av Asheesh Bedi, MD
John Klimkiewicz skär i båda sidor av Shannon McMillans högra ben och drar tillbaka knäskyddet. ”Det är en pojke”, skämtar Georgetown University Hospital kirurg när han dyker upp öppnar knäet och avslöjar ben och brosk. Den hala bindväv som täcker ändarna av McMillans ben och fungerar som en stötdämpare har slitit på tre ställen och lämnat skador eller hål. Utan det tunna skiktet av brosk som möjliggör smidig rörelse av leden, leder ben-på-ben-verkan till smärta och artrit.
denna operation är ett långt skott för att stoppa den processen. Sitter på ett bord i närheten finns två flaskor av broskceller som McMillan, 39, anser erbjuda det bästa hoppet för att undvika en fullständig knäbyte. Förhoppningarna om legioner av helgutövare för en lång, aktiv framtid kan rida på förfarandet.
Klimkiewicz tar bort allt kvarvarande brosk i hålen. Därefter skär han ut tre fläckar av membran från McMillans vänstra skenben och suturerar dem över lesionerna i hennes högra knä. Han kommer att använda detta membran som en lapp för att hålla de nya broskcellerna på plats. Han injicerar cellerna i en liten öppning i de tre fläckarna, stänger hålen och limmar kanterna på plats. Slutligen flyttar han hennes knäskål till en position där den inte gnuggar mot det nya brosket, borrar skruvarna i McMillans ben för att säkra det och — tre timmar efter att ha gjort det första snittet — syr upp knäet.
ett tillvägagångssätt för Knäbroskbyte
varje år genomgår hundratusentals amerikaner operation för att reparera sönderrivet knäbrosk. ”Reparation” betyder vanligtvis rakning av skadat brosk. Men några yngre, friskare patienter försöker broskbyte, en mer experimentell terapi. En ersättningsmetod innebär att man odlar nya broskceller från de i patientens kropp och transplanterar dem i knäet.
tekniker för att reparera knäbrosk
under de senaste 20 åren har forskare och kirurger gjort framsteg när det gäller att reparera och återställa knäbrosk, men ingen idiotsäker metod finns. Alternativ för broskreparation inkluderar:
rakning eller debridering: en av de vanligaste behandlingarna för broskdefekter som inte har slitits på benet. Med hjälp av en penna-tunn instrument som kallas ett artroskop in i knäet genom ett litet snitt, en kirurg rakar och jämnar strimlad eller sliten brosk. Debridering används ofta i kombination med andra behandlingar. Eftersom tekniken inte fixar bakomliggande orsaker till skada kan symtomen återvända.
framgångsgrad*: 75 procent
mikrofraktur eller nötning: vanligt för patienter med broskskada hela vägen till benet. Kirurger använder artroskopiska verktyg för att skrapa det skadade området och skapa blödning av benet. Små hål plockas sedan in i defekten, vilket gör att blodkärl och benmärgsceller kan komma i kontakt med skadan. Benmärg fyller defekten, som så småningom mognar i ärrbrosk. Används ofta som en första linjens teknik.
fördelar: kirurgi utförs artroskopiskt. Relativt snabb återhämtning (sex till nio månader) och kostnadseffektiv.
nackdelar: enligt Kai Mithoefer, klinisk instruktör för ortopedi vid Harvard Medical School och författare till flera landmärkestudier om broskreparation, har 40 till 70 procent av patienterna minskande knäfunktion efter en initial ökning, och operationen har oförutsägbara resultat för större defekter.
framgångsgrad: 65 till 80 procent.
Autolog Kondrocytimplantation (ACI): Broskceller avlägsnas artoskopiskt från det skadade knäet och odlas utanför kroppen i en vävnadskultur. Efter cirka fyra veckor implanteras cellerna i defekten. Med tiden växer cellerna för att fylla defekten med en ny broskyta. Generellt rekommenderas för defekter över 200 millimeter när det inte finns något broskslitage runt defekten.
fördelar: många forskare säger att tekniken producerar normalt hyalinbrosk. Det används ofta efter att andra tekniker har misslyckats och har god hållbarhet.
nackdelar: Kräver stora snitt, en tvåstegsteknik, har en långsam återhämtning (12 till 18 månader) och är dyr.
framgångsgrad: 70 till 90 procent.
osteokondral Autograftöverföring (havre): kirurger tar en plugg av patientens brosk från en del av knäet som inte bär vikt under gång och transplanterar det i den skadade delen av knäet.
fördelar: Normal hyalinbrosk används, med en relativt kort återhämtning (fyra till åtta månader). Relativt kostnadseffektiv och långsiktig hållbarhet är bra.
nackdelar: Operationen är bäst för att fixa mindre defekter (mindre än 4 centimeter). Norman Marcus, en Springfield ortoped som utför flera typer av brosk reparation operationer, beskriver detta som ”råna Peter att betala Paul.”
framgångsgrad: 75 till 95 procent upp till 10 år.
Autolog Kondrocytimplantation (ACI): broskceller avlägsnas artoskopiskt från det skadade knäet och odlas utanför kroppen i en vävnadskultur. Efter cirka fyra veckor implanteras cellerna i defekten. Med tiden växer cellerna för att fylla defekten med en ny broskyta. Generellt rekommenderas för defekter över 200 millimeter när det inte finns något broskslitage runt defekten.
fördelar: många forskare säger att tekniken producerar normalt hyalinbrosk. Det används ofta efter att andra tekniker har misslyckats och har god hållbarhet.
nackdelar: kräver stora snitt, en tvåstegsteknik, har en långsam återhämtning (12 till 18 månader) och är dyr.
framgångsgrad: 70 till 90 procent.
osteokondral Autograftöverföring (havre): Kirurger tar en plugg av patientens brosk från en del av knäet som inte bär vikt under gång och transplanterar den i den skadade delen av knäet.
fördelar: Normal hyalinbrosk används, med en relativt kort återhämtning (fyra till åtta månader). Relativt kostnadseffektiv och långsiktig hållbarhet är bra.
nackdelar: operationen är bäst för att fixa mindre defekter (mindre än 4 centimeter). Norman Marcus, en Springfield ortoped som utför flera typer av brosk reparation operationer, beskriver detta som ”råna Peter att betala Paul.”
framgångsgrad: 75 till 95 procent upp till 10 år.
osteokondral Allograftransplantation: kirurger tar en broskpropp från en kadaver.
fördelar: föredragen för djupa, stora defekter.
nackdelar: stort snitt nödvändigt, potential för sjukdomsöverföring från kadavervävnad, broskceller måste överföras snabbt från kadaver, långa väntetider för vävnad, hög kostnad, minskande framgångsgrad över tid och långsam återhämtning (mer än 12 månader).
framgång: 95 procent efter fem år, 71 procent efter 10 år, 66 procent efter 20 år.
* kirurgiska framgångsnivåer återspeglar i allmänhet förbättring av smärta och aktivitetsnivåer.
tillbaka till Shannon McMillan. Två dagar senare, hennes knä svepte i bandage, McMillan bär den knutna käken på någon i smärta. Men hon är optimistisk att det kommer att bli en utdelning för den svåra återhämtningen framöver.
”jag ska göra vad som krävs”, säger Prince William County Public Schools busschaufför och mor till fyra. ”Jag kommer att känna mig så lättad den första morgonen jag vaknar och känner inte smärta i knäet. Det blir som första gången dina barn sover hela natten.”
under de senaste två decennierna har kirurger utvecklat en gång otänkbara sätt att ersätta brosk som bärs av ålder, överanvändning eller trauma: odla friska celler från patienter och kadaver, ansluta dem tillbaka till knäet och stimulera dem att växa på plats. Men även om fältet utvecklas snabbt, har forskare ännu inte hittat ett sätt att ge lab-odlat brosk hållbarheten och elasticiteten hos det ursprungliga materialet. Och ibland binder de nya cellerna inte till benet eller fäster vid brosket som redan finns där.
som har gjort broskbyte ett alternativ hittills för endast en relativ handfull patienter: de som har begränsad skada är unga nog (vanligtvis yngre än 50) för att inte ha utbredd artrit och har försökt andra lösningar först. Men om forskare kan lösa de tekniska problemen kan läkare vara nästan säkra på att ha gott om knän att arbeta med.
varje år genomgår hundratusentals amerikaner operation på grund av sönderrivet eller skadat knäbrosk: för 150 000 till 200 000 av dem är operationen en form av broskreparation. Men ”reparation” — oftast rakning av grova kanter-lämnar mindre brosk och sannolikheten för att smärta så småningom kommer att återvända. Cirka 500 000 behöver totala knäbyten. Ett sista utväg alternativ, ersättning kan lindra smärta, men en konstgjord led kommer i allmänhet inte att vara längre än 20 år och kan ofta inte matcha originalets flexibilitet eller rörelseområde. Cirka 21 miljoner amerikaner har artros. För närvarande är de inte kandidater för broskimplantation — ledinflammation begränsar broskregenerering och celler växer inte lika bra efter 50 års ålder — men forskare säger att det kan förändras inom det närmaste decenniet. Bruskimplantation eliminerar inte behovet av knäbyten, men det kan köpa artritiska patienter mer tid.
ett omtvistat fält
en metod som vinner mark är McMillans kirurgi, autolog kondrocytimplantation, eller ACI, som först utvecklades i Sverige i början av 90-talet. Tekniker använder några celler från en patients skadade knä för att odla miljontals nya celler i labbet. Efter ungefär fyra veckors tillväxt är cellerna redo att implanteras i knäet, där de reagerar med benet och membranet för att börja fylla i det skadade området. I USA är Genzyme det enda företaget som är auktoriserat att odla cellerna och skapa en produkt som de kallar Carticel. Cirka 13 000 amerikanska patienter har haft Carticel-implantat. Framgångsgraden varierar från 70 till 90 procent, enligt Genzyme. Cirka 15 procent av patienterna har överväxt av de implanterade cellerna, vilket kan orsaka knäsmärta eller obehag. Läkemedlet är en andra operation-som bara kräver ett litet snitt den här gången-för att raka bort extra brosk. Cirka 16 procent av patienterna upplever knästyvhet eller fångst, enligt företaget.
men $ 35,000 Carticel-förfarandet är kontroversiellt och inte alltid täckt av försäkringar. Vissa kirurger och forskare säger mindre kostsamma, mindre invasiva procedurer fungerar lika bra. Men forskning inom området är motstridiga och kvaliteten på studierna i allmänhet dålig, säger experter.
McMillans knäsaga började i Januari: när hon böjde sig ner skulle knäet låsas och hon kunde inte komma upp igen. I februari, hon opererades för att justera knäskålen; som gjorde saken värre, hon säger. Hon såg tre ortopediska kirurger innan hon valde en brosktransplantation.
”mitt enda andra alternativ”, säger McMillan, ” var en knäbyte. Jag hade allt att vinna och inget att förlora.”
Klimkiewicz, som utför cirka 15 ACI — operationer per år och har betalats av Genzyme för att föreläsa om proceduren, sa att det är viktigt för kirurger att välja rätt patienter och fixa knäjusteringsproblem eller tårar i menisken — gummiliknande dämpning på vardera sidan av leden-samtidigt. Men för rätt patient, säger han, har han sett bra resultat.
”för de största skadorna, för de som är värst, är Carticel det bästa”, säger Klimkiewicz.
forskning stöder inte alltid det påståendet. År 2004 publicerade ett team av norska forskare en studie där de inte fann någon signifikant skillnad i resultat efter två år mellan ACI-patienter och de som genomgick mikrofraktur, ett billigare, mindre invasivt och vanligare förfarande där kirurger skapar små frakturer i benet för att uppmuntra utvecklingen av nytt brosk.
Lars Engebretsen, professor i ortopedi vid universitetet i Oslo och en av studiens författare, säger att femåriga uppföljningsresultat, som publicerades i oktober, överensstämmer med tidigare resultat.
”det finns fortfarande ingen skillnad mellan de två teknikerna, från vilken vinkel som helst”, säger Engebretsen.
en annan utmanare
mikrofrakturproceduren utvecklades av Richard Steadman i slutet av 1980-talet i Colorado. Idag är ett team av kirurger på Steadman-Hawkins clinic i Vail kända för att lappa upp knäna hos professionella skidåkare och andra idrottare. (Professionell basketspelare Greg Oden av Portland Trail Blazers hade en mikrofraktur förfarande September. 13; Steadman konsulterade.) Övergripande kirurgiska framgångsnivåer varierar från 65 till 70 procent, beroende på studien, även om Steadman hävdar 80 till 90 procent framgång.
proceduren är mycket vanligare än ACI, med uppskattningsvis 60 000 utförda varje år i USA.
” i mikrofrakturen är brosket som bildas kroppens recept för reparation”, säger Steadman. ”Det är en naturlig process. Det verkar som om detta brosk håller sig över tiden.”
Steadman, som har utfört mer än 3000 mikrofrakturer, säger att proceduren har en kortare återhämtningstid än ACI.
en omtvistad fråga är vilken typ av brosk som växer tillbaka efter varje procedur: hyalinbrosk, så före skadan, eller fibrocartilage, som kanske inte har samma hållbarhet eller styrka. Vissa studier visar att båda förfarandena ger en hybrid. Andra visar att mikrofraktur producerar fibrocartilage och ACI ett mer hyalinliknande brosk.
en sak forskare verkar vara överens om: om mikrofraktur misslyckas är ACI fortfarande ett alternativ.
Bill Conkey av Alexandria var glad att lära sig att. Den 35-årige arkitektens knäproblem började när han slet sitt främre korsband (ACL) och menisken medan han spelade fotboll för 10 år sedan.
efter operationer för att reparera sin sönderrivna menisk och rekonstruera sin ACL återvände han till fotboll och snowboard, men med några års mellanrum skulle hans knä fånga och ortopedkirurg Vincent Desiderio skulle trimma av lös brosk.
Desiderio utförde mikrofrakturkirurgi 2003 och varnade Conkey att om han behöll samma aktivitetsnivå skulle han behöva knäbyte om 10 år. När smärtan återvände några år senare ville Conkey veta vad han behövde göra för att hålla knäet.
”jag har en 5-årig dotter”, säger Conkey. ”Jag vill kunna spela fotboll och snowboard med henne.”Desiderio hänvisade honom till Klimkiewicz, som sa till honom att han var en perfekt kandidat för ACI.
genom att sätta in ett tunt kirurgiskt instrument genom ett litet snitt hade Klimkiewicz tagit en bit brosk från Conkeys dåliga knä i December för att odla cellerna. Conkey försäkringsgivare balked först men så småningom täckte operationen. Conkey hade ACI och en knäskål omjustering i juni.
efter en smärtsam första två veckor som inkluderade upp till åtta timmars rehab om dagen och fem veckor med kryckor och en sockerrör, säger Conkey att hans återhämtning går smidigt. Han säger att han just har gått tillbaka till att sparka fotbollen runt med sin dotter, och för första gången känns hans knä bättre än det gjorde före operationen.
”min läkare säger till mig att jag nästa vår borde vara nästan smärtfri”, säger han. ”Det blir första gången på 10 år.”
göra förbättringar
läkare i Europa och Australien utför vissa broskregenereringsoperationer artroskopiskt, och flera företag konkurrerar om att förbättra den typ av cell som odlas för broskreparation.
forskare experimenterar också med växande broskceller på små byggnadsställningar; de hoppas att det kommer att låta kirurger implantera ett ämne mer som faktiskt brosk, vilket potentiellt sparar månader av återhämtningstid, säger Kai Mithoefer, en ortopedisk kirurg med Harvard Vanguard Medical Associates i Boston och klinisk instruktör av ortopedi vid Harvard Medical School.
”det är en mycket spännande och uppmuntrande utveckling”, sa han. Tre månader efter hennes operation låter McMillan som en annan kvinna. ”Jag mår bättre än väntat”, säger hon. ”Jag hade tre dagar av elände, men nu har mitt knä inte känt sig så bra sedan innan det började skada.”
efter månader på Percocet säger hon att hon känner att hon får sitt liv tillbaka. ”Min man och barnen som bor hemma har tagit stöten av det”, säger hon och hennes röst fångar. ”Jag tror inte att jag insåg den psykologiska effekten förrän nu. Jag bodde i mitt sovrum hela tiden. Jag kan inte gå tillbaka till alla mina aktiviteter ännu, men jag går på verandan och spelar kort med barnen. Mina barn sa till mig att de är glada att ha mig tillbaka.”
hon hoppas kunna komma tillbaka till vandring i West Virginia och simma i Greenbrier River nästa vår.
viktigast, hon återvände till att köra skolbussen November. 7. Det är ibland obekvämt, säger hon, men hon är glad att vara tillbaka på jobbet; familjen har sträckt sina dollar i månader för att leva på sin mans lön ensam. ”Jag börjar känna åtminstone att jag kan andas”, säger hon.
