Stammzellen sind grundlegende biologische Mutterzellen in unserem Körper, die sich selbst erneuern und sich in spezifische Strukturen wie Knochen, Knorpel oder Muskeln umwandeln können, um geschädigtes Gewebe zu reparieren. Die Stammzelltherapie ist dagegen ein zellulärer Heilungsprozess, bei dem diese natürlichen reparativen Bausteine mithilfe spezieller medizinischer Verfahren aus dem Knochenmark oder Fettgewebe gewonnen und direkt auf den betroffenen Bereich angewendet werden. In der orthopädischen und traumatologischen Praxis wird dieser biologische Ansatz wirksam zur Behandlung vieler mechanischer Probleme wie Knie- und Hüftarthrose, Meniskusrissen, chronischen Sehnenschäden, avaskulärer Nekrose und nicht heilenden Knochenbrüchen eingesetzt. Dieses System, das das körpereigene Heilungspotenzial aktiviert, ohne synthetisches Material von außen einzusetzen, ermöglicht eine dauerhafte Regeneration der Gelenke auf zellulärer Ebene.
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Was sind Stammzellen, die grundlegenden Bausteine unseres Körpers?
Der menschliche Körper ist ein gewaltiges und vollkommenes System, das aus Billionen von Zellen besteht. Jede Struktur wie Muskelzellen, Nervenzellen oder Knochenzellen besitzt eine sehr spezifische und unveränderliche Aufgabe. Stammzellen weisen jedoch eine Natur auf, die weit über diese spezialisierten Strukturen hinausgeht. Man kann sie sich als geschickte Baumeister unseres Körpers oder als formveränderliche Bausteine vorstellen. Eine Stammzelle besitzt sowohl die Fähigkeit, sich durch Selbstkopie zu vermehren, als auch die Kapazität, sich in eine andere Gewebezelle umzuwandeln, die in ihrer jeweiligen Umgebung benötigt wird.
Wenn wir uns im Alltag in die Haut schneiden oder einen Knochen brechen, ist die Fähigkeit des Körpers, sich selbst zu reparieren, das Werk dieser Zellen. Wenn biologische Abnutzungen oder Verletzungen auftreten, vermehren sich diese im Kreislaufsystem oder tief in den Geweben wartenden Zellen durch mitotische Teilung und wandern direkt in den geschädigten Bereich, um dort die Reparatur zu übernehmen.
Welche medizinisch klassifizierten Stammzellarten gibt es?
Zellen werden entsprechend ihrem Potenzial, sich in andere Gewebe umzuwandeln, und den Quellen, aus denen sie gewonnen werden, wissenschaftlich in bestimmte Gruppen eingeteilt. Die grundlegenden Stammzellklassen in der medizinischen Literatur sind:
- Totipotent
- Pluripotent
- Multipotent
- Unipotent
Totipotente Zellen sind die ursprünglichsten Zellen mit dem Potenzial, einen vollständigen Organismus und sogar zusätzliche Strukturen wie die Plazenta vollständig zu bilden. Sie kommen ausschließlich in den ersten Entwicklungsstadien nach der Befruchtung im Mutterleib vor. In heutigen klinischen Behandlungen gibt es für diese Zellen kein Anwendungsgebiet. Pluripotente Zellen besitzen dagegen die Fähigkeit, sich in alle Gewebetypen des Körpers umzuwandeln. Genetisch im Labor reprogrammierte Zellen gehören zu dieser Gruppe. Obwohl sie theoretisch ein großes Potenzial für die Reparatur chronischer Erkrankungen besitzen, ist ihre klinische Anwendung derzeit begrenzt.
Die multipotenten Zellen bilden die Grundlage orthopädischer Behandlungen und sind die am häufigsten verwendete Gruppe. Sie können sich in eine begrenzte Anzahl bestimmter, miteinander verwandter Zelltypen umwandeln. Sie kommen in hoher Konzentration im Knochenmark, Fettgewebe und in den Gelenkmembranen vor. Unipotente Zellen sind dagegen begrenzte Zellen, die sich nur in einen einzigen Zelltyp umwandeln können und an der lokalen Gewebereparatur beteiligt sind.
Warum sind bei Erwachsenen vorhandene Stammzellen für die Orthopädie wichtig?
Die Entdeckung mesenchymaler Stammzellen mit multipotenten Eigenschaften reicht bis in die 1920er-Jahre zurück. Damals wurden erstmals Vorläuferstrukturen innerhalb der Blutzellen erkannt, die ein Differenzierungspotenzial besaßen. Durch jahrelange Laboruntersuchungen wurde nachgewiesen, dass diese Zellen den Ursprung des Bindegewebes bilden und sich unter geeigneten Bedingungen in verschiedene Gewebearten umwandeln können.
In der orthopädischen Praxis haben sich diese mesenchymalen Zellen dank ihrer Fähigkeit, sich in Knochen-, Knorpel-, Muskel-, Sehnen- und Bindegewebe umzuwandeln, zu einem der dynamischsten Behandlungsinstrumente bei Erkrankungen des Bewegungsapparats entwickelt. Die faszinierendste Eigenschaft dieser Zellen ist ihre unmittelbare Anpassungsfähigkeit an ihre Umgebung. Werden sie in Knochengewebe eingebracht, lesen sie die dortigen chemischen Signale und verhalten sich wie Knochenzellen. Mit zunehmendem Alter des menschlichen Körpers nehmen jedoch die Anzahl und die Energiekapazität der zellulären Reserven in den Geweben schrittweise ab. Daher ist bei Behandlungen mit körpereigenen Zellen das biologische Alter des Patienten ein Faktor, der die Qualität der zu erwartenden Heilung unmittelbar beeinflusst.
Wie findet die in den Körper eingebrachte Stammzelle den geschädigten Bereich?
Bei Stammzelltherapien wird häufig gefragt, wie die Zellen nach der Einbringung in ein Gelenk oder auf ein gerissenes Band genau den richtigen Bereich erreichen. Wenn ein Gewebe im Körper geschädigt wird oder der Knorpel sich abzunutzen beginnt, setzen die beschädigten Zellen in diesem Bereich chemische Notsignale an ihre Umgebung frei.
Diese chemischen Signale funktionieren wie Leuchtraketen, die in der Dunkelheit abgefeuert werden. Die im Blutkreislauf oder in der Gelenkflüssigkeit vorhandenen Stammzellen reagieren äußerst empfindlich auf diese Signale. Sie folgen dem Bereich mit der höchsten Signalkonzentration und wandern direkt zur geschädigten Stelle. Dank dieses bemerkenswerten Mechanismus, der in der Medizin als Chemotaxis bezeichnet wird, konzentrieren sich die von außen eingebrachten Zellmaterialien dort, wo die Reparatur benötigt wird.
Wie beginnt eine Stammzelle nach Erreichen des geschädigten Bereichs mit der Reparatur?
Wenn Stammzellen ihr Ziel erreichen, ersetzen sie nicht lediglich fehlende Knorpel- oder Knochenzellen. Tatsächlich arbeiten sie im geschädigten Bereich wie mobile Apotheken und steuern ein wesentlich komplexeres biologisches Orchester.
Damit sich die Zellen in Knochen- oder Knorpelgewebe umwandeln können, müssen bestimmte genetische Schalter in ihrem Inneren aktiviert werden. Gleichzeitig setzen sie sehr wirksame heilende Moleküle und Proteine in ihre Umgebung frei. Diese zellulären Sekrete beruhigen insbesondere chronische Entzündungen in einem verschlissenen Gelenk. Sie verlangsamen den schädigenden Prozess und ermöglichen dem Körper, erneut in eine Aufbauphase überzugehen. Die Verringerung von Gelenkschmerzen und die Verbesserung der Beweglichkeit werden größtenteils durch diese löslichen heilenden Faktoren ermöglicht, die von den Zellen produziert werden.
Warum benötigen in das Gelenk eingebrachte Stammzellen Trägergerüste?
Obwohl Zellen in orthopädischen Behandlungen äußerst intelligent sind, können sie manchmal unkontrolliertes Verhalten zeigen, wenn sie völlig frei in einen großen Gelenkraum eingebracht werden. In einem Bereich, in dem eine Knorpelreparatur angestrebt wird, besteht das Risiko, dass die Zellen durch unterschiedliche chemische Signale im Gelenk beeinflusst werden und unerwünschte knochenähnliche harte Strukturen bilden.
Um dieses Risiko vollständig zu beseitigen und eine Verteilung der Zellen in der Gelenkflüssigkeit zu verhindern, werden biologische Strukturen eingesetzt, die als Trägergerüste bezeichnet werden. Diese Gerüste sind weiche Strukturen auf Basis von Hyaluronsäure oder Kollagen und sorgen dafür, dass die Stammzellen wie ein Wundpflaster ausschließlich auf dem vorgesehenen Knorpeldefekt verbleiben. Die Zellen haften an diesem dreidimensionalen Netzwerk und beginnen einen sicheren und gleichmäßigen Reparaturprozess.
Wie wird eine Stammzelltherapie aus Knochenmark durchgeführt?
Das Knochenmark gehört zu den aktivsten Produktionsstätten des Körpers für Blutzellen und reparative Zellen. Das Verfahren der knochenmarkbasierten Behandlung beruht meist auf der Entnahme von Knochenmark aus dem hinteren oberen Bereich des Beckenknochens. Dieser Eingriff wird im Operationssaal unter lokaler Betäubung und zusätzlich unter beruhigender Sedierung durchgeführt, sodass der Patient keine Schmerzen verspürt.
Das mithilfe spezieller Nadeln entnommene frische Knochenmark wird in geschlossene und vollständig sterile Zentrifugengeräte eingebracht. Durch die schnelle Drehbewegung des Geräts werden Stammzellen und heilende Faktoren von den übrigen Blutbestandteilen getrennt und in einer speziellen Zellschicht gesammelt. Diese wertvolle konzentrierte Flüssigkeit wird anschließend unter Begleitung medizinischer Bildgebungsgeräte direkt an die Stelle mit dem Knorpelschaden oder dem nicht heilenden Knochenbruch injiziert.
Wie wird eine aus Fettgewebe gewonnene Stammzelltherapie angewendet?
Fettgewebe ist eine außergewöhnliche Quelle, die pro Volumeneinheit eine besonders hohe Anzahl reparativer Zellen enthält. Diese Methode, bei der Zellen aus dem Unterhautfettgewebe des Bauch- oder Oberschenkelbereichs verwendet werden, wird in einem sterilen Eingriffsraum unter lokaler Betäubung durchgeführt.
Nachdem eine spezielle Lösung in den Bereich eingebracht wurde, die Blutungen und Verletzungen minimiert, wird mithilfe sehr feiner Kanülen eine bestimmte Menge Fettgewebe abgesaugt. Das gewonnene Fett wird während der Laborphase durch enzymatische Aufspaltung oder mechanische Verfahren von den enthaltenen reifen Fettzellen befreit. Der verbleibende Anteil, der Millionen lebender Zellen enthält, wird direkt auf das Zielgewebe angewendet. Abhängig von der Tiefe und der anatomischen Struktur des Gelenks werden häufig bildgebende Verfahren wie Ultraschall oder Fluoroskopie zur Führung der Nadel eingesetzt.
Aus welchen Phasen besteht eine im Labor vermehrte Stammzelltherapie?
Wenn die aus dem eigenen Gewebe des Patienten gewonnene Zellmenge für die Reparatur sehr großer Gewebeschäden nicht ausreicht, kann eine Vermehrung der Zellen im Labor erfolgen. Dieser Prozess unterliegt sehr strengen gesetzlichen Kontrollen.
Nach der klinischen Beurteilung und der Genehmigung durch die zuständigen Gesundheitsbehörden wird dem Patienten eine minimale Gewebeprobe entnommen. Diese Probe wird an international akkreditierte Labore mit hohen Sicherheitsstandards gesendet. Die Zellen werden über mehrere Wochen in speziellen Kulturmedien vermehrt, bis eine Anzahl von mehreren Millionen erreicht ist. Sobald die angestrebte Zellzahl erreicht wurde, werden sie unter Einhaltung der Kühlkettenbedingungen in einer Spritze zur Klinik transportiert und dem Patienten unter sterilen Bedingungen verabreicht.
Ist das häufig verwechselte PRP eine Stammzelltherapie?
Eine der häufigsten Verwechslungen in der Medizin und in der Gesellschaft besteht darin, dass die PRP-Behandlung für eine Stammzelltherapie gehalten wird. Bei der PRP-Behandlung wird dem Patienten Blut aus dem Arm entnommen und anschließend zentrifugiert, um heilungsfördernde Blutplättchen, die Thrombozyten, abzutrennen. Die dabei gewonnene Flüssigkeit enthält ausschließlich Wachstumsfaktoren, die die Kommunikation zwischen den Zellen ermöglichen.
PRP-Flüssigkeiten enthalten keine direkten Reparaturzellen. Wachstumsfaktoren wirken wie Dünger, der auf den Boden gegeben wird: Sie beleben die Umgebung und regen die lokale Heilung an. Stammzellen sind dagegen sowohl das Saatgut als auch der Arbeiter, der das Feld bestellt. Daher ist PRP zwar eine sehr hilfreiche und unter ambulanten Bedingungen leicht durchführbare Methode, besitzt strukturell jedoch nicht dieselbe tiefgreifende Reparaturkraft wie Stammzellen.
Welche Unterschiede bestehen zwischen modernen Exosomen und einer Stammzelltherapie?
Einer der neuesten Ansätze der regenerativen Medizin sind Exosomen als zellfreie Behandlungsmethode. Wenn man Stammzellen als Boten betrachtet, sind Exosomen die mit Informationen beladenen Pakete, die sie an andere Gewebe senden. Diese Pakete werden mithilfe spezieller Verfahren aus den Flüssigkeiten isoliert, die von im Labor vermehrten Stammzellen freigesetzt werden, und leiten die Reparatur direkt ein, sobald sie das Zielgewebe erreichen.
Da Exosomen kein lebendes genetisches Material enthalten, besitzen sie keine Fähigkeit zur Vermehrung. Dadurch sind sie vollständig von bestimmten zellbedingten Risiken befreit. Von einer anderen Person gewonnene Exosomen können sicher angewendet werden, ohne eine Gewebeabstoßung auszulösen. Sie besitzen starke Wirkungen bei der Steigerung der Kollagenproduktion im Zielbereich und bei der Verlangsamung der Zellalterung.
Bei welchen Erkrankungen wird die Stammzelltherapie in der Orthopädie eingesetzt?
In der orthopädischen und traumatologischen Praxis gibt es zahlreiche Krankheitsgruppen, bei denen die zelluläre Reparaturkraft genutzt wird. Zu den wichtigsten orthopädischen Problemen, bei denen diese Behandlungen häufig eingesetzt werden, gehören:
- Kniearthrose
- Hüftarthrose
- Avaskuläre Nekrose
- Meniskusrisse
- Nicht heilende Knochenbrüche
- Achillessehnenentzündung
- Rotatorenmanschettenrisse
- Sportverletzungen
Bei Arthrosefällen werden sehr zufriedenstellende Ergebnisse erzielt, wenn der Knorpelverlust noch nicht das Endstadium erreicht hat. Bei avaskulären Nekrosen, bei denen die Durchblutung des Hüftknochens beeinträchtigt ist, können frühzeitig eingebrachte Zellen die Bildung neuer Blutgefäße unterstützen und das Fortschreiten eines Knocheneinbruchs aufhalten. Ebenso regen Anwendungen an der Frakturlinie bei Knochenbrüchen, die mechanisch operativ stabilisiert wurden, biologisch jedoch nicht verheilen, den Knochenaufbau an.
Für wen ist eine Stammzelltherapie nicht geeignet?
Biologische Reparaturverfahren sind kein Wundermittel, und nicht jeder Patient ist für diese Behandlung geeignet. Die richtige Patientenauswahl ist die entscheidendste Phase für den Behandlungserfolg. Zu den Situationen, in denen die Behandlung nicht angewendet werden sollte oder voraussichtlich nicht das erwartete Ergebnis erzielt, gehören:
- Fortgeschrittene Arthrose
- Vollständiger Knorpelverlust
- Aktive rheumatoide Arthritis
- Schwere Adipositas
- Aktive lokale Infektionen
- Ausgeprägte mechanische Fehlstellung der Beine
- Vollständig durchtrennte Sehnenrisse
In fortgeschrittenen Stadien, in denen der Knorpel vollständig abgenutzt ist und die Knochen aneinanderreiben, können biologische Behandlungen kein neues Gelenk schaffen. In einem solchen Fall kann lediglich eine sehr kurzfristige Schmerzkontrolle erreicht werden, eine dauerhafte Reparatur findet jedoch nicht statt. Bei Patienten mit Adipositas bleibt der Behandlungserfolg ebenfalls sehr gering, da die übermäßige mechanische Belastung des Gelenks das neu entstandene Reparaturgewebe sehr schnell erneut schädigen würde.
Was geschieht während des Heilungsverlaufs nach einer Stammzelltherapie?
Der Abschluss der Injektionsphase stellt nur die erste Hälfte des Behandlungsprozesses dar. Der eigentliche zelluläre Aufbauprozess beginnt unmittelbar nach dem Eingriff. In den ersten 48 Stunden nach dem Verfahren sind eine reaktive Schwellung, ein Spannungsgefühl und eine Zunahme der Schmerzen im behandelten Knie- oder Hüftgelenk ein völlig natürlicher Bestandteil des biologischen Prozesses.
In diesem Zeitraum ist es sehr wichtig, dass sich die Patienten ausruhen und das Gelenk leicht erhöht lagern, um die Durchblutung auszugleichen. In regelmäßigen Abständen angewendete kalte Kompressen können übermäßige Flüssigkeitsansammlungen und Beschwerden im Bereich deutlich lindern. An den Spenderstellen, an denen Fett oder Knochenmark entnommen wurde, sind leichte Druckempfindlichkeit und Farbveränderungen, die einige Tage anhalten können, ebenfalls normal. Die ersten Heilungszeichen beginnen ab der zweiten Woche, und der zelluläre Aufbau setzt sich bis zum sechsten Monat zunehmend vertieft fort.
Welche Medikamente dürfen nach einer Stammzelltherapie nicht verwendet werden?
Die wichtigste Regel, die Patienten bei biologischen Reparaturprozessen beachten müssen, betrifft die Auswahl der in der frühen Phase nach dem Eingriff verwendeten Medikamente. Damit die in den Körper injizierten Zellen ihre Arbeit aufnehmen und die Gewebereparatur anregen können, ist in diesem Bereich ein leichter und kontrollierter natürlicher Entzündungsprozess erforderlich. Zu den Medikamentengruppen, die diesen Prozess unterbrechen können und daher nicht verwendet werden sollten, gehören:
- Ibuprofen
- Naproxen
- Diclofenac
- Ketoprofen
- Aspirinderivate
- Systemische Kortikosteroide
Diese starken Schmerzmittel, die auch als Rheumamedikamente bekannt sind, unterbrechen die natürlichen Reparatursignale des Körpers wie ein Messer und stoppen dadurch die Zellaktivität. Wenn in den ersten fünfzehn Tagen nach der Behandlung eine Schmerzkontrolle erforderlich ist, wird deshalb empfohlen, einfache Schmerzmittel auf Paracetamolbasis zu verwenden, die die biologische Funktion der Zellen nicht beeinträchtigen.
Welche Übungen werden nach einer Stammzelltherapie empfohlen?
Um die Wirksamkeit der Behandlung zu erhöhen und die erreichte Gewebereparatur dauerhaft zu machen, sollte bereits frühzeitig ein mechanisch korrekt aufgebautes Trainingsprogramm begonnen werden. Zu den grundlegenden Aktivitäten, die die Muskulatur stärken, ohne die Gelenke zu schädigen, gehören:
- Schwimmen
- Stationäres Fahrradfahren
- Gehen im Wasser
- Pilates
- Isometrische Muskelanspannungen
- Langsame Spaziergänge auf ebenem Untergrund
Während dieses Prozesses sollten Sprungbewegungen, die plötzliche Stöße auf das Gelenk übertragen, schwere Kniebeugen und belastende Läufe vermieden werden. Die Stärkung der Muskulatur rund um das Gelenk reduziert die mechanische Belastung der Knorpelschicht und ermöglicht es den Zellen, sich ungehindert zu vermehren und ein stabiles Gewebegerüst zu bilden.
Sind die Ergebnisse der angewendeten Stammzelltherapie wissenschaftlich belegt?
Zahlreiche weltweit durchgeführte wissenschaftliche Studien im Bereich der regenerativen Orthopädie zeigen eindeutig die Zuverlässigkeit zellulärer Verfahren und ihr Potenzial für die Gewebereparatur. In umfangreichen klinischen Untersuchungen in Europa wurde festgestellt, dass bei Patienten mit Kniearthrose angewendete Stammzellen bereits ab dem ersten Monat statistisch deutliche Verbesserungen der Funktionswerte bewirken.
Studien berichten, dass sich die Steifigkeit, die Patienten Monate nach dem Eingriff beim Treppensteigen oder morgens nach dem Aufwachen verspüren, in sehr hohem Maße verringert. Selbst wenn hochauflösende medizinische Bildgebungsverfahren keine erheblichen millimetergenauen Zunahmen der Knorpeldicke zeigen, wird durch wissenschaftliche Daten bestätigt, dass die klinischen Beschwerden der Patienten dank der Beseitigung schädlicher Abnutzungsfaktoren in der Umgebung vollständig verschwinden können. Durch radiologische Verlaufskontrollen wurde außerdem gezeigt, dass bei Meniskusverletzungen angewendete Zellen das Volumen des Meniskusgewebes erhöhen.
Ist die Wirkung einer Stammzelltherapie lebenslang dauerhaft?
Für die Dauerhaftigkeit keiner biologischen Behandlung kann eine unbegrenzte Garantie gegeben werden, da der natürliche Alterungsprozess des menschlichen Körpers und die mechanische Beanspruchung der Gelenke ununterbrochen fortbestehen. Obwohl klinische Studien bei einem sehr großen Anteil der Patienten über viele Jahre anhaltende klinische Verbesserungen festgestellt haben, wurde beobachtet, dass bei einigen Patienten die Beschwerden im Laufe der Jahre leicht zurückkehren können.
Häufig gestellte Fragen
Was sind Stammzellen und zu welchen Zwecken können sie in der Orthopädie eingesetzt werden?
Bei welchen orthopädischen Erkrankungen kann eine Stammzelltherapie angewendet werden?
Wie wird eine Stammzelltherapie geplant und wie verläuft die Anwendung?
Kann eine Stammzelltherapie bei jedem Patienten anstelle einer Operation eingesetzt werden?
Sind Physiotherapie und Bewegung nach einer Stammzelltherapie erforderlich?
Wie lange dauert es, bis die Wirkung einer Stammzelltherapie eintritt?
Welche Anwendungsgebiete hat die Stammzelltherapie?
Welche Risiken und Einschränkungen hat eine Stammzelltherapie?
Worauf sollte nach einer Stammzelltherapie geachtet werden?
Wann sollte für eine Stammzelltherapie ein Orthopäde aufgesucht werden?

Prof. Dr. Murat Demirel, 1974 yılında Ankara’da doğmuş, 1998 yılında Ankara Üniversitesi Tıp Fakültesi’nden mezun olmuştur. Aynı yıl Ankara Numune Eğitim ve Araştırma Hastanesi 1. Ortopedi ve Travmatoloji Kliniği’nde uzmanlık eğitimine başlamış ve 2004 yılında Ortopedi ve Travmatoloji Uzmanı unvanını almıştır. Uzmanlık sonrası dönemde kas-iskelet sistemi hastalıklarının cerrahi ve konservatif tedavilerine odaklanmış, yenilikçi ortopedik yaklaşımları klinik pratiğine entegre etmiştir.
Omuz, diz, kalça ve ayak bileği eklemlerine yönelik ileri düzey cerrahi uygulamalarda uzmanlaşan Prof. Dr. Demirel; omuz artroskopisi, diz protezi, robotik cerrahi, kök hücre tedavisi ve PRP uygulamaları konularında deneyim sahibidir. Güncel ortopedi pratiğinde fonksiyonel sonuçları artıran minimal invaziv ve biyolojik tedavi yöntemlerini önceliklendirmektedir.
Halen Ankara’daki özel kliniğinde ortopedi ve travmatoloji alanında hasta kabul eden Prof. Dr. Murat Demirel, ileri görüntüleme teknolojileri ve multidisipliner yaklaşımla kişiye özel tedavi planları oluşturmaktadır. Cerrahi ve rejeneratif ortopediyi birleştiren vizyoner yaklaşımıyla, hareket sistemi hastalıklarının tedavisinde yaşam kalitesini merkeze alan modern çözümler sunmaktadır.

