השתלת chondrocyte אוטולוגיים מטריקס בסיוע לשיפוץ ותיקון פגמי Chondral בדגם ארנב
Summary
טכניקה ניסויית לטיפול בפגמי chondral במפרק הברך של הארנב מתוארת. השתלת כונדרוציטים אוטולוגי זורעים על מטריצה היא שיטה מקובלת היטב לשיפוץ ותיקון של נגעי סחוס במפרק המספקים תוצאות מספקות לטווח ארוך. השתלה אוטולוגית chondrocyte מטריקס בסיוע (MACT) מציעה שיטת השתלה טופל וקליני מבוססת.
Abstract
פגמי סחוס במפרק נחשבים בעיה בריאותית משמעותית, כי סחוס במפרק יש קיבולת מוגבלת להתחדשות עצמית 1. נגעי סחוס שלא טופלו להוביל לכאבים מתמשך, להשפיע לרעה על איכות החיים ולהגביר את הנטייה לדלקת מפרקים ניוונית. במהלך העשורים האחרונים, מספר טכניקות כירורגיות פותחו לטיפול בנגעים מסוג זה. עם זאת, עד עכשיו זה לא היה ניתן להשיג תיקון מלא במונחים של כיסוי הפגם בסחוס במפרק hyaline או של מתן התאוששות ארוכת טווח 2-4 משביע רצון. לכן, פציעות סחוס במפרק תישאר מטרה עיקרית של טכניקות משובי כגון הנדסת רקמות. בניגוד לטכניקות כירורגיות אחרות, אשר לעתים קרובות להוביל להיווצרות של רקמה סיבית או fibrocartilaginous, הנדסת רקמות שמטרתו לשקם את המבנה המורכב והמאפיינים של הסחוס במפרק המקורי במלואו על ידי שימוש בפוטנציאל chondrogenic של תאים מושתלים. Rהתפתחויות ecent פתחו אפשרויות מבטיחות לטיפולי סחוס משובי.
הגישה מבוססת התא הראשון לטיפול בסחוס בעובי מלא או נגעי osteochondral בוצעה בשנת 1994 על ידי לארס פטרסון ומאטס Brittberg שהייתה חלוץ השתלת chondrocyte קלינית אוטולוגית (ACI) 5. כיום, הטכניקה היא קלינית ומבוססת לטיפול בפגמי סחוס hyaline הגדולים של הברך, שמירה על תוצאות קליניות טובות אפילו 10 עד 20 שנים לאחר השתלת 6. בשנים האחרונות, השתלת כונדרוציטים אוטולוגי עברה התקדמות מהירה. השימוש בקולגן מטריצה תלת ממדים מלאכותיים שבו תאים ניטעו מחדש לאחר מכן הפך יותר ויותר פופולריים 7-9.
MACT מורכבת משני ניתוחים: ראשית, על מנת לאסוף כונדרוציטים, ביופסית סחוס צריכה להתבצע מאזור סחוס שאינו נושאת משקל של לאהוא מפרק הברך. ואז, כונדרוציטים עוברים חילוץ, מטוהרים והתרחבו למספר תא מספיק במבחנה. Chondrocytes לאחר מכן זורעים על מטריצה תלת ממדית ולאחר מכן יכול להיות מחדש מושתל. בעת הכנת שתל רקמה מהונדס, קצב התפשטות ויכולת בידול חיוני להתחדשות רקמות מוצלחת 10. השימוש במטריצה תלת ממדית כנשא תא חשב לתמוך במאפיינים סלולריים אלה 11.
הפרוטוקול הבא יסכם ולהפגין טכניקה לבידוד של כונדרוציטים מביופסיות סחוס, התפשטותם במבחנה וזריעתם על 3D-מטריצה (Chondro-ז'יד, Biomaterials Geistlich, Wollhusen, שוויץ). לבסוף, ההשתלה של תאי מטריקס, מבנים לפגמי chondral נוצרו באופן מלאכותי של מפרק הברך של ארנב שיפורט. טכניקה זו יכולה לשמש כהגדרה ניסיוניתלניסויים נוספים של תיקון סחוס.
Protocol
Representative Results
Discussion
הפרוטוקול המובא מספק טכניקה הוקמה 9,12,13 ושחזור בקלות לבודד כונדרוציטים אוטולוגי עבור ההפצה הבאה והשתלה מחדש לפגמי סחוס בברכיים נוצרו באופן מלאכותי ארנב. השימוש בכונדרוציטים אוטולוגי עבור שיפוץ ותיקון של נגעי סחוס במפרק כבר נמצא בשימוש קליני מתן תוצאה מספקת לט…
Divulgazioni
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
פרויקט זה מומן על ידי אגודת המחקר הגרמני (DFG, HE 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).
