onderzoek bij getransplanteerd gewrichtskraakbeen toonde aan dat de humorale antilichamen het intacte kraakbeen niet kunnen penetreren en zodoende de chondrocyten niet kunnen bereiken.14 Weefselantigeen (HLA)-typering is daardoor minder van belang dan bij andere transplantaties.

Functie van de meniscus

In het laterale compartiment draagt de laterale meniscus geheel bij aan de belastingsoverdracht, terwijl in het mediale compartiment de belasting gelijk over de mediale meniscus en het gewrichtskraakbeen wordt verdeeld.15 Het gevolg van meniscectomie is een toename van de belasting op het gewrichtskraakbeen. Dit kan resulteren in het vroegtijdig ontstaan van degeneratieve afwijkingen in de knie.

Onderzoek naar de stabiliserende functie van de meniscus in de knie toonde aan dat een intacte mediale meniscus secundaire stabiliteit geeft wanneer de voorste kruisband is geruptureerd.16 De laterale meniscus is minder van belang bij de secundaire stabiliteit.

Effecten van meniscectomie

Hogere incidentie van compartimentsartrose wordt waargenomen na laterale meniscectomieën in vergelijking tot mediale meniscectomieën.1-4 Na een partiële meniscectomie ontstaan er minder degeneratieve afwijkingen dan na een totale; de degeneratieve afwijkingen staan in directe verhouding tot de hoeveelheid verwijderd meniscusweefsel.17 De resultaten van de artroscopische meniscectomie zijn beter dan van de open ingreep. De beste resultaten worden gezien na artroscopische partiële meniscectomie.1819 De patiënten zijn sneller mobiel en hebben minder behoefte aan fysiotherapie dan na andere ingrepen.20

Hechten van de meniscus

Nu er meer bekend is geworden over de functie van de meniscus en over de gevolgen van meniscectomie, zijn er technieken ontwikkeld om een meniscusletsel te herstellen en zo weinig mogelijk weefsel te verwijderen. Het hechten van een meniscus is niet altijd mogelijk. De indicatie tot hechten bestaat alleen bij een letsel in het gevasculariseerde deel van de meniscus. Er zijn open en artroscopische technieken beschreven, waarbij de meniscus zowel van binnen naar buiten als van buiten naar binnen kan worden gehecht. De resultaten zijn hoopgevend.21

Andere technieken voor substitutie van een ontbrekende meniscus

Dierexperimenteel zijn meniscustransplantaties verricht bij honden en geiten. Volledig losliggende menisci konden bij honden worden gereïmplanteerd.22 Bij geiten werd waargenomen dat gereïmplanteerde mediale menisci volledig vastgroeiden aan het kniekapsel.23 Ook zou de kwaliteit van het gewrichtskraakbeen na transplantatie verbeteren. In weefselbiopten werd een herstelfase in het kraakbeen waargenomen na transplantatie.2425

Experimentele materialen voor reconstructie van de meniscus zijn: teflonprothesen, koolstofpolyurethaanverbindingen en copolymerencollageen.26-28 Bij deze technieken wordt uitgegaan van het fenomeen ‘creeping substitution’, dat wil zeggen langs de aangeboden matrix groeien bloedvaten vanuit het kapsel in het perifere deel van de prothese, waarlangs zich fibrochondrocyten afzetten die een nieuwe extracellulaire matrix gaan vormen.

Bij transplantatie kunnen verse en gepreserveerde menisci worden gebruikt. Transplantaties van verse menisci hebben als logistiek nadeel dat patiënten voortdurend oproepbaar moeten zijn. Cryopreservering, in glycerol of dimethylsulfoxide (DMSO), is een preserveringstechniek die wordt gebruikt bij bot- en kraakbeentransplantaties. Een bijkomend voordeel van deze techniek is dat door het invriezen de immunogeniteit van het transplantaat nog verder wordt verminderd. Een nadeel is dat naarmate de preserveringstijd langer is, minder cellen in het transplantaat overleven.25

Indicatie voor meniscustransplantatie

De indicatie voor een meniscustransplantatie is nog niet duidelijk omschreven. Leeftijd van de patiënt, stabiliteit van de knie, belastingsas van de extremiteit en de mate van kraakbeenbeschadiging in het aangetaste gedeelte van de knie lijken van invloed te zijn op de resultaten. Om tot tranplantatie over te gaan dienen er ten minste pijnklachten te zijn en een beperking in het dagelijkse functioneren. Op theoretische gronden lijkt het zinvoller een meniscustransplantatie uit te voeren op het moment dat er nog geen ernstige afwijkingen aan het gewrichtskraakbeen aanwezig zijn, dan wanneer er helemaal geen gewrichtskraakbeen meer aanwezig is. Toch is het vooralsnog niet zinvol om bij een patiënt zonder knieklachten een meniscustransplantatie uit te voeren.

Aangepaste indicatiestelling

Op grond van onze eerste 25 meniscustransplantaties hebben wij de indicatiestelling aangepast. De leeftijdsgrens is verlaagd tot 45 jaar. De mechanische, belastingsas van het been dient neutraal te zijn. Is er sprake van een varus- of valgusstand van de knie, dan zal voor of tijdens de transplantatie een correctieve osteotomie worden uitgevoerd.

Conclusie

Aan de hand van onze korte-termijnresultaten kan geconcludeerd worden dat gecryopreserveerde meniscustransplantaten vastgroeien aan het gewrichtskapsel. Waarschijnlijk is het zo dat het overleven van het transplantaat medeafhankelijk is van de revascularisatie. De mechanische belastingsas van het been heeft effect op de revascularisatie.

Uit ons onderzoek blijkt dat in goed geselecteerde gevallen een meniscustransplantatie een oplossing kan bieden voor het therapeutische probleem dat ontstaat na een totale meniscectomie en een invaliderende compartimentsartrose van de knie bij een jongere patiënt.

De aangepaste indicatiestelling werd als volgt geformuleerd: een patiënt, jonger dan 45 jaar, met een invaliderende compartimentsartrose na totale meniscectomie en met een neutrale mechanische belastingsas van het been.

Literatuur
  1. Fairbank TJ. Knee joint changes after meniscectomy. J BoneJoint Surg (Br) 1948;30:664-70.

  2. Johnson RJ, Kettelkamp DB, Clark W, Leaverton P. Factorsaffecting late results after meniscectomy. J Bone Joint Surg (Am) 1974;56:719-29.

  3. Tapper EM, Hoover NW. Late results after meniscectomy. JBone Joint Surg (Am) 1969;51:517-26.

  4. Veth RPH. Over de resultaten van de meniscectomie van deknie proefschrift. Groningen: Rijksuniversteit, 1978.

  5. Jaspers PJTM. De mechanische functie van de menisci in hetkniegewricht proefschrift. Nijmegen: Katholieke Universiteit,1982.

  6. McDevitt CA, Webber RJ. The ultrastructure andbiochemistry of meniscal cartilage. Clin Orthop 1990;252:8-18.

  7. Malinin TI, Martinez OV, Brown MD. Banking of massiveosteoarticular and intercalary bone allografts – 12 years‘experience. Clin Orthop 1985;197:44-57.

  8. Mahomed MN, Beaver RJ, Gross AE. The long-term success offresh, small fragment osteochondral allografts used for intraarticularpost-traumatic defects in the knee joint. Orthopedics1992;15:1191-9.

  9. Lysholm J, Gillquist J. Evaluation of knee ligamentsurgery results with special emphasis on use of a scoring scale. Am J SportsMed 1982;10:150-4.

  10. Tegner Y, Lysholm J. Rating systems in the evaluation ofknee ligament injuries. Clin Orthop 1985;198:43-9.

  11. Boer HH de, Koudstaal J. Failed menfiscustransplantation. A report of three cases. Clin Orthop1994;306:155-62.

  12. Clark CR, Ogden JA. Development of the menisci of thehuman knee joint. Morphological changes and their potential role in childhoodmeniscal injury. J Bone Joint Surg (Am) 1983;65:538-47.

  13. Day B, Mackenzie WG, Shim SS, Leung G. The vascular andnerve supply of the human meniscus. Arthroscopy 1985;1:58-62.

  14. Langer F, Gross AE. Immunogenicity of allograft articularcartilage. J Bone Joint Surg (Am) 1974;56:297-304.

  15. Walker PS, Erkman MJ. The role of the menisci in forcetransmission across the knee. Clin Orthop 1975;109:184-92.

  16. Shoemaker SC, Markolf KL. The role of the meniscus in theanterior-posterior stability of the loaded anterior cruciate-deficient knee.Effects of partial versus total excision. J Bone Joint Surg (Am)1986;68:71-9.

  17. Cox JS, Nye CE, Schaefer WW, Woodstein IJ. Thedegenerative effects of partial and total resection of the medial meniscus indog's knees. Clin Orthop 1975;109:178-83.

  18. Northmore-Ball MD, Dandy DJ, Jackson RW. Arthroscopic,open partial, and total meniscectomy. J Bone Joint Surg (Br)1983;65:400-4.

  19. Hamberg P, Gillquist J, Lysholm J. A comparison betweenarthroscopic meniscectomy and modified open meniscectomy. A prospectiverandomised study with emphasis on postoperative rehabilitation. J Bone JointSurg (Br) 1984;66:189-92.

  20. Paré DM, Schuppers HA, Tetteroo QF, Bots RAA.Partiële meniscectomie per artroscoop bij patiënten boven de 50jaar. Ned Tijdschr Geneeskd1989;133:1890-2.

  21. Arkel ERA van, Weijer HTF van de. Artroscopischemeniscushechting. Ned TijdschrGeneeskd 1990;134:2299-301.

  22. Canham W, Stanish W. A study of the biological behaviorof the meniscus as a transplant in the medial compartment of a dog'sknee. Am J Sports Med 1986;14:376-9.

  23. Jackson DW, McDevitt CA, Simon TM, Arnoczky SP, AtwellEA, Silvino NJ. Meniscal transplantation using fresh and cryopreservedallografts. An experimental study in goats. Am J Sports Med1992;20:644-56.

  24. Milachowski KA, Weismeier K, Wirth CJ. Homologousmeniscus transplantation. Experimental and clinical results. Int Orthop1989;13:1-11.

  25. Arnoczky SP, Warren RF, McDevitt CA. Meniscal replacementusing a cryopreserved allograft. An experimental study in the dog. ClinOrthop 1990;252:121-8.

  26. Toyonaga T, Uezaki N, Chikama H. Substitute meniscus ofTeflonnet for the knee joint of dogs. Clin Orthop 1983;179:291-7.

  27. Veth RHP, Jansen HWB, Leenslag JW, Pennings AJ, HartelRM, Nielsen HKL. Experimental meniscal lesions reconstructed with a carbonfiber-polyurethane-poly(L-lactide) graft. Clin Orthop 1986;202:286-93.

  28. Stone KR, Rodkey WG, Webber RJ, McKinney L, Steadman JR.Future directions. Collagen-based prostheses for meniscal regeneration. ClinOrthop 1990;252:129-35.

Auteursinformatie

De Wever Ziekenhuis. afd. Orthopedie, Postbus 4446, 6401 CX Heerlen.

E.R.A.van Arkel, assistent-geneeskundige; dr.H.H.de Boer, orthopedisch chirurg.

Contact dr.H.H.de Boer

Gerelateerde artikelen

Reacties