Tutaj prezentujemy protokół wytwarzania frakcji zrębowej pochodzącej z tkanki tłuszczowej i jej zastosowanie do poprawy funkcji kolana poprzez regenerację tkanki chrzęstnej u pacjentów z chorobą zwyrodnieniową stawów.
Artykuł metodologiczny
* These authors contributed equally
Tutaj prezentujemy protokół wytwarzania frakcji zrębowej pochodzącej z tkanki tłuszczowej i jej zastosowanie do poprawy funkcji kolana poprzez regenerację tkanki chrzęstnej u pacjentów z chorobą zwyrodnieniową stawów.
Choroba zwyrodnieniowa stawów (OA) jest jednym z najczęstszych zaburzeń powodujących wyniszczanie. Ostatnio podjęto liczne próby poprawy funkcji kolan poprzez zastosowanie różnych form mezenchymalnych komórek macierzystych (MSC). W Korei koncentraty szpiku kostnego i komórki macierzyste pochodzące z krwi pępowinowej zostały zatwierdzone przez Koreańską Agencję ds. Żywności i Leków (KFDA) do regeneracji chrząstki. Ponadto KFDA zezwoliła na stosowanie frakcji zrębu naczyniowego pochodzącej z tkanki tłuszczowej (SVF) do wstrzykiwań do stawów u ludzi. Autologiczny SVF pochodzący z tkanki tłuszczowej oprócz mezenchymalnych komórek macierzystych zawiera macierz zewnątrzkomórkową (ECM). ECM wydziela różne cytokiny, które wraz z kwasem hialuronowym (HA) i osoczem bogatopłytkowym (PRP) aktywowanym przez chlorek wapnia mogą pomóc MSCs w regeneracji chrząstki i poprawie funkcji kolana. W tym artykule przedstawiliśmy protokół poprawy funkcji kolana poprzez regenerację tkanki przypominającej chrząstkę u pacjentów z chorobą zwyrodnieniową stawów. Wynik protokołu został po raz pierwszy opisany w 2011 r., a następnie w kilku dodatkowych publikacjach. Protokół obejmuje liposukcję w celu uzyskania autologicznych lipoaspiratów, które są mieszane z kolagenazą. Ta mieszanina lipoazjatów i kolagenazy jest następnie cięta i homogenizowana w celu usunięcia dużej tkanki włóknistej, która może zatkać igłę podczas wstrzyknięcia. Następnie mieszanina jest inkubowana w celu uzyskania SVF pochodzącego z tkanki tłuszczowej. Powstały SVF pochodzący z tkanki tłuszczowej, zawierający zarówno MSC pochodzące z tkanki tłuszczowej, jak i pozostałości ECM, jest wstrzykiwany do kolan pacjentów w połączeniu z HA i PRP aktywowanym chlorkiem wapnia. Uwzględniono trzy przypadki pacjentów, którzy byli leczeni naszym protokołem, co spowodowało poprawę bólu kolana, obrzęku i zakresu ruchu wraz z dowodami MRI tkanki przypominającej chrząstkę szklistą.
Mezenchymalne komórki macierzyste (MSC) są znane z tego, że mają zdolność do regeneracji chrząstki1,2,3,4,5,6. Można je łatwo pozyskać z różnych źródeł: między innymi szpiku kostnego, krwi pępowinowej i tkanki tłuszczowej. Spośród tych źródeł tkanka tłuszczowa jest jedynym źródłem, w którym można uzyskać wystarczającą liczbę MSCs bez konieczności ekspansji hodowli w celu regeneracji chrząstki w warunkach klinicznych7,8. Autologiczną frakcję naczyniową zrębu szpiku kostnego (SVF) można również łatwo uzyskać. Jednak liczba komórek macierzystych zawartych w ekspandowanym szpiku niebędącym hodowlą jest bardzo niska7,8. Krew pępowinowa może zawierać wystarczającą liczbę MSC. Jednak krew pępowinowa nie jest łatwo dostępnym źródłem autologicznego SVF.
Liczne metody przetwarzania tkanki tłuszczowej w celu uzyskania SVF są dostępne do zastosowań klinicznych. Wśród nich znalazła się opracowana i potwierdzona przez Żuka i wsp. metoda pozyskiwania MSCs z tkanki tłuszczowej za pomocą kolagenazy.5,6, jest bardzo dobrze akceptowane. Ta metoda stosowania kolagenazy została zmodyfikowana do zastosowań klinicznych w ortopedii. Aby można go było zastosować w warunkach klinicznych, system musi być systemem zamkniętym, aby zachować sterylność przy jednoczesnym zachowaniu wygody. Jedna szczególna modyfikacja przedstawiona w tym artykule dotyczy homogenizacji lipoaaspiratów. Małe lipoaspiraty są trawione stosunkowo szybciej niż większe, co powoduje nierównomierny rozpad tkanki tłuszczowej. Co więcej, te lipoaspiraty o większych rozmiarach mogą wytwarzać tkanki włókniste, które mogą zatykać strzykawki i igły podczas wykonywania zastrzyków do stawów9,10. Aby zapobiec tym problemom, lipoaspiraty można homogenizować poprzez krojenie i mielenie lipoaspiratów przed inkubacją z kolagenazą. Powstały SVF pochodzący z tkanki tłuszczowej może zawierać bardziej jednolitą macierz zewnątrzkomórkową (ECM) w porównaniu z lipoaspiratami, które nie są homogenizowane11. Uszkodzony ECM zawarty w SVF może działać jako rusztowanie12.
W 2009 roku TKoreańska Agencja ds. Żywności i Leków (KFDA) zezwoliła na autologiczny SVF pochodzący z tkanki tłuszczowej, gdy jest przetwarzany w placówce medycznej przy minimalnym przetwarzaniu przez lekarza13. Następnie autologiczny SVF pochodzący z tkanki tłuszczowej został wykorzystany jako potencjalny środek poprawiający funkcje kolana u pacjentów z chorobą zwyrodnieniową stawów (OA) poprzez potencjalną regenerację tkanki przypominającej chrząstkę10,14,15,16,17,18.
W 2011 roku Pak po raz pierwszy wykazał, że komórki macierzyste pochodzące z tkanki tłuszczowej (ASC) zawarte w SVF pochodzącym z tkanki tłuszczowej mogą poprawić funkcje kolana, potencjalnie regenerując tkankę podobną do chrząstki u pacjentów z ludzką chorobą zwyrodnieniową stawów po wstrzyknięciu osocza bogatopłytkowego (PRP) 14. Ponadto Pak i wsp. przedstawili dane dotyczące bezpieczeństwa w 2013 r. z udziałem 91 pacjentów. Średni wskaźnik skuteczności podany w tych danych dotyczących bezpieczeństwa wynosił 67%15. Następnie dodatkowe badania przeprowadzone przez Pak i wsp. wykazały poprawę funkcji kolana, potencjalnie dzięki regeneracji tkanki podobnej do chrząstki u pacjentów z rozdarciem łąkotki i chondromalacją rzepki10,16,17,18. Na podstawie doniesień wiadomo, że liczba komórek macierzystych zawartych w 100 g tkanki tłuszczowej przetworzonej za pomocą protokołu przedstawionego w tym artykule może wynosić od 1 000 000 - 40 000 000 w zależności od charakterystyki pacjenta8,19,20,21,22,23.
Tutaj prezentujemy kliniczny protokół choroby zwyrodnieniowej stawów kolanowych u ludzi przy użyciu autologicznego SVF pochodzącego z tkanki tłuszczowej z HA i PRP aktywowanego chlorkiem wapnia. Pierwsza wersja tego protokołu klinicznego, obejmująca zamknięty, ręczny system do utrzymania sterylności, została opisana w 201114. Identyczny protokół został zoptymalizowany, zachowując sterylność i został zgłoszony w 2013 i 2016 roku10,15. Tutaj przedstawiono zoptymalizowany protokół. Schematyczny przegląd protokołu przedstawiono na rysunku 1.

Rysunek 1: Schematyczny przegląd protokołu. Kliknij tutaj, aby zobaczyć większą wersję tego rysunku.
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Zgoda i zgoda na zgłaszanie następujących opisów przypadków została uchylona przez komisję Myongji University Institutional Review Board (MJUIRB). Co więcej, ten protokół kliniczny był zgodny z Deklaracją Helsińską i wytycznymi KFDA. Na zabiegi uzyskano świadome zgody pacjentów.
1. Liposukcja
UWAGA: Występuj techniką sterylną.
2. Przygotowanie mieszaniny ASC/ECM ze sterylnym systemem zamkniętym
3. Przygotowanie PRP techniką sterylną
4. Leczenie na bazie mieszaniny ASC/ECM
5. Kontynuacja po leczeniu
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Trzech pacjentów (jedna 87-letnia kobieta z chorobą zwyrodnieniową stawów 3, jedna 68-letnia kobieta z chorobą zwyrodnieniową stawów 3 i jedna 60-letnia kobieta z chorobą zwyrodnieniową stawów 3) bez żadnej znaczącej historii medycznej zgłosiło się do kliniki z uporczywym bólem kolana i chciało zastosować potencjalne leczenie SVF autologiczne z tkanki tłuszczowej. Wszyscy trzej pacjenci zostali przebadani przez chirurga ortopedę i zaproponowano im całkowitą wymianę stawu kolanowego (TKR) ...
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
W 2001 roku Zuk i wsp. Wyizolowane komórki macierzyste z tkanki tłuszczowej poprzez rozbicie macierzy kolagenowej za pomocą kolagenazy6. Następnie grupa wykazała, że te komórki macierzyste wyizolowane z tkanki tłuszczowej mogą przekształcić się w chrząstkę i inne tkanki pochodzenia mezodermy, udowadniając, że te komórki macierzyste są pochodzenia mezenchymalnego.
Podobnie procedura przedstawiona w tym artykule jest zmodyfikowanym protokołem w celu zastosowania ...
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Autorzy nie mają nic do ujawnienia.
Autor dziękuje za wsparcie ze strony personelu Kliniki Medycznej Mipro oraz projekt figurki autorstwa Jaepil/David Lee. Prace te były wspierane przez granty badawcze z Programu Rozwoju Bio i Technologii Medycznych NRF finansowane przez MSIT (numer NRF-2017M3A9E4078014); oraz Narodowa Fundacja Badawcza Korei (NRF) finansowana przez Ministerstwo Nauki i Technologii Informacyjnych i Komunikacyjnych (numery NRF-2017R1A2B4002315 i NRF-2016R1C1B2010308).
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
| Nazwa | Firma | Numer katalogowy | Komentarze |
|---|---|---|---|
| Materiał | |||
| 5% Betadine (powidon-jod) | Firson Co., Sp. z o.o. | ||
| 2% lidokainy | Daehan Pharmaceutical Co. | ||
| Roztwór tumescencyjny | Myungmoon Pharm. Co., Ltd. | N01BB01 | Roztwór składał się z 500 ml soli fizjologicznej, 40 ml 2% lidokainy, 20 ml 0,5% marcainy i 0,5 ml epinefryny w stosunku 1:1000. |
| Klasa badawcza Liberase TL i TM | Nauki stosowane Roche | 5401020001 | |
| D5LR | Dahan Pharm. Co., Ltd. | 645101072 | Dekstroza 5% w roztworze Ringera z mleczanami |
| Antykoagulant cytrynian roztwór dekstrozy | Fenwal, Inc. | NDC: 0942-0641 | Roztwór składał się z 0,8% kwasu cytrynowego, 0,22% cytrynianu sodu i 0,223% dekstrozy. |
| 3% (w/v) Chlorek wapnia | Choongwae Pharmaceutical Co. | ||
| 0,5% (w/v) HA (kwas hialuronowy) | Dongkwang pharm. Co., Ltd. | ||
| 0,25% ropiwakainy | Huons Co., Ltd. | 670600150 | |
| Sprzęt | |||
| 3,0 mm Kaniula | WOOJU Instrumenty medyczne Co. | ||
| Strzykawka Luer-Lock 60 ml | BD (Becton Dickinson) | ||
| 309653 Zestaw bębnowy wirówki | CPL Sp. z o.o. | 30-0827044 | |
| Homogenizator tkankowy zawierający ostrza | CPL Co., Ltd. | 30-0827045 | |
| Mieszalnik z inkubatorem obrotowym | Medikan Co., Ltd | MS02060092 | |
| Wirówka | Hanil Scientific Inc. | CE1133 | |
| Obrazowanie metodą rezonansu magnetycznego | Philips Medical Systems Inc. | 18068 | |
| System obrazowania ultrasonograficznego | Samsung Medison co., Ltd | CT-LK-V10-ICM-09.05.2007 |
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Poproś o pozwolenie na ponowne wykorzystanie tekstu lub ilustracji tego artykułu JoVE
Poproś o pozwolenie