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Artigo de método

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

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DOI:

10.3791/4422

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21 de maio de 2013

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* These authors contributed equally

Neste artigo

Resumo

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.

Resumo

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.

Protocolo

A. Cartilagem Biópsia (Room Cirurgia; passos 1-5 na sala de preparação não-estéril)

  1. 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.
  2. Induzir a anestesia ao coelho por uma injecção intravenosa de 10 mg / kg de propofol.
  3. Após entubação, manter a anestesia com 1,5 mg / kg / min de propofol e de 0,05 mg / kg por via intravenosa de fentanil. Monitorar anestesia usando capnografia, oximetria de pulso e freqüência cardíaca.
  4. Raspar o joelho a ser operado com um cortad....

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Resultados

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, nenhuma hipertrofia ou .......

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Discussão

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, por exemplo, a hipertr.......

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Divulgações

Os autores não têm nada a revelar.

Agradecimentos

Este projeto foi financiado pela Associação Alemã de Pesquisa (DFG, HE 4578/3-1).

....

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Materiais

Lista de materiais utilizados neste artigo
NomeEmpresaNúmero de catálogoComentários
Nome do reagente/equipamentoEmpresaNúmero do catálogoComentários
DMEMBiochrom AGF 0415
Colagenase ARoche10 103 586 0010,21 U/mg
Soro fetal bovino (FCS)PAN Biotech GmbH3702-P103009
PropofolFresenius Kabi
Penicilina/EstreptomicinaBiochrom AGA 221310.000 U/ml/10.000 μg/ml
PBS Dulbecco (1X)Biochrom AGL1815
Etanol (70%)Merck KgaA410230
Tripsina-EDTA 0,25 %/0,02 %Biochrom AGL2163em PBS sem Ca2+, Mg2+
FentanilDelta Select GmBH1819340
Solução de NaCl (0,9%)Bbraun8333A193
Placas de cultura celular 100 mm/150 mmTPP AG93100/93150Área de crescimento 60,1 mm2/147,8 mm2
Frascos de cultura celular 25/75 mm2TPP AG90025/9007525 mm2, 75 mm2
Tubos cónicos (50 ml)TPP AG91050Sterilizados por gama
HemocitómetroBrand GmbH+Co KG717810Neubauer
Solução de Azul de Tripano 0,4%Sigma-AldrichL8154
Curativo em spray (OpSite)Smith&Nephew66004978Permeável ao vapor de água
Chondro-GideÒGeistlich Pharma AG30915.5
Punção biópsiapfm medical ag48351
Tissucol Duo SBaxter34196270,5 ml

Referências

  1. Albrecht, C., et al. Gene expression and cell differentiation in matrix-associated chondrocyte transplantation grafts: a comparative study. Osteoarthritis Cartilage. 19, 1219-1227 (2011).
  2. Pridie, K. H. A method of res....

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Reimpressões e permissões

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