Summary

Matrix-assistida Transplante autólogo de condrócitos para remodelação e reparação de lesões condrais em um modelo de coelho

Published: May 21, 2013
doi:

Summary

Uma técnica experimental para o tratamento de lesões condrais no joelho do coelho é descrito. O implante de condrócitos autólogos semeadas numa matriz é um método bem aceite para a remodelação e reparação de lesões da cartilagem articular que fornecem resultados satisfatórios a longo prazo. Matrix-assistida transplante de condrócitos autólogos (MACT) oferece um método padronizado e implante clinicamente estabelecida.

Abstract

Defeitos da cartilagem articular são consideradas um importante problema de saúde porque a cartilagem articular tem uma capacidade limitada de auto-regeneração 1. Lesões de cartilagem não tratadas levar a dor contínua, afetam negativamente a qualidade de vida e predispõem para a osteoartrose. Durante as últimas décadas, várias técnicas cirúrgicas têm sido desenvolvidos para o tratamento de tais lesões. No entanto, até agora não foi possível conseguir uma reparação completa em termos de cobertura com o defeito da cartilagem articular ou hialina de proporcionar recuperação satisfatória a longo prazo 2-4. Portanto, as lesões da cartilagem articular continuam a ser um alvo privilegiado para técnicas regenerativas, como Engenharia de Tecidos. Em contraste com outras técnicas cirúrgicas, que muitas vezes conduzem à formação de tecido fibroso ou fibrocartilaginoso, Tissue Engineering visa restaurar completamente a complexa estrutura e as propriedades da cartilagem articular original usando o potencial condrogénico das células transplantadas. Rdesenvolvimentos ecent abriu possibilidades promissoras para terapias de regeneração da cartilagem.

A primeira abordagem baseada em células para o tratamento de cartilagem em toda a espessura ou lesões osteocondrais foi realizada em 1994 por Lars Peterson e Pad Brittberg pioneiro condrócitos autólogos clínica (ACI) 5. Hoje em dia, a técnica está bem estabelecido clinicamente para o tratamento de grandes defeitos na cartilagem hialina do joelho, mantendo bons resultados clínicos até 10 a 20 anos após a implantação 6. Nos últimos anos, o implante de condrócitos autólogos foram submetidos a uma rápida progressão. O uso de um tridimensional colagénio matriz artificial no qual as células são replantadas subsequentemente transformou-se cada vez mais popular 7-9.

MACT composto por dois procedimentos cirúrgicos: Em primeiro lugar, a fim de recolher os condrócitos, uma biópsia da cartilagem precisa ser realizada a partir de uma área de cartilagem não peso-rolamento de tjoint ele joelho. Em seguida, os condrócitos a ser extraídos, purificados e expandiu-se para um número suficiente de células in vitro. Os condrócitos são então semeadas em uma matriz tridimensional e pode ser subsequentemente re-implantado. Ao preparar um implante de tecido de engenharia, a taxa de proliferação e capacidade de diferenciação são fundamentais para a regeneração de tecidos bem sucedida 10. A utilização de uma matriz tridimensional, como uma célula transportadora é pensado para apoiar estas características celulares 11.

O protocolo a seguir vai resumir e demonstrar uma técnica para o isolamento de condrócitos a partir de biópsias de cartilagem, a sua proliferação in vitro e a sua sementeira em um 3D-matriz (Chondro-Gide, Geistlich Biomaterials, Wollhusen, Suíça). Finalmente, a implantação das células-matriz-construções em defeitos condrais criadas artificialmente de articulação do joelho de um coelho vai ser descrito. Esta técnica pode ser usada como uma configuração experimentalpara novas experiências de reparação da cartilagem.

Protocol

A. Cartilagem Biópsia (Room Cirurgia; passos 1-5 na sala de preparação não-estéril) Realizar um controlo de peso final do coelho (coelho branco da Nova Zelândia, fêmea, 3,5-4,0 kg de peso corporal, 6 meses de idade) a fim de ser capaz de drogas de dose adequada e para monitorar o peso após a cirurgia. Induzir a anestesia ao coelho por uma injecção intravenosa de 10 mg / kg de propofol. Após entubação, manter a anestesia com 1,5 mg / kg / min de propofol e de 0,05 mg / kg por v…

Representative Results

A técnica cirúrgica descrita permite uma implantação bem sucedida e isolamento de condrócitos autólogos para um defeito condral artificial. A configuração experimental resultou em uma integração bem sucedida do implante na cartilagem ao redor. Após 12 semanas in vivo, o defeito condral foi preenchido por tecido de reparação com uma superfície homogénea e intacta, o que reduziu tensão de cisalhamento e danos no implante (Figura 4). Além disso, nenhum…

Discussion

O protocolo apresentado fornece uma técnica estabelecida 9,12,13 e facilmente reprodutível para isolar condrócitos autólogos para a proliferação e posterior re-implantação em defeitos da cartilagem criadas artificialmente em joelhos de coelho. A utilização de condrócitos autólogos para a remodelação e reparação de lesões da cartilagem articular já está em uso clínico proporcionar resultados satisfatórios a longo prazo 6.

Principais problemas como, p…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Este projeto foi financiado pela Associação Alemã de Pesquisa (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

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Berninger, M. T., Wexel, G., Rummeny, E. J., Imhoff, A. B., Anton, M., Henning, T. D., Vogt, S. Matrix-assisted Autologous Chondrocyte Transplantation for Remodeling and Repair of Chondral Defects in a Rabbit Model. J. Vis. Exp. (75), e4422, doi:10.3791/4422 (2013).

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