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KNORPELSCHÄDEN UND KNORPELREGENERATION
ANDREAS KRÖNER, OTTO WAGNER SPITAL
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HYALINER KNORPEL=IST DIE ANATOMISCHE STRUKTUR, DIE DAS ALTER DES GELENKES
BESTIMMT - “SO ALT WIE DER KNORPEL IST, SO ALT IST DAS GELENK“
(CURL ET AL. 1997)
SOMIT SIND KNORPELVERÄNDERUNGEN SORGFÄLTIG ZU
DIAGNOSTIZIEREN UND INDIVIDUELL ZU THERAPIEREN
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ANATOMIE1. HYALINER KNORPEL (Gelenken, Rippen Nase, Atemtrakt,…)
2. ELASTISCHER KNORPEL (Ohrmuschel, Gehörgang, Kehldeckel,..)
3. FASERKNORPEL (Bandscheiben, Menisken, Schambeinfuge- Reparturgewebe
nach Knorpeldefekten in Gelenken)
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ANATOMISCHER AUFBAU UND FUNKTION DES HYALINEN KNORPELS
• REIBUNGSFREIES GLEITEN DER GELENKSPARTNER
• EINWIRKENDE KRAFT WIRD VOM KNORPEL AUFGENOMMEN UND VERTEILT – die Kraft wirkt
somit nicht auf den Knochen
• Chondrozyten = Knorpelzellen (keine Teilungsfähigkeit im Erwachsenenalter) produzieren die EZM
(extrazelluläre Matrix)
• PROKOLLAGEN, PROTEOGLYKAN (glycolisierte Gylocoproteine), WASSER
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CHONDROZYTEN BILDEN DIE KNORPELMATRIX
• 1+ 2 = ER UND GOLGI APPARAT
• 3 = HYALORONSÄURE
• 4,8 = VERBINDUNGSPROTEIN
• 5 = AGGRECAN (Hyaloronsäure,
Chondroitinsulfat, Glucosamoinglykane)
• 6 = KOLLAGEN II UND XI
• 7 = KOLLAGEN IX
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HYALINER KNORPEL
• EZM (EXTRAZELLULÄRE MATRIX) –
VISCOELASTISCHEN EIGENSCHAFTEN
• HYALORONSÄURE (POLYSACHARIDE)
-Hauptbestandteil der Synovia = Schmiermittel
-Wasserspeicherung!!!
-Druckbelastung (Wasser ist kaum komprimierbar)
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HISTOLOGISCHES BILD DES KNORPELS
• SÄUGLING • ERWACHSENER
Keine Nerven
Keine Blutgefäße
Keine Lymphgefäße
Zellen haben KEINE
Teilungsfähigkeit!!!!!!!
Keine Regeneration!!!!
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ANATOMISCHER AUFBAU DES HYALINEN KNORPELS
• ANORDNUNG DER KOLLAGENFASERN
I =OBERFLÄCHLICHE SCHICHT = LAMINA SPLENDENS
II =Mittlere Schicht
(Übergangszone)
ungerordnete Fasern,
Zelldichte +
III = Vertikale Zone (90%)
Fasern senkrecht zur
Oberfläche
IV = kalzifizierende Zone
Fehlende Chondrozyten
Aktivität
Tidemark (Membran)
ZONE I und II
ZONE III
ZONE IV
KNOCHEN
Chondrozyten
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STÄRKE DES GELENKKNORPELS IN VERSCHIEDENEN GELENKSREGIONEN (ABHÄNGIGKEIT VON DER BELASTUNG)
• FEMUR • TIBIA
1. <2mm;
2. 2-3mm;
3. 3-4mm;
4. 4-5mm
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CHONDROZYTEN (1% DES KNORPELGEWEBES)
• Produktion von Kollagen Typ II und
Proteoglykane
• finalen Differenzierungsstadium (keine weitere
Zellteilung)
• Durch die Einbindung der Chondrozyten in die
Matrix ist keine Migration und somit keine
Repopulation von Defektstellen moglich, um aktiv
am Heilungsprozess teilzunehmen
• Chondrozyten eine geringe
Regenerationsfahigkeit und konnen de novo nur
qualitativ minderwertigeren Knorpel
(Faserknorpel) produzieren.
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KNORPELREGENERATION
• NAHRUNGSERGÄNZUNGSMITTEL (Durchblutung--)
• STAMMZELLENTHERAPIE (ACP, GPS, FETTZELLEN)?
• HYALORONSÄURE +
• BEWEGUNG ++++++, GEWICHTSREDUKTION++++++
Intermittierende dynamische Knorpelbelastung führt zur vermehrten
Syntheseleistung der Chondrozyten – somit zur Produktion von PG und
Kollagen 🚴🏾🚴🏾🚴🏾
Statische Belastung (Stehen) – Stoffwechselhemmung!
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ZERSTÖRTER KNORPEL KANN NICHT WIEDER AUFGEBAUT WERDEN
• GESETZTE LÄSIONEN BLEIBEN BESTEHEN
• MINDERWERTIGER NARBENKNORPEL BEDECKT DIE
LÄSION (FASERKNORPEL)
• Faserknorpel ist weich und wird wieder
abgerieben. –
• die funktionellen biomechanischen und die
mikroskopischen Eigenschaften schlechter
• entstehende Gelenksinkongruenz – lokalen
Überlastung des Knorpels- Fortschreiten der
Erkrankung - ARTHROSE
• ERNÄHRUNG DES KNORPELS ÜBER
GELENKSFLÜSSIGKEIT (ULTRAFILTRAT DES
PLASMAS, Synovia – Schleimhaut produziert)
• SCHWAMM:
• BELASTUNG: verbrauchte Stoffe werden
ausgeschieden / ausgepresst
• ENTLASTUNG: Nährstoffe werden aufgenommen
• BESTANDTEILE: HYALORONSÄURE, Wasser
(94%), Proteine (Lubricin2,5%), Glucose,
Glycosaminoglycane
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URSACHEN FÜR KNORPELSCHÄDEN
• TRAUMA
• MENISKUSVERLUST
• INSTABILITÄT
• FEHLSTELLUNG - HYPERPRESSION
• DEGENERATION (ALTER,
ÜBERGEWICHT,
BEWEGUNGSMANGEL)
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Outerbridge IRCS IRCS Beschreibung (KNORPELSCHÄDEN GRADUIERUNG)
0 keine erkennbaren Defekte
1 1a intakte Oberflache, Fibrillationen und/oder leichte Erweichung
1b zusatzlich oberflachliche Risse/Fissuren
2 2 Lasionstiefe <50% der Knorpeldicke (abnormaler Knorpel)
3 3a >50% Tiefe der Knorpeldicke, nicht bis zur kalzifizierenden Schicht (schwer
abnormaler Knorpel)
3b >50% Tiefe der Knorpeldicke, bis zur kalzifizierenden Schicht
3c >50% Tiefe der Knorpeldicke, bis zur subchondralen Platte
3d >50% Tiefe der Knorpeldicke, mit Blasenbildung
4 4a/b vollstandige Knorpellasion mit Durchbruch der subchondralen Platte
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TRAUMATISCHE KNOPRPELVERLETZUNGEN
• enorme Krafteinwirkung auf das
Gelenk, die zu Knorpelverletzungen
führen.
• Schwere traumatische
Knorpelschäden treten leider häufig
auch bei frischer vorderer
Kreuzbandruptur oder
Kniescheibenluxation auf. Dabei bricht
meist ein Stück gesunder Knorpel (ggf.
mit Knochen) aus der Gelenkfläche
heraus und es entsteht ein sog.
chondrales oder sogar
osteochondrales Flake
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AUSGESPRENGTES OSTEOCHONDRALES FRAGMENT
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MOSAIKPLASTIKOSTEOCHONDRALE DEFEKTE BIS 3CM2
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KNORPEL – KNOCHENDEFEKTKNORPEL- KNOCHENTRANSPLANTATION (PRÄ UND POSTOP)
Entnahmestelle ImplantationDefekt postop
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MOSAIKPLASTIKKNORPEL-KNOCHEN-TRANSPLANTATION
• SEHR GUT NACHUNTERSUCHTES VERFAHREN
– GUTEN LANGZEITERGEBNISSEN
• EINZEITIG ARTHROSKOPISCHE OPERATION
• es können auch KNORPEL-KNOCHENDEFEKTE
vollständig gedeckt werden
• HYALINER KNORPEL
• ENTNAHMEMORBIDITÄT
• NUR DEFEKTE BIS 2-3CM2
PRO Kontra
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MICROFRACTURIERUNG – MARKRAUMERÖFFNENDES VERFAHREN VORAUSSETZUNG: ----GERADE BEINACHSE!!!!
-----KNORPELSCHÄDEN < 2,5CM2
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MICROFRACTURIERUNGBILDUNG VON MINDERWERTIGEN ERSATZFASERKNORPEL =
KNORPELNARBE (KOLLAGEN I, III, X)
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MICROFRACTURIERUNG
• SELBSTHEILUNGSPOTENTIAL - EINZEITIG
• ARTHROSKOPIE
• RASCH UND BILLIG
PRO KONTRA
• MINDERWERTIGER BINDEGEWEBSKNORPEL
• DEFEKTE >2,5CM2 NICHT MÖGLICH!!!
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AMIC = Autologe Matrixinduzierte Chondrogenese
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AMIC – VERFAHRENAUTOLOGE MATRIXINDUZIERTE CHONDROGENESE
• SELBSTHEILUNGSPOTENTIAL - EINZEITIG
• DEFEKTE > 2,5CM2 <4CM2
• MICROFRACTURIERUNG - BLUT UND KNOCHENMARK –
BLUTGERINSEL (VORLÄUFERZELLEN, MESENCHYMALE
STAMMZELLEN, ZYTOKINE)
• KOLLAGENMATRIX – FIXIERUNG DES SUPERTHROMBUS
• KOLLAGENMEMBRAN - „BILAYER-STRUKTUR“ (PORÖS
UND KOMPAKT)-------KNORPELREPARATURGEWEBE----
FASERKNORPEL
• OFFENE OP
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AMIC VERFAHREN -AUTOLOGE MATRIXINDUZIERTE CHONDROGENESE
• SELBSTHEILUNGSPOTENTIAL - EINZEITIG
• DEFEKTE > 2,5CM2
• KOLLAGENMATRIX – FIXIERUNG DES
SUPERTHROMBUS
PRO KONTRA
• OFFENE OPERATION
• DEFEKTE >4CM2 NICHT MÖGLICH!!!
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MATRIXASSOZIIERTE STAMMZELLENTRANSPLANTATIONMAST = AMIC + STAMMZELLEN
• STAMMZELLENGEWINNUNG AUS DEM BECKENKAMM
• ARTHROSKOPIE – DEFEKTDARSTELLUNG,
• EINBRINGEN EINER KOLLAGENMATRIX MIT DEN GEWONNENEN
STAMMZELLEN (HÖHERE KONZENTRATION)
• DEFEKTDECKUNG
• CHONDROZYTENBILDUNG AUS DEN STAMMZELLEN
• BILDUNG VON HYALINEN KNORPELGEWEBE ---??? „HYALINE LIKE“
• KEINE LANGFRISTIGEN ERGEBNISSE, GUTE KLINISCHEN
KURZFRISTIGEN ERGEBNISSE
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ACT = AUTOLOGE CHONDROZYTENTRANSPLANTATION
Grosse Defekte >4cm2!!!!!!!
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TECHNIK KNORPELZÜCHTUNG
1. OP
KNORPELENTNAHME
(ASK)
2. KNORPELZELLEN
ISOLATION UND
ZÜCHTUNG IM LABOR
(DAUER - 3-4WOCHEN)
3. INIZIEREN DER
GEZÜCHTETEN ZELLEN AUF
EINE KOLLAGENMATRIX
4. ARTHROTOMIE und
DEFEKTAUFFÜLLUNG (selbe
Technik wie AMIC)
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FAZIT - ACT
PRO KONTRA
• 2-ZEITIGES VERFAHREN (4 Wochen
Intervall zwischen den 2 Operationen)
• KOSTENINTENSIV!!!!
• ARTHROTOMIE
• TRANSPORT
• ACT STELLT EIN ETABLIERTES VERFAHREN ZUR
BEHANDLUNG VON LOKALISIERTEN
KNORPELSCHA DEN DES KNIEGELENKS DAR.
• GROßE DEFKTE
• IHRE WIRKSAMKEIT, AUCH NACH LA NGEREN
VERLAUFSZEITEN, IST DURCH EINE VIELZAHL VON
STUDIEN BELEGT.
• ÜBERLEGENHEIT FU R MANCHE ACT-VARIANTEN
GEGENU BER ANDEREN METHODEN KONNTE IN
ERSTEN PROSPEKTIV-RANDOMISIERTEN STUDIEN
GEZEIGT WERDEN!!!
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ARTHROSKOPISCHE ACT
• ENTNAHME KNORPEL
• ZÜCHTUNG DES KNORPELS
• Späroide können ASK eingebracht werden!!!!
• Trockenes Mileu
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PRÄ –INTRA-POSTOPERATIV (ACT)
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KONTRAINDIKATION FÜR KNORPELINDUKTION, AMIC, MAST UND ACT
• BEGLEITPATHOLOGIEN
• ALTER; BMI
• ACHSFEHLSTELLUNG
• MENISKUSPATHOLOGIE (SUBTOTAL RESEZIERTER MENISKUS IM BETROFFENEN
KOMPARTMENT)
• INSTABILITÄT!!!! KREUZBAND, SEITENBAND,…..
• FORTGESCHRITTENE ARTHROSE (DIFFUSE KNORPELSCHÄDEN!)
• RHEUMATOIDE ARTHRITIS MIT RELEVANTER SYNOVIALITIS "
• HA MOPHILIEASSOZIIERTE ARTHROPATHIE
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MENISKUSVERLUST
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SCHUTZ DES KNORPELS = ERHALT DER MENISKENUND BÄNDER FÜR NORMALE KNIEKINEAMATIK
• BLUTVERSORGUNG DES MENISKUS
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MENISKUS
1. VERGRÖßERUNG DER AUFLAGEFLÄCHE –
STRESSVERTEILUNG
2. PUFFERFUNKTION,
3. STABILITÄT,
4. BESSERE VERTEILUNG DER
GELENKSFLÜSSIGKEIT AUF DEN
GELENKKNORPELN - REIBUNGSMINDERUNG
-------TEILRESEKTION DES MENISKUS – 2,5-6FACH
ERHÖHTER DRUCK
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MENISKUSRISSE
• TRAUMA
• DEGENERATIV
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WURZELAUSRISS DES MENISKUS
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KNÖCHERNE REFIXATION
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VERLUST DES MENISKUS????
• MENISKUSTEILERSATZ • MENISKUSERSATZ – ALLOGRAFT
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TEILEERSATZ - KUNSTMENISKUS
• PORENSTRUKTUR- EINWACHSEN NEUER
MENISKUSZELLEN
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KOMPLETTERSATZ DES MENISKUSALLOGRAFT
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FALLBEISPIEL OBERTAUERN
VKB RISS, MENISKUSRISS LATERAL UND MEDIAL
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OPKREUZBANDREKONSTRUKTION, MENSIKEKTOMIE LATERAL,
MENISKUS MEDIAL NICHT VERSORGT
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KLINISCH
• INSTABIL
• SCHMERZEN AUF DER AUSSENSEITE (MENISKUSVERLUST)
• SCHNAPPEN / EINKLEMMUNG AUF DER INNENSEITE (MENISKSURUPTUR)
• WAS TUN???
• PATIENT 25JAHRE
• DA KANN MAN LEIDER NIX MEHR MACHEN
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REVISION
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VKB REVISION DURCH ALLOGRAFTMENISKUSTRANSPLANTATION LATERAL (ALLOGRAFT)
MENSIKSUWURZELREKONSTRUKTION MEDIAL
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POSTOPLANGE REHAB!!!- ABER NACH 1 JAHR WIEDER
SCHMERZFREI LAUFEN
• ZN VKB REVISION • PRÄ UND POST MENISKUSTRANSPLANTATION
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KNIE KINEMATIK
ROLL GLEIT MECHANISMUS
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KNIE
ROLLEN – GEHEN UND LAUFEN (0-30°)
• HAFT ODER GLEITREIBUNG INDUZIEREN SCHERKRÄFTE - ABNÜTZUNG
• BEIM ROLLEN SIND DIE SCHERKRÄFTE VERNACHLÄSSIGBAR!!
• KRÄFTE WIRKEN SENKRECHT AUF DAS GELENK
• ROLL-GLEITEN AB 30°
• KREUZBAND!!!
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KNIE KINEMATIK
Mediales TFG Viergelenk Laterales TFG
Sagittale Schnitte durch ein TFG (Nägerl 1993) ;
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INSTABILITÄT –MASSIVE VERÄNDERUNG DER KNIEKINEMATIK
RASCHE KNORPELABNÜTZUNG!!!!
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FEHLSTELLUNGEN (VARUS = O BEIN, VALGUS = X BEIN)
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VARUS - VALGUSGONARTHROSEACHSENFEHLSTEALLUNG (ALTER < 60)
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HOHE TIBIALE UMSTELLUNGSOSTEOTOMIE IN OPEN WEDGE TECHNIK
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HTOHTO – PRÄ UND POSTOPERATIV
• VERLAGERUNG DER MECHANISCHEN
ACHSE IN DAS
GESUNDE KOMPARTMENT
• ENTLASTUNG DES
MECHANISCH ÜBERBEANSPRUCHTEN
KNIEBEREICHES
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WOHER KOMMT DIE DEFORMITÄT???
• SCHIENBEIN (MPTA < 87°) – KORREKTUR ÜBER DAS
SCHIENBEIN
• OBERSCHENKEL (LDFA >87°) – KORREKTUR ÜBER
DEN OBERSCHENKEL
• SCHIENBEIN UND OBERSCHENKEL – KORREKTUR
ÜBER FEMUR UND TIBIA!!!!
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MASSIVE FEHLSTELLUNG>20° aus
OBERSCHENKEL undUNTERSCHENKEL
DOPPELOSTEOTOMIE
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KEINE FEHLSTELLUNG – AUFGEBRAUCHTES COMPARTMENT (MENISKUSVERLUST, TRAUMA,…)
• FEHLSTELLUNG DURCH DEN MENISKUS - UND
KNORPELVERLUST
• KEINE UMSTELLUNG!!!!!!!!!
• 50 JAHRE
• SEHR HOHER SPORTLICHER ANSPRUCH
• WAS TUN?
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TEILENDOPROTHESE MEDIAL ODER LATERAL
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FEHLSTELLUNG PATELLOFEMORALNACH PATELLALUXATION UND RUPTUR DES MPFL
RASCHE ARTHROSE
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PATELLOFEMORALE ARTHROSE
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STABILISIERUNGREKONSTRUKTION DES MPFL
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ZENTRALER LAUF DER KNIESCHEIBEGUTE DRUCKVERTEILUNG – GERINGE ABNÜTZUNG
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K-TEP…….oft nicht die schlechteste Option!