טכניקה ניסויית לטיפול בפגמי osteochondral במפרק הברך של הארנב מתוארת. ההשתלה של תאי גזע מזנכימיים אלוגניות לפגמי osteochondral מספקת פיתוח מבטיח בתחום הנדסת רקמות. הכנת הפיברין-תא קרישים במבחנה מציע שיטה סטנדרטית להשתלה.
הרשמה ל-JoVE נדרשת לצפייה בתוכן זה. התחברו או התחילו בגרסת ניסיון בחינם.
מאמר שיטה
* These authors contributed equally
טכניקה ניסויית לטיפול בפגמי osteochondral במפרק הברך של הארנב מתוארת. ההשתלה של תאי גזע מזנכימיים אלוגניות לפגמי osteochondral מספקת פיתוח מבטיח בתחום הנדסת רקמות. הכנת הפיברין-תא קרישים במבחנה מציע שיטה סטנדרטית להשתלה.
הטיפול בפגמים אוסטאו-כונדראליים במפרקים מהווה אתגר עבור רופאים כבר שנים רבות. הבנה טובה יותר של האינטראקציות בין הסחוס המפרקי לעצם הסוב-כונדרלית בשנים האחרונות הובילה להגברת תשומת הלב לשיקום של היחידה האוסטאו-כונדרלית כולה. בהשוואה לנגעים כונדרליים, רגנרציה של פגמים אוסטאו-כונדרליים היא מורכבת הרבה יותר ומהווה אתגר כירורגי וטיפולי גדול בהרבה. הרקמה הפגועה כוללת לא רק את שכבת הסחוס השטחית אלא גם את העצם הסוב-כונדרלית. עבור נזק אוסטאו-כונדרלי עמוק, כפי שקורה למשל ב-osteochondrosis dissecans, יש להחליף את מלוא עובי הפגם כדי לשקם את שטח הפנים של המפרק 1. הליכים טיפוליים מתאימים חייבים להתחשב בשני רקמות שונות אלו ובפוטנציאל הריפוי הפנימי השונה שלהן 2. בעשורים האחרונים הופיעו מספר אפשרויות טיפול כירורגי שכבר הוכחו קלינית 3-6.
שתלים אוסטאו-כונדראליים (osteochondral) אוטולוגיים או אלוגנאיים מורכבים מסחוס מפרקי ומעצם סוב-כונדרלית, ומאפשרים את החלפתו של היחידה האוסטאו-כונדרלית כולה. הפגמים ממולאים בשתלים אוסטאו-כונדראליים גליליים, שמטרתם לספק משטח מכוסה בסחוס היאליני תואם 3,7,8. החסרונות כוללים כמות מוגבלת של שתלים זמינים, תחלואה באתר התרומה (בשתלים אוטולוגיים) וחוסר התאמה של המשטח; לפיכך, יישומה של שיטה זו מוגבל במיוחד עבור פגמים גדולים.
גישות חדשות בתחום הנדסת הרקמות פתחו אפשרויות מבטיחות לטיפול רגנרטיבי אוסטוכונדרלי. השתלת כונדרוציטים אוטולוגיים סימנה את הגישה הביולוגית הראשונה המבוססת על תאים לטיפול בנגעי סחוס בעובי מלא, וכיום היא מבוססת ברחבי העולם עם תוצאות קליניות טובות גם 10 עד 20 שנים לאחר ההשתלה 9,10. עם זאת, נכון להיום, טכניקה זו אינה מתאימה לטיפול בכל סוגי הנגעים, כגון פגמים עמוקים המערבים את העצם הסוב-כונדרלית 11.
טכניקת ה-sandwich משלבת השתלת עצם עם גישות עכשוויות בהנדסת רקמות 5,6. נראה כי שילוב זה מסוגל להתגבר על המגבלות הנראות בהשתלות אוסטוכונדרליות לבדן. לאחר השתלת עצם אוטולוגית לאזור הפגם סובכונדרלי, תפרו מעליו ממברנה הזורעת כונדרוציטים אוטולוגיים, אשר מסייעת להתאמה של טופולוגיית השתל לאתר הפגיעה. כמובן, שחזור העצם המקדים דורש זמן ניתוחי נוסף ולעתים אף ניתוח נוסף. יתרה מכך, נכון להיום, חסרים נתונים ארוכי טווח 12.
הנדסת רקמות ללא השתלת עצם נוספת שואפת לשחזר את המבנה והתכונות המורכבים של סחוס מפרקי טבעי באמצעות הפוטנציאל הכונדרוגני והאוסטאוגני של התאים המושתלים. עם זאת, שוב, בדרך כלל רק רקמת הסחוס היא זו המשתקמת במידה זו או אחרת. נזק אוסטאוכונדרלי נוסף דורש טיפול משלים ספציפי. על מנת להשיג רגנרציה של המבנה רב-השכבתי של פגמים אוסטאוכונדרליים, מוצרי הנדסת רקמות תלת-ממדיים המוזרעים בתאים אוטולוגיים/אלוגנאיים עשויים לספק יכולת רגנרציה טובה 11.
בנוסף לכונדרוציטים אוטולוגיים, תאי גזע מזנכימליים (MSC) נראים כחלופה אטרקטיבית לפיתוח רקמת סחוס בעובי מלא. במספר רב של מחקרים פרה-קליניים in vitro ו-in vivo, תאי גזע מזנכימליים הפגינו פוטנציאל רגנרטיבי מצוין לרקמות 13,14. היתרון המשמעותי של תאי גזע מזנכימליים, במיוחד עבור טיפול בפגמים אוסטאוכונדרליים, הוא יכולתם להבדיל לאוסטאוציטים כמו גם לקונדרוציטים. לפיכך, הם מאפשרים פוטנציאלית רגנרציה רב-שכבתית של הפגם.
בשנים האחרונות פותחו והוערכו מספר פיגומים בעלי פוטנציאל לרגנרציה אוסטוכונדרלית, עם תוצאות ראשוניות מבטיחות 1,15-18. יתרה מכך, דבק פיברין כנשא תאים הפך לאחת הטכניקות המועדפות בתיקון סחוס ניסיוני, וכבר נעשה בו שימוש מוצלח במספר מחקרי בעלי חיים 19-21 ואפילו בניסויים ראשונים בבני אדם 22.
הפרוטוקול הבא ידגים טכניקה ניסויית לבידוד תאי גזע מזנכימליים ממוח העצם של ארנב, לצורך השכחה (proliferation) ע후ונה בתרבית תאים ולהכנת מודל in vitro סטנדרטי של קרישי פיברין-תאים. לבסוף, תתואר טכניקה להשתלה של קרישי פיברין-תאים שהוכנו מראש לתוך פגמים אוסטוכונדרליים מלאכותיים במפרק הברך של הארנב.
הכנת א ארנב תורם לבידוד של תאי גזע mesenchymal (חדר ניתוח)
ב 'פלאשינג של MSC ארנב מעצמות והרחבה (הוד תרבות תאים)
הכנת ג קרישי הפיברין במבחנה
ההשרשה ד תאי גזע mesenchymal אלוגנאית בקרישי הפיברין
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
הטכניקה כירורגית תאר מאפשרת בידוד מוצלח והשתלה של תאי גזע מזנכימיים אלוגניות לפגם osteochondral מלאכותי. ההתקנה הניסיונית הביאה לשילוב מוצלח של השתל לתוך הסחוס שמסביב.
הפגם היה מלא על ידי רקמת תיקון עם מאפיינים דומים biomechanical ועמידות דומה בהשוואה לסחוס שמסביב. הפיברין-תא הקריש הוכן במבחנה על צלחת סטרילית עם חורים שנקדחו מראש, אשר היו באותו גודל כמו פגם osteochondral (איור 3). כתוצאה...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
בשנים האחרונות, את האפשרות של טיפול במומים מורכבים מפרק osteochondral - כגון אלה הנובעים מdissecans osteochondritis, נמק וטראומה - עם הנדסת רקמות גישות הפכה ליותר ויותר אטרקטיבי. בגופים פתולוגיים שהוזכרו קודם לכן, נזק לרקמות משתרעת על עצם subchondral וכוללת שתי רקמות המתאפיינות ביכולות ריפוי פנימיות שונות 1. יש עניין גובר בתפקידה של עצם subchondral לתהליכים פתוגניים של נזק במפרק osteochondral 11,23. התנאים התפקודיים של סחוס במפרק והעצם התומך אותה מחוברים בחוז...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
המחברים אין לחשוף.
פרויקט זה מומן על ידי אגודת המחקר הגרמני (מענק HE 4578/3-1) וחלקו על ידי האיחוד האירופי FP7-הפרויקט "גמבה" NMP3-SL-2010-245,993.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
| שם | חברה | מספר קטלוג | הערות |
|---|---|---|---|
| DMEM | Biochrom AG | F 0415 | |
| FCS | PAN Biotech GmbH | 0401 | |
| פרופופול (Propofol) | Fresenius Kabi | ||
| פניצילין/סטרפטומייצין | Biochrom AG | A 2210 | 1,000 units/10 μg/μl ב-0.9% NaCl |
| PBS Dulbecco (1X) | Biochrom AG | L1815 | |
| אתנול (70%) | Merck KGaA | 410230 | |
| תמיסת טריפאן כחול (0.4%) | Sigma-Aldrich | T8154 | |
| תמיסת הפרדה Biocoll | Biochrom AG | L6115 | תמיסה איזוטונית צפיפות: 1,077 g/ml |
| Trypsin-EDTA 0.05% | Invitrogen GmbH | 25300-054 | |
| פנטניל (Fentanyl) | DeltaSelectGmBH | 1819340 | |
| תמיסת NaCl (0.9%) | BBraun | 8333A193 | |
| מזרקים (Injekt) | BBraun | 4606108V | |
| מחטים (Sterican) | BBraun | 4657519 | |
| פינצטות (קהה/חדה) | Aesculap | ||
| מספריים | Aesculap | ||
| סכיני ניתוח | Feather Safety Razor Co | 02.001.30.022 | |
| פיפטות למחקר | Eppendorf | ||
| קוצץ עצם | Aesculap | ||
| צלוחיות לתרבית רקמות 100 mm/150 mm | TPP AG | 93100/93150 | שטח גידול 60.1 mm2/147.8 mm2 |
| בקבוקי תרבית רקמות 25/75 mm2 | TPP AG | 90025/90075 | 25 mm2, 75 mm2 |
| מבחנות צנטריפוגה (50 ml) | TPP AG | 91050 | סטריליזציה בגמא |
| אינקובטור CO2 | Forma Scientific Inc. | ||
| מנדף זרימה למינרית לתרבית תאים Hera Safe | Heraeus Instruments | ||
| מסור סטרילי | Aesculap | ||
| צנטריפוגה Megafuge 2.0 R | Heraeus Instruments | ||
| המציטומטר | Brand GmbH+Co KG | 717810 | Neubauer |
| מקדחה פנאומטית | Aesculap | ||
| ערכה TISSUCOL-Kit 1.0 ml Immuno | Baxter | 2546648 | |
| חוטי תפירה (4-0 Monocryl, 4-0 Vicryl) | Ethicon | ||
| חבישת ספריי (OpSite) | Smith&Nephew | 66004978 | חדירה לאדי מים |
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.