Knorpelschäden entstehen einerseits akut im Rahmen eines Unfall, z.B. begleitend bei einer Kreuzbandverletzung oder anderen Bandruptur, andererseits chronisch infolge einer umschriebenden Minderdurchblutung (z.B. Osteochondrosis dissecans), durch Fehlbelastungen bei einer Achsfehlstellung, einer chronischen Instabilität (nach einer Kreuzbandverletzung) oder durch mechanische Hindernisse (freie Gelenkkörper, Meniskusriss). Die flächige Ausprägung von Knorpelschäden mit entzündlichen Begleitreaktionen wird als „Arthrose“ bezeichnet. Hier hilft oft nur noch die konservative Behandlung um die Beschwerden zu lindern und einen endoprothetischen Gelenkersatz noch um eine gewisse Zeitspanne hinauszuzögern. Eine Arthroskopie ist bei einer ausgeprägten Arthrose häufig nicht mehr nachhaltig erfolgreich.

Werden Knorpelschäden hingegen frühzeitig erkannt und sind sie noch auf einen umschriebenen Bezirk beschränkt, bestehen allerdings durchaus gute Therapieoptionen. Je nach Alter des Patienten, Lokalisation, Größe und Ausprägung eines Knorpelschadens sowie der Qualität und Beschaffenheit des den Knorpelschaden umgebenden gesunden Gelenkknorpels (hyaliner Knorpel) kommen unterschiedliche Verfahren zur Anwendung. Hierbei ist zunächst die Behebung der Ursache einer Knorpelschädigung (Achsfehlstellung, Bandinstabilität)  z.B. durch eine Achskorrektur oder Bandplastik von größter Wichtigkeit. Wird die Ursache eines Knorpelschadens nicht zuvor behoben, haben sämtliche knorpelreparativen Verfahren keine Aussicht auf Erfolg.

Bei größeren Knorpelschäden mit verwaschenem Übergang zum gesunden umgebenden Knorpelgewebe kann durch arthroskopisches Eröffnen der Knochenoberfläche im Bereich der Knorpelschädigung  mittels einer Knochenfräse (Abrasionschondroplastik) oder eines kleinen Dorns oder Bohrers (Mikrofrakturierung, Chondro-Pick) Blut ins Gelenk austreten und sich im Bereich des Knorpeldefektes anlagern. Dieses Blut enthält pluripotente Stammzellen, welche sich zu knorpelähnlichem Gewebe (Faserknorpel)  differenzieren können, welches in der Folge den Knorpeldefekt auffüllen kann. Hierfür sind nach dem Eingriff eine Teilbelastung mit 10-20kg für 6-8 Wochen sowie eine lastarme Bewegungstherapie mit einer Bewegungsschiene für 6 Wochen erforderlich.

Liegt ein umschriebener Knorpelschaden mit klar definierten Rändern von bis zu 3 cm² Größe vor kann dieser mittels einer Knorpel-Knochen-Transplantation (Mosaik-Plastik) therapiert werden. Nach Entnahme von bis zu drei Knorpel-Knochen-Zylindern mit einem Durchmesser zwischen 7 und 10mm aus gering belasteten Randbereichen des Kniegelenkes werden diese Zylindern in den zuvor vorbereiteten Bereich der Knorpelschädigung verpflanzt. Da diese Zylinder einen gesunden Knorpelüberzug besitzen, kann somit direkt gesunder Gelenkknorpel an die Defektstelle transplantiert werden. Dieser Eingriff kann ebenfalls in arthroskopischer Technik durchgeführt werden. Durch die knöcherne Einheilung der Zylinder kann nach einer 4-wöchigen Phase mit 10-20kg Teilbelastung zur vollen Belastung übergegangen werden. Auch hier ist eine lastarme Bewegungstherapie z.B. mit einer Bewegungsschiene für 4 Wochen erforderlich.

Bei größeren, jedoch umschriebenen Knorpelschäden mit guter Qualität des umgebenden Gelenkknorpels kommt bei jüngeren Patienten die Transplantation angezüchteter Knorpelzellen in Betracht (autologe Chondrozytentransplantation, Knorpelzell-Transplantation). In einem ersten arthroskopischen Eingriff werden Begleitverletzungen behoben und aus gering belasteten Randbereichen der Gelenkfläche zwei kleine Knorpel-Knochen-Zylinder von 4,5mm Durchmesser entnommen, in eine Nährlösung verbracht und gekühlt in ein Labor transportiert. Dort werden die Knorpelzellen aus diesen Zylindern isoliert, angezüchtet und vermehrt. Diese körpereigenen Knorpelzellen werden nach der dreiwöchigen Anzüchtungsphase in einen Kollagen-Schwamm eingebracht, welcher dann in einem zweiten Eingriff über eine kleine Gelenkeröffnung in den vorbereiteten Knorpeldefekt eingenäht wird und diesen somit auffüllt. Die Nachbehandlung erfordert eine 12-wöchige Teilbelastung mit 10-20kg und eine ebenso lange lastarme Bewegungstherapie mit einer Bewegungsschiene.

Dieses Verfahren ermöglicht die Transplantation körpereigener Knorpelzellen an die Defektstelle, wodurch nach Verfestigung des Transplantates ein dem originalen Gelenkknorpel sehr ähnliches Knorpelgewebe (hyalin-ähnlicher Knorpel) entsteht.