Bir Tavşan Modelinde Kondral Kusurların Tadilat ve Onarım için matris destekli Otolog Kondrosit Nakli
Summary
Tavşan diz ekleminde kıkırdak defektlerinin tedavisi için bir deney tekniği tarif edilmektedir. Bir matris üzerinde numaralı seribaşı otolog kondrosit implantasyonu tatmin edici uzun vadeli sonuçlar sağlayan eklem kıkırdağı lezyonların yeniden ve onarım için bir iyi kabul edilen bir yöntemdir. Matrix destekli otolog kondrosit transplantasyonu (MACT) bir standart ve klinik olarak kurulan implantasyon yöntem sunmaktadır.
Abstract
Eklem kıkırdağı kendini rejenerasyon 1 için sınırlı bir kapasiteye sahiptir çünkü eklem kıkırdağı kusurları önemli bir sağlık sorunu olarak kabul edilir. Tedavi edilmeyen kıkırdak lezyonları devam eden ağrıya yol, olumsuz yaşam kalitesini etkileyen ve osteoartrit için zemin hazırlayabilir. Son on yıl boyunca, çeşitli cerrahi tekniklerin bu lezyonların tedavisi için geliştirilmiştir. Ancak, şimdiye kadar hyalin kıkırdak ile defekt kapsayan veya tatmin edici uzun vadeli iyileşme 2-4 sağlama açısından tam bir onarım elde etmek mümkün değildi. Bu nedenle, eklem kıkırdağı yaralanmaları gibi Doku Mühendisliği gibi rejeneratif teknikler için önemli bir hedef olmaya devam etmektedir. Genellikle lifli ya da fibröz kıkırdak dokusu oluşumuna yol açan diğer cerrahi tekniklerin aksine, doku mühendisliği tam olarak nakledilen hücrelerin kondrojenik potansiyel kullanarak orijinal eklem kıkırdağının kompleks yapısı ve özellikleri geri amaçlamaktadır. Recent gelişmeler rejeneratif kıkırdak tedaviler için umut verici olanaklar açtı.
Tam kat kıkırdak veya osteokondral lezyonlarının tedavisi için ilk hücre bazlı yaklaşım klinik otolog kondrosit implantasyonu (ACI) 5 öncülük Lars Peterson ve Mats Brittberg tarafından 1994 yılında yapıldı. Bugün, tekniği klinik hatta 10 ila 20 yıl implantasyon 6 sonra iyi klinik sonuçlar bakımı, diz büyük kıkırdak defektleri tedavisi için iyi kurulmuştur. Son yıllarda, otolog kondrosit implantasyonu hızlı bir ilerleme yapıldı. Hücreler daha sonra dikilmiştir edildiği bir yapay üç boyutlu kolajen matrisin kullanımı daha popüler 7-9 oldu.
MACT iki cerrahi işlemler oluşmaktadır: kondrosit toplamak için, İlk olarak, kıkırdak biyopsi t olmayan bir ağırlık taşıyan kıkırdak alanından yapılması gerekiro diz eklemi. Daha sonra, kondrosit, çıkarılan saflaştırılmış ve in vitro yeterli hücre sayısı için genişletilmiş edilmektedir. Kondrositler, daha sonra, üç boyutlu bir matris üzerine ekilir ve daha sonra yeniden implante edilebilir. Bir doku mühendisliği implant hazırlarken, çoğalma hızı ve farklılaşma kapasitesi başarılı bir doku rejenerasyonu 10 için çok önemlidir. Bir cep taşıyıcı olarak üç boyutlu bir matrisin kullanılması, bu hücresel özellikleri 11 desteklemek için düşünülmektedir.
Aşağıdaki protokol özetlemek ve kıkırdak biyopsi gelen kondrosit izolasyonu için bir teknik, bir 3D-matrix (Chondro-Gide, Geistlich Biomaterials, Wollhusen, İsviçre) üzerine in vitro ve tohumlama kendi çoğalması gösterecektir. Son olarak, bir tavşan diz ekleminin yapay olarak oluşturulmuş kıkırdak zararların içine hücre-matriks-yapıları arasında implantasyon tarif edilecektir. Bu teknik, deneysel ortamda olarak kullanılabilirkıkırdak onarım daha fazla deneyler için.
Protocol
Representative Results
Discussion
Sunulan protokol tavşan diz yapay olarak oluşturulmuş kıkırdak defektleri içine sonraki çoğalması ve yeniden implantasyon için otolog kondrosit izole etmek için bir 9,12,13 kurulmuş ve kolay kullanışlı bir teknik sağlar. Eklem kıkırdağı lezyonlarının yeniden ve onarım için otolog kondrosit kullanımı klinik kullanımı tatmin edici uzun dönem sonuçları 6 sağlayan zaten.
Periost hipertrofisi ve kireçlenme örneğin gibi büyük sorunlar, gre…
Divulgazioni
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Bu proje Alman Araştırma Birliği (DFG, HE 4578/3-1) tarafından finanse edildi.
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).
