يوصف تقنية تجريبية لعلاج العيوب عظمي غضروفي في مفصل الركبة الأرنب. غرس خيفي الخلايا الجذعية الوسيطة إلى عيوب عظمي غضروفي يوفر تطور واعد في مجال هندسة الأنسجة. إعداد الليفين خلايا-جلطات في المختبر يوفر طريقة موحدة لزرع.
يتطلب اشتراك JoVE لعرض هذا المحتوى. تسجيل الدخول أو ابدأ نسخة تجريبية مجانية
مقالة منهجية
* These authors contributed equally
يوصف تقنية تجريبية لعلاج العيوب عظمي غضروفي في مفصل الركبة الأرنب. غرس خيفي الخلايا الجذعية الوسيطة إلى عيوب عظمي غضروفي يوفر تطور واعد في مجال هندسة الأنسجة. إعداد الليفين خلايا-جلطات في المختبر يوفر طريقة موحدة لزرع.
لقد شكل علاج العيوب الغضروفية العظمية المفصلية تحدياً للأطباء لسنوات عديدة. وقد أدى الفهم الأفضل للتفاعلات بين الغضروف المفصلي والعظم تحت الغضروفي في السنوات الأخيرة إلى زيادة الاهتمام باستعادة الوحدة الغضروفية العظمية بأكملها. وبالمقارنة مع الآفات الغضروفية، فإن تجديد العيوب الغضروفية العظمية أكثر تعقيداً بكثير ويمثل تحدياً جراحياً وعلاجياً أكبر بكثير. فالنسيج التالف لا يشمل الطبقة الغضروفية السطحية فحسب، بل يشمل أيضاً العظم تحت الغضروفي. وبالنسبة للتلف الغضروفي العظمي العميق، كما يحدث على سبيل المثال في حالة osteochondrosis dissecans، يجب استبدال كامل سمك العيب لاستعادة سطح المفصل 1. لذا، يجب أن تأخذ الإجراءات العلاجية المؤهلة في الاعتبار هذين النسيجين المختلفين مع قدراتهما الجوهرية المختلفة على الشفاء 2. وفي العقود الأخيرة، ظهرت عدة خيارات علاجية جراحية تم ترسيخها سريرياً بالفعل 3-6.
تتكون عمليات زرع الغضروف والعظم ذاتية المنشأ أو خيفية المنشأ من الغضروف المفصلي والعظم تحت الغضروفي، وهي تتيح استبدال وحدة الغضروف والعظم بالكامل. يتم ملء العيوب بطعوم أسطوانية من الغضروف والعظم تهدف إلى توفير سطح مغطى بغضروف زجاجي متطابق 3,7,8. ومن بين عيوب هذه الطريقة محدودية كمية الطعوم المتاحة، والمراضة في موقع المتبرع (بالنسبة للزرع ذاتي المنشأ)، وعدم تطابق السطح؛ وبناءً على ذلك، يقتصر تطبيق هذه الطريقة بشكل خاص في حالات العيوب الكبيرة.
فتحت المناهج الجديدة في مجال هندسة الأنسجة آفاقاً واعدة للعلاج التجديدي للعظم والغضروف. وقد شكل زرع الخلايا الغضروفية الذاتية أول نهج بيولوجي قائم على الخلايا لعلاج آفات الغضروف كاملة السماكة، وهو نهج معتمد الآن عالمياً بنتائج سريرية جيدة حتى بعد مرور 10 إلى 20 سنة على الزرع 9,10. ومع ذلك، فإن هذه التقنية حتى الآن ليست مناسبة لعلاج جميع أنواع الآفات، مثل العيوب العميقة التي تشمل العظم تحت الغضروفي 11.
تجمع تقنية الساندوتش (sandwich-technique) بين تطعيم العظام والنهج الحالية في هندسة الأنسجة 5,6. ويبدو أن هذا الدمج قادر على التغلب على المحدوديات التي تظهر في طعوم العظم والغضروف وحدها. فبعد إجراء تطعيم عظمي ذاتي في منطقة العيب تحت الغضروفي، يتم خياطة غشاء مستزرع بخلايا غضروفية ذاتية فوقه، مما يسهل مطابقة تضاريس الطعم مع الموقع المصاب. وبالطبع، تتطلب عملية إعادة بناء العظام السابقة وقتاً جراحياً إضافياً، وفي كثير من الأحيان تتطلب جراحة إضافية. علاوة على ذلك، تفتقر البيانات حتى الآن إلى نتائج طويلة المدى 12.
تهدف هندسة الأنسجة دون الحاجة إلى تطعيم عظمي إضافي إلى استعادة البنية والخصائص المعقدة للغضروف المفصلي الأصلي من خلال القدرات الغضروفية والعظمية للخلايا المزروعة. ومع ذلك، فغالباً ما يتم تجديد نسيج الغضروف فقط بشكل متفاوت. أما التلف العظمي الغضروفي الإضافي فيتطلب علاجاً إضافياً محدداً. ومن أجل تحقيق تجديد للبنية متعددة الطبقات للعيوب العظمية الغضروفية، قد توفر منتجات هندسة الأنسجة ثلاثية الأبعاد الملقحة بخلايا ذاتية أو خيفية قدرة تجديدية جيدة 11.
إلى جانب الخلايا الغضروفية الذاتية، تبدو الخلايا الجذعية الميزنكيمية (MSC) بديلاً جذاباً لتطوير نسيج غضروفي كامل السماكة. وفي العديد من الدراسات قبل السريرية in vitro و in vivo، أظهرت الخلايا الجذعية الميزنكيمية إمكانات ممتازة لتجديد الأنسجة 13,14. وتكمن الميزة الهامة للخلايا الجذعية الميزنكيمية، خاصة في علاج العيوب العظمية الغضروفية، في قدرتها على التمايز إلى خلايا عظمية بالإضافة إلى الخلايا الغضروفية. وبناءً على ذلك، فإنها تتيح إمكانية تجديد متعدد الطبقات للعيب النسيجي.
لذلك، تم في السنوات الأخيرة تطوير وتقييم العديد من السقالات ذات القدرة على تجديد الغضروف العظمي مع نتائج أولية واعدة 1,15-18. علاوة على ذلك، أصبح غراء الفبرين كحامل للخلايا أحد التقنيات المفضلة في إصلاح الغضاريف التجريبي، وقد استُخدم بالفعل بنجاح في العديد من الدراسات الحيوانية 19-21 وحتى في التجارب البشرية الأولى 22.
سيوضح البروتوكول التالي تقنية تجريبية لعزل الخلايا الجذعية الميزنشيمية من نخاع عظم الأرنب، لغرض تكثيرها لاحقاً في المزارع الخلوية وإعداد نموذج in vitro معياري لتجلطات الفيبرين الخلوية. وفي الختام، سيتم وصف تقنية لزراعة تجلطات الفيبرين الخلوية المُعدة مسبقاً في عيوب غضروفية عظمية اصطناعية في مفصل ركبة الأرنب.
A. إعداد الأرنب المانحة لعزل الخلايا الجذعية الوسيطة (غرفة الجراحة)
B. فلاشينغ من MSC الأرنب من العظام والتوسع (هود الثقافة الخليوي)
C. إعداد جلطات الليفين في المختبر
D. زرع خيفي الخلايا الجذعية الوسيطة في الجلطات الليفين
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
يسمح تقنية جراحية وصفت العزلة الناجحة وزرع خيفي الخلايا الجذعية الوسيطة إلى عيب عظمي غضروفي الاصطناعي. نتج عن الإعداد التجريبية في الاندماج الناجح للزرع في الغضروف المحيطة بها.
وقد شغل هذا العيب عن طريق إصلاح الأنسجة مع خصائص النشاط الحيوي مماثلة والمتانة مماثلة بالمقارنة مع الغضروف المحيطة بها. وقد أعد الليفين خلايا الملابس الداخلي في المختبر على لوحة العقيمة مع الثقوب قبل حفر، التي كان لها نفس حجم الخل...
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
في السنوات الأخيرة، وإمكانية علاج العيوب المعقدة مفصلي عظمي غضروفي - أصبح مع نهج هندسة الأنسجة أكثر وأكثر جاذبية - مثل تلك الناجمة عن التهاب العظم و الغضروف المسلخ، تنخر العظم والصدمة. في الكيانات المرضية التي سبق ذكرها، تلف الأنسجة تمتد إلى العظم تحت الغضروف وتنطوي على اثنين من الأنسجة التي تتميز مختلف قدرات الشفاء الذاتية 1. هناك اهتمام متزايد في دور العظم تحت الغضروف للعمليات المسببة للأمراض من ضرر مفصلي عظمي غضروفي 11،23. الشروط الفنية للالغضروف المفصلي و...
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
الكتاب ليس لديهم ما يكشف.
وقد تم تمويل هذا المشروع من قبل جمعية البحوث الألمانية (منحة سعادة 4578/3-1) وجزئيا من قبل الاتحاد الأوروبي FP7-مشروع "GAMBA" NMP3-SL-2010-245993.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
| الاسم | الشركة | رقم فهرسي | التعليقات |
|---|---|---|---|
| DMEM | Biochrom AG | F 0415 | |
| FCS | PAN Biotech GmbH | 0401 | |
| Propofol | Fresenius Kabi | ||
| بنسلين/ستريبتومايسين | Biochrom AG | A 2210 | 1,000 وحدة/10 μg/μl في 0.9% NaCl |
| محلول PBS Dulbecco (1X) | Biochrom AG | L1815 | |
| إيثانول (70%) | Merck KGaA | 410230 | |
| محلول صبغة تريبان الزرقاء (0.4%) | Sigma-Aldrich | T8154 | |
| محلول فصل Biocoll | Biochrom AG | L6115 | محلول متساوي التوتر، الكثافة: 1,077 g/ml |
| تربسين-EDTA 0.05% | Invitrogen GmbH | 25300-054 | |
| فنتانيل | DeltaSelectGmBH | 1819340 | |
| محلول NaCl (0.9%) | BBraun | 8333A193 | |
| محاقن (Injekt) | BBraun | 4606108V | |
| إبر (Sterican) | BBraun | 4657519 | |
| ملاقط (ثلمة/حادة) | Aesculap | ||
| مقصات | Aesculap | ||
| مشارط | Feather Safety Razor Co | 02.001.30.022 | |
| ماصات بحثية | Eppendorf | ||
| قاطع عظام | Aesculap | ||
| أطباق زراعة أنسجة 100 مم/150 مم | TPP AG | 93100/93150 | مساحة النمو 60.1 مم2/147.8 مم2 |
| دوارق زراعة أنسجة 25/75 مم2 | TPP AG | 90025/90075 | 25 مم2, 75 مم2 |
| أنابيب طرد مركزي (50 مل) | TPP AG | 91050 | معقمة بأشعة غاما |
| حضّانة CO2 | Forma Scientific Inc. | ||
| غطاء تدفق صفائحي لزراعة الخلايا Hera Safe | Heraeus Instruments | ||
| منشار معقم | Aesculap | ||
| جهاز طرد مركزي Megafuge 2.0 R | Heraeus Instruments | ||
| مقياس كرات الدم (Hemocytometer) | Brand GmbH+Co KG | 717810 | Neubauer |
| مثقاب كهربائي يعمل بالهواء | Aesculap | ||
| مجموعة TISSUCOL-Kit 1.0 مل Immuno | Baxter | 2546648 | |
| خيوط جراحية (4-0 Monocryl, 4-0 Vicryl) | Ethicon | ||
| ضمادة بخاخة (OpSite) | Smith&Nephew | 66004978 | منفذة لبخار الماء |
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.