En experimentell teknik för behandling av chondral defekter i kaninens knäleden beskrivs. Implantation av autologa kondrocyter ympade på en matris är en väl accepterad metod för ombyggnad och reparation av skador ledbrosk ge tillfredsställande resultat på lång sikt. Matrix-assisterad autolog kondrocyttransplantation (MACT) erbjuder ett standardiserat och kliniskt etablerad implantation metod.
Ledbrosk defekter anses ett stort hälsoproblem eftersom ledbrosk har en begränsad kapacitet för självregenerering 1. Obehandlade broskskador leda till pågående smärta, negativt påverka livskvaliteten och mottaglig för artros. Under de senaste årtiondena har flera kirurgiska tekniker utvecklats för att behandla sådana lesioner. Men fram tills nu var det inte möjligt att uppnå en fullständig reparation i termer av att täcka defekten med hyaline ledbrosk eller tillhandahålla tillfredsställande långsiktig återhämtning 2-4. Därför artikulära broskskador förblir ett viktigt mål för regenerativa tekniker såsom Tissue Engineering. I motsats till andra kirurgiska tekniker, som ofta leder till bildningen av fibrös eller fibrocartilaginous vävnad syftar Tissue Engineering vid fullt ut återupprätta den komplexa strukturen och egenskaperna av den ursprungliga ledbrosk genom att använda kondrogena potentialen hos transplanterade celler. Recent utvecklingen öppnat lovande möjligheter för regenerativ brosk terapier.
Den första cellen synsättet för behandling av full tjocklek brosk eller osteokondrala lesioner utfördes 1994 av Lars Peterson och Mats Brittberg som bana klinisk autolog chondrocyte implantation (ACI) 5. Idag är tekniken kliniskt väl etablerad för behandling av stora hyalinbrosk defekter i knäet, upprätthålla goda kliniska resultat och med 10 till 20 år efter implantation 6. Under senare år genomgick implantation av autologa kondrocyter en snabb progression. Användningen av en konstgjord tredimensionell kollagen-matris på vilken celler senare omplanteras blev mer och mer populär 7-9.
MACT består av två kirurgiska förfaranden: Först, för att samla in kondrocyter, behöver en brosk biopsi som skall utföras från en icke viktbärande brosk område i than knäleden. Sedan är kondrocyter extraheras, renas och utvidgas till ett tillräckligt antal celler in vitro. Kondrocyter därefter ympas på en tre-dimensionell matris och kan därefter åter implanteras. När man förbereder en vävnadstekniska implantat, proliferationshastighet och differentiering kapacitet är avgörande för en framgångsrik vävnadsregenerering 10. Användningen av en tredimensionell matris som en cell bärare tros stödja dessa cellulära egenskaper 11.
Följande protokoll kommer att sammanfatta och demonstrera en teknik för isolering av kondrocyter från brosk biopsier, deras proliferation in vitro och deras seedning på en 3D-matris (Chondro-Gide, Geistlich Biomaterials, Wollhusen, Schweiz). Slutligen kommer implantation av de cell-matrix-konstruktioner i artificiellt skapade chondral defekter av en kanin knäled att beskrivas. Denna teknik kan användas som en experimentell inställningför ytterligare experiment av brosk reparation.
Den presenterade protokollet ger en etablerad 9,12,13 och enkelt reproducerbar teknik för att isolera autologa kondrocyter för efterföljande spridning och re-implantation i artificiellt skapade broskdefekter i kanin knä. Användningen av autologa kondrocyter för ombyggnad och reparation av skador ledbrosk är redan i kliniskt bruk som ger tillfredsställande resultat på lång sikt 6.
Stora problem som till exempel periostal hypertrofi och förkalkning, graft delam…
The authors have nothing to disclose.
Detta projekt har finansierats av det tyska Research Association (DFG, HE 4578/3-1).
Name of reagent/equipment | Company | Catalogue Number | Comments |
DMEM | Biochrom AG | F 0415 | |
Collagenase A | Roche | 10 103 586 001 | 0.21 U/mg |
Fetal calf serum (FCS) | PAN Biotech GmbH | 3702-P103009 | |
Propofol | Fresenius Kabi | ||
Penicillin/Streptomycin | Biochrom AG | A 2213 | 10,000 U/ml/10,000 μg/ml |
PBS Dulbecco (1X) | Biochrom AG | L1815 | |
Ethanol (70%) | Merck KgaA | 410230 | |
Trypsin-EDTA 0.25 %/0.02 % | Biochrom AG | L2163 | in PBS w/o Ca2+, Mg2+ |
Fentanyl | Delta Select GmBH | 1819340 | |
NaCl solution (0.9%) | Bbraun | 8333A193 | |
Tissue culture dishes 100 mm/150 mm | TPP AG | 93100/93150 | Growth area 60.1 mm2/147.8 mm2 |
Tissue culture flasks 25/75 mm2 | TPP AG | 90025/90075 | 25 mm2, 75 mm2 |
Centrifuge Tubes (50 ml) | TPP AG | 91050 | Gamma-sterilized |
Hemocytometer | Brand GmbH+Co KG | 717810 | Neubauer |
Trypan Blue Solution 0.4% | Sigma-Aldrich | L8154 | |
Spray dressing (OpSite) | Smith&Nephew | 66004978 | Permeable for water vapor |
Chondro-GideÒ | Geistlich Pharma AG | 30915.5 | |
Biopsy Punch | pfm medical ag | 48351 | |
Tissucol Duo S | Baxter | 3419627 | 0.5 ml |