مصفوفة بمساعدة زرع خلية غضروفية ذاتي لإعادة عرض وإصلاح العيوب غضروفي في نموذج الأرنب
Summary
يوصف تقنية تجريبية لعلاج العيوب غضروفي في مفصل الركبة الأرنب. غرس غضروفية ذاتي المصنف على مصفوفة هو وسيلة مقبولة تماما لإعادة عرض وإصلاح الآفات الغضروف المفصلي تقديم نتائج مرضية على المدى الطويل. مصفوفة بمساعدة زرع خلية غضروفية ذاتي (MACT) يقدم طريقة زرع موحدة، وأنشأ سريريا.
Abstract
تعتبر عيوب الغضروف المفصلي مشكلة صحية كبيرة بسبب الغضروف المفصلي لديه قدرة محدودة على التجدد الذاتي 1. الآفات الغضروف دون علاج يؤدي إلى آلام مستمرة، وتؤثر سلبا على نوعية الحياة ويؤهب لالتهاب المفاصل. خلال العقود الماضية، وقد تم تطوير العديد من التقنيات الجراحية لعلاج هذه الآفات. ولكن، حتى الآن لم يكن من الممكن لتحقيق إصلاح كامل من حيث تغطية الخلل مع زجاجي الغضروف المفصلي أو توفير الانتعاش مرضية على المدى الطويل 2-4. ولذلك، لا تزال هناك إصابات الغضروف المفصلي هدفا رئيسيا لتقنيات التجدد مثل هندسة الأنسجة. وعلى النقيض من التقنيات الجراحية الأخرى، والتي غالبا ما تؤدي إلى تكوين أنسجة ليفية أو الليفية الغضروفية، ويهدف هندسة الأنسجة في استعادة كامل البنية المعقدة وخواص الغضروف المفصلي الأصلي باستخدام إمكانات مكون للغضروف من الخلايا المزروعة. Rفتحت التطورات ecent آفاقا واعدة لعلاج الغضروف التجدد.
تم تنفيذ النهج القائم على الخلية الأولى لعلاج الغضروف كامل سمك أو آفات عظمي غضروفي في عام 1994 من قبل لارس بيترسون وماتس Brittberg الذي كان رائدا السريرية زرع خلية غضروفية ذاتي (ACI) 5. اليوم، يتم سريريا راسخة تقنية لعلاج عيوب غضروف زجاجي كبير في الركبة، والحفاظ على نتائج سريرية جيدة حتى بعد مرور 10 إلى 20 سنة غرس 6. في السنوات الأخيرة، وغرس غضروفية ذاتي خضع لعملية التقدم السريع. أصبح استخدام وسيلة ثلاثية الأبعاد الكولاجين مصفوفة الاصطناعية التي يتم زراعتها الخلايا بعد ذلك أكثر وأكثر شعبية 7-9.
MACT تضم اثنين من العمليات الجراحية: أولا، من أجل جمع غضروفية، خزعة الغضروف يحتاج إلى أن يؤديها من منطقة الغضروف تحمل الوزن غير روقال انه مفصل الركبة. ثم، يتم استخراج غضروفية، وتنقيته وتوسيعها لعدد الخلايا في المختبر كافية. ثم هي المصنفة غضروفية على مصفوفة ثلاثية الأبعاد، ويمكن بعد ذلك يتم إعادة زرعها. عند إعداد زرع الأنسجة المهندسة، ومعدل الانتشار وقدرة التفريق الحاسم لتجديد الأنسجة ناجحة 10. ويعتقد أن استخدام مصفوفة ثلاثية الأبعاد باعتبارها الناقل الخليوي لدعم هذه الخصائص الخلوية 11.
سوف بروتوكول التالية تلخيص ويبرهن على وجود تقنية لعزل غضروفية من الخزعات الغضروف، انتشارها في المختبر، وبذر بهم في الصعود إلى 3D مصفوفة (غضروفي جايد، المواد الحيوية Geistlich، Wollhusen، سويسرا). وأخيرا، سوف يمكن وصفها غرس للبنيات الخلية مصفوفة في عيوب غضروفي مصطنع من مفصل الركبة والأرنب. هذه التقنية يمكن استخدامها في بيئة تجريبيةلمزيد من التجارب من إصلاح الغضروف.
Protocol
Representative Results
Discussion
يوفر بروتوكول المعروضة على تأسيس 9،12،13 واستنساخه بسهولة تقنية لعزل غضروفية ذاتي لالانتشار اللاحقة وإعادة غرس في عيوب الغضروف مصطنع في الركبتين أرنب. استخدام غضروفية ذاتي لإعادة وإصلاح الآفات الغضروف المفصلي هو بالفعل في الاستخدام السريري تقديم نتائج مرضية ع?…
Divulgazioni
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
وقد تم تمويل هذا المشروع من قبل جمعية البحوث الألمانية (DFG، وسعادة 4578/3-1).
Materials
| Name of reagent/equipment | Company | Catalogue Number | Comments |
| DMEM | Biochrom AG | F 0415 | |
| Collagenase A | Roche | 10 103 586 001 | 0.21 U/mg |
| Fetal calf serum (FCS) | PAN Biotech GmbH | 3702-P103009 | |
| Propofol | Fresenius Kabi | ||
| Penicillin/Streptomycin | Biochrom AG | A 2213 | 10,000 U/ml/10,000 μg/ml |
| PBS Dulbecco (1X) | Biochrom AG | L1815 | |
| Ethanol (70%) | Merck KgaA | 410230 | |
| Trypsin-EDTA 0.25 %/0.02 % | Biochrom AG | L2163 | in PBS w/o Ca2+, Mg2+ |
| Fentanyl | Delta Select GmBH | 1819340 | |
| NaCl solution (0.9%) | Bbraun | 8333A193 | |
| Tissue culture dishes 100 mm/150 mm | TPP AG | 93100/93150 | Growth area 60.1 mm2/147.8 mm2 |
| Tissue culture flasks 25/75 mm2 | TPP AG | 90025/90075 | 25 mm2, 75 mm2 |
| Centrifuge Tubes (50 ml) | TPP AG | 91050 | Gamma-sterilized |
| Hemocytometer | Brand GmbH+Co KG | 717810 | Neubauer |
| Trypan Blue Solution 0.4% | Sigma-Aldrich | L8154 | |
| Spray dressing (OpSite) | Smith&Nephew | 66004978 | Permeable for water vapor |
| Chondro-GideÒ | Geistlich Pharma AG | 30915.5 | |
| Biopsy Punch | pfm medical ag | 48351 | |
| Tissucol Duo S | Baxter | 3419627 | 0.5 ml |
Riferimenti
- Albrecht, C., et al. Gene expression and cell differentiation in matrix-associated chondrocyte transplantation grafts: a comparative study. Osteoarthritis Cartilage. 19, 1219-1227 (2011).
- Pridie, K. H. A method of resurfacing osteoarthritic knee joints. J. Bone Joint Surg. Br. 41, 618-619 (1959).
- Johnson, L. L. Arthroscopic abrasion arthroplasty historical and pathologic perspective: present status. Arthroscopy. 2, 54-69 (1986).
- Steadman, J. R., Rodkey, W. G., Singelton, S. B., Briggs, K. K. Microfracture technique for full-thickness chondral defects: technique and clinical result. Operat. Tech. Orthop. 7, 300-304 (1997).
- Brittberg, M., et al. Treatment of deep cartilage defects in the knee with autologous chondrocyte transplantation. N. Engl. J. Med. 331, 889-895 (1994).
- Peterson, L., Vasiliadis, H. S., Brittberg, M., Lindahl, A. Autologous chondrocyte implantation: a long-term follow-up. Am. J. Sports Med. 38, 1117-1124 (2010).
- Nehrer, S., et al. Chondrocyte-seeded collagen matrices implanted in a chondral defect in a canine model. Biomaterials. 19, 2313-2328 (1998).
- Frenkel, S. R., Toolan, B., Menche, D., Pitman, M. I., Pachence, J. M. Chondrocyte transplantation using a collagen bilayer matrix for cartilage repair. J. Bone. Joint Surg. Br. 79, 831-836 (1997).
- Salzmann, G. M., et al. The dependence of autologous chondrocyte transplantation on varying cellular passage, yield and culture duration. Biomaterials. 32, 5810-5818 (2011).
- Frohlich, M., Malicev, E., Gorensek, M., Knezevic, M., Kregar Velikonja, N. Evaluation of rabbit auricular chondrocyte isolation and growth parameters in cell culture. Cell Biol. Int. 31, 620-625 (2007).
- Willers, C., Chen, J., Wood, D., Xu, J., Zheng, M. H. Autologous chondrocyte implantation with collagen bioscaffold for the treatment of osteochondral defects in rabbits. Tissue Eng. 11, 1065-1076 (2005).
- Vogt, S., et al. The influence of the stable expression of BMP2 in fibrin clots on the remodelling and repair of osteochondral defects. Biomaterials. 30, 2385-2392 (2009).
- Ueblacker, P., et al. In vivo analysis of retroviral gene transfer to chondrocytes within collagen scaffolds for the treatment of osteochondral defects. Biomaterials. 28, 4480-4487 (2007).
- Marlovits, S., Zeller, P., Singer, P., Resinger, C., Vecsei, V. Cartilage repair: generations of autologous chondrocyte transplantation. Eur. J. Radiol. 57, 24-31 (2006).
- Benya, P. D., Shaffer, J. D. Dedifferentiated chondrocytes reexpress the differentiated collagen phenotype when cultured in agarose gels. Cell. 30, 215-224 (1982).
- Rudert, M., Hirschmann, F., Wirth, C. J. Growth behavior of chondrocytes on various biomaterials. Orthopade. 28, 68-75 (1999).
- Hsu, S. H., et al. Evaluation of biodegradable polyesters modified by type II collagen and Arg-Gly-Asp as Tissue Engineering scaffolding materials for cartilage regeneration. Artificial Organs. 30, 42-55 (2006).
- Brun, P., Cortivo, R., Zavan, B., Vecchiato, N., Abatangelo, G. In vitro reconstructed tissues on hyaluronan-based temporary scaffolding. J. Mater. Sci. Mater. Med. 10, 683-688 (1999).
- Domm, C., Fay, J., Schunke, M., Kurz, B. Redifferentiation of dedifferentiated joint cartilage cells in alginate culture. Effect of intermittent hydrostatic pressure and low oxygen partial pressure. Orthopade. 29, 91-99 (2000).
- Kimura, T., Yasui, N., Ohsawa, S., Ono, K. Chondrocytes embedded in collagen gels maintain cartilage phenotype during long-term cultures. Clin. Orthop. Relat. Res. , 231-239 (1984).
- Kon, E., et al. Second-generation autologous chondrocyte implantation: results in patients older than 40 years. Am. J. Sports Med. 39, 1668-1675 (2011).
- Gavenis, K., Schmidt-Rohlfing, B., Mueller-Rath, R., Andereya, S., Schneider, U. In vitro comparison of six different matrix systems for the cultivation of human chondrocytes. In Vitro Cell Dev. Biol. Anim. 42, 159-167 (2006).
- Niemeyer, P., et al. Characteristic complications after autologous chondrocyte implantation for cartilage defects of the knee joint. Am. J. Sports Med. 36, 2091-2099 (2008).
- Tay, L. X., et al. Treatment outcomes of alginate-embedded allogenic mesenchymal stem cells versus autologous chondrocytes for the repair of focal articular cartilage defects in a rabbit model. The American Journal of Sports Medicine. 40, 83-90 (2012).
- Brittberg, M., Nilsson, A., Lindahl, A., Ohlsson, C., Peterson, L. Rabbit articular cartilage defects treated with autologous cultured chondrocytes. Clin. Orthop. Relat. Res. , 270-283 (1996).
