Введение
Суставные хрящи, особенно те, которые находятся в коленном суставе, обычно характеризуются очень низким трением, высокой износостойкостью и плохими регенеративными качествами. Он отвечает за большую часть сопротивляемости коленного сустава к сжатию и его способность выдерживать нагрузку, и без него ходьба болезненна или невозможна. Остеоартрит - это распространенное состояние хрящевой недостаточности, которое может привести к ограниченному диапазону движений, повреждению костей и неизменно, боли. Из-за сочетания острых стрессов и хронической усталости остеоартрит непосредственно проявляется в износе поверхности сустава, а в крайних случаях кость может быть обнаружена в суставе. Некоторые дополнительные примеры механизмов хрящевой недостаточности включают разрыв связей клеточной матрицы, ингибирование синтеза белка хондроцитов и апоптоз хондроцитов. Существует несколько различных вариантов ремонта повреждения или отказа хряща. "Мачи" или автологичные культивированные хондроциты на коллагеновой мембране свиней, является методом лечения дефектов хряща в колене. Это лечение было одобрено Управлением по контролю за продуктами и лекарствами в 2016 году только для лечения взрослых.
Автологичный матрицеиндуцированный хондрогенез
Автологичный матричный индуцированный хондрогенез, также известный как AMIC, является вариантом биологического лечения повреждения суставных хрящей методом стимуляции костного мозга в сочетании с мембраной коллагена. Она основана на микрофракторной хирургии с применением двуслойной мембраны коллагена I/III. Метод AMIC был разработан для устранения некоторых недостатков хирургии микролома, таких как изменчивый объем хряща для восстановления и функциональное ухудшение с течением времени. Коллагеновая мембрана защищает и стабилизирует MSC, высвобождаемые при микрофрактуре, и усиливает их хондрогенную дифференциацию. Операция по AMIC - это одноступенчатая процедура. После оценки повреждения хряща существует два способа доступа к суставу для проведения операции AMIC. Первое - это мини-артротомия. Второй - это артроскопическая процедура.
Автологичная имплантация хондроцитов
Собственный хрящ человеческого тела по-прежнему является лучшим материалом для подкладки коленных суставов. Это стимулирует усилия по разработке способов использования собственных клеток человека для выращивания или восстановления хрящевой ткани для замены недостающей или поврежденной хрящи. Одна из методов замены клеток называется аутологичной имплантацией хондроцитов (АКИ) или аутологичной трансплантацией хондроцитов (АКТ). В 2010 году был опубликован обзор оценки аутологичной имплантации хондроцитов. Выводы таковы, что это эффективное лечение полной толщины хондральных дефектов. Данные не свидетельствуют о том, что ИСК превосходит другие методы лечения. Одно из методов лечения ACI, называемое MACI (автологичные культивируемые хондроциты на коллагеновой матрице свиней), показано для здоровых пациентов с средним и большим повреждением хряща. Он не применяется к пациентам с остеоартритом. Хондроциты пациента удаляются артроскопически из не несущей нагрузки области либо из межкондилярной выемки, либо из верхнего хребта медиальных или боковых бедренных кондилов. 10 000 клеток собирают и выращивают in vitro в течение примерно шести недель, пока популяция не достигнет 10 12 миллионов клеток. Затем эти клетки помещают в пленку, которая имплантируется в место повреждения хряща и всасывается обратно в ткань пациента. Имплантированные хондроциты затем делятся и интегрируются с окружающей тканью и потенциально генерируют гиалин, как хрящ. Другой метод ИСК, использующий "хондосферы", использует только хондроциты и никакой матричный материал. Клетки растут в самоорганизующихся сфероидных матрицах, которые имплантируются через вводимую жидкость или вставленную тканевую матрицу. Были сообщены о таких методах, как EELS TALC для улучшения ACI и MACI, позволяющих хондроцитам быть тканевой инженерией с долгосрочным поддержанием фенотипа коленного хряща в пробирке и in vivo, с инженерией тканевой конструкции, содержащей прародители стволовых клеток вместе с теми, которые экспрессируют маркеры плюрипотенции, и с дополнительным преимуществом обогащенной экспрессии гиалуроновой кислоты (HA) клетками, что будет способствовать импровизированной регенеративной терапии для повреждения хряща.
Автологичная трансплантация мезенхимальных стволовых клеток
Поскольку мезенхимальные стволовые клетки могут регенерировать хрящ, рост хряща в коленях человека с использованием аутологичных культивированных мезенхимальных стволовых клеток находится в стадии исследования и предварительного клинического использования и, по состоянию на 2016 год, кажется безопасным. Преимущество этого подхода заключается в том, что используются собственные стволовые клетки человека, избегая отторжения тканей иммунной системой. Стволовые клетки позволяют хирургам выращивать заменный хрящ, что дает новой ткани больший потенциал роста. Хотя по состоянию на 2018 год существует несколько долгосрочных исследований, история проблем с коленом и вес тела являются факторами, влияющими на эффективность процедуры.
Микробурение с использованием стволовых клеток периферической крови
В исследовании 2011 года сообщалось о гистологически подтвержденном восстановлении гиалинового хряща в колене. Успешный протокол включал в себя артроскопическую микропробивочную/ микрофракторную хирургию, за которой последовали послеоперационные инъекции аутологичных клеток- прародителей периферической крови (ППК) и гиалуроновой кислоты. Процедура создает эшафот сгустка крови, на котором могут быть привлечены инъекционные PBPC и усиление хондрогенеза в месте сдерживаемого поражения.