Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
Click here for the English version

Medicine

Behandling av osteokondrala Defekter i Rabbit knäled med implantation av allogena mesenkymala stamceller i fibrinproppar

Published: May 21, 2013 doi: 10.3791/4423
* These authors contributed equally

Summary

En experimentell teknik för behandling av osteokondrala defekter i kaninens knäleden beskrivs. Den implantering av allogena mesenkyma stamceller till osteokondrala defekter ger en lovande utveckling inom området för vävnadsteknik. Framställningen av fibrin-cell-blodproppar

Abstract

Behandlingen av osteokondrala artikulära defekter har varit utmanande läkare i många år. Den bättre förståelse av samspelet mellan ledbrosk och subkondralt ben under de senaste åren lett till ökad uppmärksamhet på restaurering av hela osteokondral enheten. I jämförelse med chondral lesioner regenerering av osteokondrala defekter är mycket mer komplex och en mycket större kirurgiska och terapeutiska utmaning. Den skadade vävnaden innehåller inte bara den ytliga broskskiktet men också det subkondrala benet. För djup, osteochondral skador, eftersom det förekommer till exempel med osteochondrosis dissecans måste hela tjockleken av defekten som skall ersättas för att återställa ledytan 1. Berättigade terapeutiska procedurer måste överväga dessa två olika vävnader med sina olika inneboende läkande potential 2. Under de senaste decennierna har flera kirurgiska behandlingsalternativ vuxit fram och har redan blivit kliniskt etablerad 3 -6.

Autologa eller allogena osteokondrala transplantat består av artikulär brosk och subkondralt ben och tillåta utbyte av hela osteokondral enheten. De brister är fyllda med cylindriska osteokondrala transplantat som syftar till att ge en kongruent hyalinbrosk täckt yta 3,7,8. Nackdelar är den begränsade mängden tillgängliga transplantat, tagstället sjuklighet (för autologa transplantationer) och incongruence av ytan, varigenom tillämpningen av denna metod är särskilt begränsad för stora defekter.

Nya metoder inom området tissue engineering öppnat lovande möjligheter för regenerativ osteokondral terapi. Implantation av autologa kondrocyter markerade den första cellen baserad biologisk metod för behandling av full tjocklek broskskador och är nu världsomfattande etablerad med goda kliniska resultat och med 10 till 20 år efter implantation 9,10. Men för att date, är denna teknik inte lämplig för behandling av alla typer av lesioner som djupa defekter involverar det subkondrala benet 11.

Den sandwich-tekniken kombinerar ben ympning med nuvarande metoder i Tissue Engineering 5,6. Denna kombination verkar kunna övervinna de begränsningar som ses i osteokondrala transplantat ensam. Efter autolog bentransplantation till det subkondrala defekta området, är ett membran ympas med autologa kondrocyter sutureras ovan och underlättar att motsvarar topologin av transplantatet med det skadade stället. Naturligtvis måste den föregående benrekonstruktion ytterligare kirurgisk tid och ofta till och med en ytterligare operation. Dessutom, hittills, är långsiktiga data saknas 12.

Tissue Engineering utan ytterligare bentransplantation syftar till att återställa den komplexa strukturen och egenskaperna hos nativt ledbrosk genom kondrogen och osteogena potentialen hos de transplanterade cellerna. HoweveR, återigen, är det oftast bara broskvävnaden som är mer eller mindre regenereras. Ytterligare osteokondral skada behöver en viss ytterligare behandling. För att uppnå en regenerering av den flerskiktade strukturen av osteokondrala defekter, tredimensionella vävnadstekniska produkterna ympade med autologa / allogena celler kan ge en god regenereringskapacitet 11.

Bredvid autologa kondrocyter, mesenkymala stamceller (MSC) verkar vara ett attraktivt alternativ för utvecklingen av en full tjocklek broskvävnad. I många prekliniska in vitro och in vivo studier har mesenkymala stamceller visade god potential vävnadsregenerering 13,14. Den viktiga fördelen av mesenkymala stamceller särskilt för behandling av osteokondrala defekter är att de har förmåga att differentieras i osteocyter samt kondrocyter. Därför, de tillåter potentiellt en flerskiktad regenerering av defect.

Under senare år har flera ställningar med osteochondral regenerativ potential därför utvecklats och utvärderats med lovande preliminära resultat 1,15-18. Dessutom blev fibrinlim som en cell bärare en av de föredragna tekniker i experimentell broskreparation och har redan med framgång använts i flera djurstudier 19-21 och även första försök på människor 22.

Följande protokoll kommer att visa en experimentell teknik för isolering av mesenkymala stamceller från en kanin benmärg, för efterföljande proliferation i cellkultur och för framställning av ett standardiserat in vitro-modell för fibrin-cell-blodproppar. Slutligen kommer en teknik för implantering av på förhand fastställda fibrin-cell-koaguleringar i artificiella osteokondrala defekter i kaninens knäleden att beskrivas.

Protocol

A. Framställning av en donator Kanin för isolering av mesenkymala stamceller (Surgery Room)

  1. Celler isoleras från manliga Nya Zealand White (NZW) kaniner vid 4 månaders ålder och ca 3 kg kroppsvikt.
  2. Inducera anestesi av propofol (10 mg / kg kroppsvikt iv) och offra med natriumpentobarbital (100 mg / kg kroppsvikt iv).
  3. Raka päls från bakbenen, rygg och mage med en elektrisk klippmaskin och dammsuga pälsen.
  4. Desinficera rakade området noggrant med 70% etanol.
  5. Använd trubbig pincett, vassa saxar (eller skalpell) och fräsar ben för vävnad och ligament.
  6. Gör ett snitt längs den kraniala ytan av benet och kalv.
  7. Reflektera hud och subkutan vävnad antingen skarp eller trubbig dissektion.
  8. Separata muskler och ligament från skenbenet och lårbenet. Håll snitt så nära benet som möjligt för att göra en ren dissektion. Skiljer inte lårben från skenbenet vid denna tid.
  9. Skär through höftleden att separera huvudet av lårbenet från acetabulum.
  10. Höj tibial-femorala komplex.
  11. Använd skalpell blad för att skrapa bort eventuell kvarvarande mjuk vävnad från ben eller gnugga benen med sterila trasa vävnader. Vid denna punkt, är lårben och skenben fortfarande är ansluten.
  12. Ta patella genom skärning, sedan klippa knäled ligament till separata ben slutligen.
  13. Spray separerade ben med 70% etanol, låt lufttorka och placera varje ben i en 50 ml centrifugrör med cellodlingsmedium (DMEM + 1% penicillin / streptomycin (Penna / Strep)) för att hålla dem fuktiga.
  14. Nu växlar under en steril cellodling laminärt flöde huva.

B. Spolning av Rabbit MSC från Ben och Expansion (Cell Culture Hood)

  1. Samla ben från rör och placera dem i 150 mm skålar med steril pincett.
  2. Ta bort både ben slutar med en steril såg och pjäser flyttar till nya 150 mm skålar.
  3. Fyll en 10 ml spruta med medium (DMEM), bifoga en 18 gauge nål och sätt in i öppningen i benmärgen.
  4. Sedan skölja märg kaviteten med medium för att spola benmärgen i skålen. Efteråt, skölj ur den andra änden, om möjligt. Om det behövs, såg ut mer från ändarna. Om ben skulle gå sönder, bara skölja insidan av benet.
  5. Sug fjädring cellmedium i sprutan och skölj benmärgen tills suspensionen är friflytande genom benmärgen hålighet och ingen ytterligare benmärg blodproppar visas.
  6. När benmärg har samlats in från samtliga ben, störa märg klumpar genom att passera genom en 18 gauge nål: fyll sprutan med kanylen påsatt och tvinga ut i mediet.
  7. Efteråt, filtrera suspensionen genom en cell filter till en 50 ml rör. För att förhindra cellförlust, tvätta 2x odlingsskål med 10 ml medium och filtrera samt.
  8. Centrifugera suspensionen vid 500 xg under 5 min vid rumstemperatur.
  9. Avlägsna supernatanten och resuspendera cell pellet i 10 ml medium (DMEM + 1% Pen / Strep).
  10. Separata blodkroppar från perifera mononukleära blodceller (PBMC) och mesenkymala stamceller (MSC) med användning av en Biocoll separationslösning.
  11. Fyll 5 ml Biocoll separationslösning till ett 15 ml rör och tillsätt försiktigt 5 ml cell-suspension på toppen och centrifugera vid 800 xg under 20 min vid RT (utan broms).
  12. Möjliga resultat se Figur 1: Att vara tätare än Biocoll, röda blodkroppar sediment till botten medan PBMC och mesenkymala stamceller kvar vid gränsytan.
  13. Ta försiktigt bort gränssnittet i en 15 ml tub och tvätta med 5 ml PBS.
  14. Centrifugera såsom beskrivs i steg 22, återsuspendera i 5 ml PBS och upprepa 2-3x.
  15. Sedan centrifugera igen vid 350 xg under 10 min vid RT (med broms).
  16. Återsuspendera i 10 ml medium och räkna cellerna i en hemocytometer.
  17. Plate celler vid en initial seeding täthet av ca 5 x 10 6 i 150 mm skålar.
  18. Efter 2-3 dagar, reflytta icke vidhäftande celler. Du kanske måste skölja med PBS först för att avlägsna celldebris. Lägg färskt komplett medium (DMEM + 10% fetalt kalvserum (FCS) + 1% Pen / Strep) efteråt.
  19. Feed celler var 3-4 dagar (figur 2).
  20. Efter 5-10 dagar, passage celler för första gången.

C. Framställning av fibrinkoagel in vitro

  1. På dagen för implantation, släpper vidhäftande celler från kolvar / rätter med en 3 min-exponering till 0,25% trypsin-EDTA. Stoppa trypsinization genom att lägga till komplett medium.
  2. Fördela celler i en 50 ml Falcon-rör och tvätta dem två gånger med PBS.
  3. Bestäm cellviabiliteten och siffror genom trypanblå färgning.
  4. Lägg 50.000 celler / mikrocentrifugrör och samla pellets genom centrifugering vid 500 xg under 5 min vid rumstemperatur. Förbered en mastermix för minst en ytterligare koaguleringen efter behov.
  5. Resuspendera cellpelleten i 17 pl PBS och blanda 25 | il av fibrinogen komponenten i tissuCOL-Kit med detta 17 pl MSC suspension.
  6. Ta en steril platta med förborrade hål (3x3.6 mm) i enlighet med borrhålen in vivo (Figur 3).
  7. Först inokulera fyra il trombinlösning (500 lU / ml) in i ett hål, följt av omedelbar tillsats av 42 | il fibrinogen-cell-suspension och återigen 4 il trombinlösning ovanpå. Blanda inte ihop fjädringen för att undvika koagulering i pipettspetsen. Först kommer 50 pl volym pipetterade fibrinogen-cell-suspension skjuter kanten av de förborrade hålen utan att smälta på grund av ytspänningen. Men efter fullständig koagulering (efter 60 min) proppen krymper och passar in i förborrade hål.
  8. Avlägsna proppen försiktigt med en trubbig pincett och placera in i ett mikrocentrifugrör med PBS. Förbered 2 blodproppar / djur.
  9. Ta blodproppar i kirurgi rummet.

D. Implantation av allogena mesenkymala stamceller i fibrinproppar

  1. Inducera anestesi till kanin (NZW, manlig, 3,5-4,0 kg kroppsvikt, 5-6 månader gamla) genom intravenös injektion av propofol (10 mg / kg kroppsvikt).
  2. Raka knäet som skall opereras med en elektrisk klippmaskin och vakuum pälsen. Alla förfaranden som namnges innan utförs i en operation förberedelse utrymme för att undvika förorening av sterila miljön i operationssalen.
  3. Efter intubering, upprätthålla anestesi med 1,5 mg / kg / min propofol och 0,05 mg / kg / min fentanyl intravenöst. Övervaka anestesi med kapnografi, pulsoximetri och puls.
  4. Desinficera rakade knäet ordentligt och täcka resten av kanin med ett sterilt förband.
  5. Palpera knäskålen och utför en hud snitt medialt till knäskålen.
  6. Öppna knäleden genom en medial parapatellar artrotomi under sterila betingelser. Försök att undvika att skära några små ytliga blodkärl.
  7. Förskjutning knäskålen i sidled (figur 4).
  8. Efter InspeInsatser av knäleden för eventuella samtidiga broskskador eller gemensamma anomalier, skapa två osteokondrala defekter (3 mm djup, figur åtta-formad) i troklearfåran med en steril luft operativsystem borrmaskin (3,6 mm i diameter) med en stop-enhet (Figur 5).
  9. Rengör defekter och skölj dem med steril koksaltlösning.
  10. Före implantationen, fylla 20 pl av fibrinlim i defekterna och distribuera dem jämnt på botten av defekten.
  11. Sedan implantera blodproppar presspassad i figuren åtta-formade defekt.
  12. Efter koagulering, flytta knäskålen inom troklearfåran och böja och sträcka knät några gånger.
  13. Förskjutning knäskålen i sidled igen och kontrollera om fibrinogen-cell-proppar är fortfarande på plats.
  14. Byt knäskålen igen och avsluta operationen med sårtillslutning i skikt med enstaka knapp suturer (4-0 Vicryl) och en kontinuerlig kutan sutur (4-0 Monocryl) (båda med resorberbar suturmaterial).
  15. Slutligen försegla såret med en spray dressing permeabel för vattenånga.
  16. För postoperativ vård, är såret kontrolleras dagligen under 7 dagar. Kaninerna får för postoperativ smärtlindring Karprofen 4 mg / kg subkutant var 24 h (i 4 dagar) och buprenorfin 0,03 mg / kg subkutant var 12 h (under 2,5 dagar). En stabilisering av knäleden (t.ex. förband) är inte nödvändigt.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

Den beskrivna kirurgiska tekniken tillåter en lyckad isolering och implantation av allogena mesenkymala stamceller till en konstgjord osteokondral defekt. Den experimentuppställning resulterade i en framgångsrik integration av implantatet i den omgivande brosk.

Defekten fylldes genom reparation vävnad med liknande biomekaniska egenskaper och liknande hållbarhet jämfört med omgivande brosk. Den fibrin-cell-propp framställdes in vitro på en steril platta med förborrade hål, som hade samma storlek som osteokondral defekt (Figur 3). Som ett resultat, det fanns inga klyftor mellan den implanterade fibrinkoaglet och den omgivande brosk, vilket skulle vara en riskfaktor för tidig degeneration eller delaminering (Figur 6). En basal läkning av reparationen vävnaden garanteras eftersom subkondrala benet var penetrerad, och därmed motverkat en klippning. En annan viktig aspekt var stiffness av reparation vävnad, vilket bör matcha den friska omgivande brosk vävnad för att undvika en ökad belastning på det och en eventuellt för tidig degeneration. I våra preliminära experiment (data visas ej), visade vi att efter 12 veckor en tillräcklig styvhet redan kunde uppnås. Vidare har en intakt och homogen yta av transplantatet hittades, vilket minskade skjuvspänning och eventuell implantatet skador (Figur 6).

Figur 1
Figur 1. Separation av blodkroppar och plasma från PBMC och MSC: er att använda Biocoll separationslösning.

Figur 2
Figur 2. Monolayer av mesenkymala stamceller (New Zealand White rabbit) efter 5 dagar i odling.


Figur 3. Sterila platta med förborrade hål (3x3.6 mm) den översta är fyllda med en fibrin-cell-propp.

Figur 4
Figur 4. Öppnade knäleden efter mediala parapatellar artrotomi.

Figur 5
Figur 5. Osteokondrala defekter (3 mm djup, 3 mm i diameter, åtta-formad) i troklearfåran.

Figur 6
Figur 6. Öppnade knäleden 12 veckor efter implantation av två fibrin-cell-blodproppar i två borrade osteokondrala defekter.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

Under senare år har möjligheten att behandla komplexa artikulära osteokondrala defekter - blev med metoder Vävnadsteknik mer och mer attraktiv - såsom sådana som härrör från osteochondritis dissecans, osteonekros och trauma. I de tidigare nämnda patologiska enheter, sträcker vävnadsskador till det subkondrala benet och som omfattar två vävnader kännetecknas av olika inneboende helande kapacitet 1. Det finns ett ökande intresse för rollen som subkondralt ben för patogena processer osteokondral artikulära skador 11,23. De funktionella förutsättningar för ledbrosk och dess stödjande ben är tätt förbundna. Skador av antingen vävnad negativt påverka den mekaniska miljön samt den homeostatiska balansen i hela leden 24. Förändringar i osteokondral enheten genom mekanisk sönderdelning av gemensamma förslag, lös kropp bildning, mekaniskt slitage i det berörda facket och nötning avmotstående ytor kan leda till tidigare start och utveckling av artros 1,11. Därför bör vävnadsutvecklingssteg strategier för regenerering av osteokondrala defekter åtföljas av en adekvat återställande av underliggande subkondralt ben i syfte att förbättra effektiv union med omgivande värdvävnader 2. Mesenkymala stamceller tycks vara en ideal cell källa för att tillhandahålla dessa särskilda krav osteokondral reparation. Protokollet framhåller främjandet av ben och brosk vävnad restaurering av potentiellt inducera selektiv differentiering av de transplanterade mesenkymala stamceller i osteogena och kondrogen härstamningar.

I jämförelse med kondrocyter, mesenkymala stamceller har flera stora fördelar: de kan lätt isoleras från benmärg, synovialis och fettvävnad utan större donatorsidan morbiditet. Mesenkymala stamceller skiljer inte under in vitro expansion ochdärför kan vara kultur-expanderat i stort antal för att behandla stora ledbroskdefekter. Dessutom verkar de vara immunsuppressiv och - som svar på lämpliga stimuli - kan differentiera till kondrocyter och osteocyter 25,26. En annan anmärkningsvärd fördel med mesenkymala stamceller visar deras hypoimmunity, vilket innebär att allogena mesenkymala stamceller kan användas utan några tecken på avstötningsreaktioner 27. Därför kan en cell-pool från en eller två donatordjur vara tillräckligt för alla experiment. Detta minskar drifttid och ytterligare skador på djuren.

Flera experiment visade lovande resultat med fibrinlim för osteokondral reparation 19,20. Vanligtvis har den inokulering av fibrinogen-cell-suspension med trombinlösning beskrivits som ett förfarande gjort in situ, direkt i de artificiella osteochondral lesioner. Efter en kort tidsperiod av pre-koagulering (efter några minuter) Operationen oftast färdig genom att flytta knäskålen och sår.

I flera pilottester, fann vi att för tillräcklig koagulering av fibrin-cell-suspension det tar mer än 60 minuter in situ -. Under operationen - det är knappast möjligt att vänta mer än 60 minuter för hela koagulering. Dessutom, genom användning av en steril platta med förborrade hål simulerar osteokondrala lesioner, var det möjligt att visa att mängden fibrinlim, som användes för att uppenbarligen fylla defekten helt, var inte tillräckligt på grund av krympning av den härdande koagel . Detta kräver en högre volym av fibrinlim i förväg i syfte att uppnå en kongruent och fullständig fyllning av defekten. Utföra framställningen av proppen in vitro är det möjligt att enkelt justera konstruktionen formen till lämplig storlek borrade fel och därför fyller osteokondral defekten helt och kongruent.

Dessutom kan enn in vitro beredning av cellen blodpropp hindrar ett läckage av limmet men (efter bara några minuter) inte helt härdad fibrin-cell-suspension. Därför kan det garanteras att den ursprungligen avsedda volymen kommer att stanna i felet och kommer att börja med brosk integration och ombyggnad.

Den beskrivna tekniken tillåter en standardiserad metod för experimentell stamcellsforskning inom osteokondral reparation. Protokollet ger ett reproducerbart sätt att isolera mesenkymala stamceller i syfte att åter inympa dem senare i osteokondriska broskdefekter kaninens knäleden. Autolog kondrocyter har redan implanteras i osteokondrala defekter i en fibrin-cell-modell 19. Använda en in vitro-modell av blodpropp preparatet samt mesenkymala stamceller istället för kondrocyter verkar vara en mer fördelaktig och lovande ny metod för ombyggnad och reparation av osteochondral lesioner.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

Författarna har ingenting att lämna ut.

Acknowledgments

Detta projekt har finansierats av det tyska Research Association (bidrag HE 4578/3-1) och delvis genom FP7 EU-projektet "GAMBA" NMP3-SL-2010 till 245.993.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
DMEM Biochrom AG F 0415
FCS PAN Biotech GmbH 0401
Propofol Fresenius Kabi
Penicillin/Streptomycin Biochrom AG A 2210 1,000 units/10 μg/μl in 0.9% NaCl
PBS Dulbecco (1X) Biochrom AG L1815
Ethanol (70%) Merck KGaA 410230
Trypan Blue Solution (0.4%) Sigma-Aldrich T8154
Biocoll Separation Sol. Biochrom AG L6115 Isotonic solution Density: 1,077 g/ml
Trypsin-EDTA 0.05% Invitrogen GmbH 25300-054
Fentanyl DeltaSelectGmBH 1819340
NaCl solution (0.9%) BBraun 8333A193
Syringes (Injekt) BBraun 4606108V
Needles (Sterican) BBraun 4657519
Forceps (blunt/sharp) Aesculap
Scissors Aesculap
Scalpels Feather Safety Razor Co 02.001.30.022
Pipettes research Eppendorf
Bone Cutter Aesculap
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
CO2 Incubator Forma Scientific Inc.
Cell culture laminar flow hood Hera Safe Heraeus Instruments
Sterile saw Aesculap
Centrifuge Megafuge 2.0 R Heraeus Instruments
Hemocytometer Brand GmbH+Co KG 717810 Neubauer
Air operated power drill Aesculap
TISSUCOL-Kit 1.0 ml Immuno Baxter 2546648
Fibers (4-0 Monocryl, 4-0 Vicryl) Ethicon
Spray dressing (OpSite) Smith&Nephew 66004978 Permeable for water vapor

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Kon, E., et al. Novel nano-composite multilayered biomaterial for osteochondral regeneration: a pilot clinical trial. The American Journal of Sports Medicine. 39, 1180-1190 (2011).
  2. Kon, E., et al. Orderly osteochondral regeneration in a sheep model using a novel nano-composite multilayered biomaterial. Journal of Orthopaedic Research: Official Publication of the Orthopaedic Research Society. 28, 116-124 (2010).
  3. Hangody, L., et al. Autologous osteochondral grafting--technique and long-term results. Injury. 39, 32-39 (2008).
  4. Marcacci, M., et al. Arthroscopic autologous osteochondral grafting for cartilage defects of the knee: prospective study results at a minimum 7-year follow-up. The American Journal of Sports Medicine. 35, 2014-2021 (2007).
  5. Ochs, B. G., et al. Remodeling of articular cartilage and subchondral bone after bone grafting and matrix-associated autologous chondrocyte implantation for osteochondritis dissecans of the knee. The American Journal of Sports Medicine. 39, 764-773 (2011).
  6. Aurich, M., et al. Autologous chondrocyte transplantation by the sandwich technique. A salvage procedure for osteochondritis dissecans of the knee. Unfallchirurg. 110, 176-179 (2007).
  7. Williams, R. J. 3rd, Ranawat, A. S., Potter, H. G., Carter, T., Warren, R. F. Fresh stored allografts for the treatment of osteochondral defects of the knee. The Journal of Bone and Joint Surgery. American Volume. 89, 718-726 (2007).
  8. Szerb, I., Hangody, L., Duska, Z., Kaposi, N. P. Mosaicplasty: long-term follow-up. Bull. Hosp. Jt. Dis. 63, 54-62 (2005).
  9. Brittberg, M., et al. Treatment of deep cartilage defects in the knee with autologous chondrocyte transplantation. N. Engl. J. Med. 331, 889-895 (1994).
  10. Peterson, L., Vasiliadis, H. S., Brittberg, M., Lindahl, A. Autologous chondrocyte implantation: a long-term follow-up. Am. J. Sports Med. 38, 1117-1124 (2010).
  11. Gomoll, A. H., et al. The subchondral bone in articular cartilage repair: current problems in the surgical management. Knee Surg. Sports Traumatol. Arthrosc. 18, 434-447 (2010).
  12. Steinhagen, J., et al. Treatment of osteochondritis dissecans of the femoral condyle with autologous bone grafts and matrix-supported autologous chondrocytes. Int. Orthop. 34, 819-825 (2010).
  13. Guo, X., et al. Repair of large articular cartilage defects with implants of autologous mesenchymal stem cells seeded into beta-tricalcium phosphate in a sheep model. Tissue Eng. 10, 1818-1829 (2004).
  14. Centeno, C. J., et al. Increased knee cartilage volume in degenerative joint disease using percutaneously implanted, autologous mesenchymal stem cells. Pain Physician. 11, 343-353 (2008).
  15. Niederauer, G. G., et al. Evaluation of multiphase implants for repair of focal osteochondral defects in goats. Biomaterials. 21, 2561-2574 (2000).
  16. Nagura, I., et al. Repair of osteochondral defects with a new porous synthetic polymer scaffold. J. Bone. Joint Surg. Br. 89, 258-264 (2007).
  17. Schlichting, K., et al. Influence of scaffold stiffness on subchondral bone and subsequent cartilage regeneration in an ovine model of osteochondral defect healing. The American Journal of Sports Medicine. 36, 2379-2391 (2008).
  18. Schagemann, J. C., et al. Cell-laden and cell-free biopolymer hydrogel for the treatment of osteochondral defects in a sheep model. Tissue Engineering. Part A. 15, 75-82 (2009).
  19. Vogt, S., et al. The influence of the stable expression of BMP2 in fibrin clots on the remodelling and repair of osteochondral defects. Biomaterials. 30, 2385-2392 (2009).
  20. Schillinger, U., et al. A fibrin glue composition as carrier for nucleic acid vectors. Pharm. Res. 25, 2946-2962 (2008).
  21. Ahmed, T. A., Giulivi, A., Griffith, M., Hincke, M. Fibrin glues in combination with mesenchymal stem cells to develop a tissue-engineered cartilage substitute. Tissue Engineering. Part A. 17, 323-335 (2011).
  22. Haleem, A. M., et al. The Clinical Use of Human Culture-Expanded Autologous Bone Marrow Mesenchymal Stem Cells Transplanted on Platelet-Rich Fibrin Glue in the Treatment of Articular Cartilage Defects: A Pilot Study and Preliminary Results. Cartilage. 1, 253-261 (2010).
  23. Pape, D., Filardo, G., Kon, E., van Dijk, C. N., Madry, H. Disease-specific clinical problems associated with the subchondral bone. Knee Surg Sports Traumatol. Arthrosc. 18, 448-462 (2010).
  24. Shirazi, R., Shirazi-Adl, A. Computational biomechanics of articular cartilage of human knee joint: effect of osteochondral defects. Journal of Biomechanics. 42, 2458-2465 (2009).
  25. Jorgensen, C., Gordeladze, J., Noel, D. Tissue Engineering through autologous mesenchymal stem cells. Curr. Opin. Biotechnol. 15, 406-410 (2004).
  26. Chen, F. H., Tuan, R. S. Mesenchymal stem cells in arthritic diseases. Arthritis Res. Ther. 10, 223 (2008).
  27. Le Blanc, K., Tammik, C., Rosendahl, K., Zetterberg, E., Ringden, O. HLA expression and immunologic properties of differentiated and undifferentiated mesenchymal stem cells. Exp. Hematol. 31, 890-896 (2003).

Tags

Medicinsk teknik medicin anatomi fysiologi cellbiologi molekylärbiologi Stem Cell Biology Tissue Engineering Kirurgi mesenkymala stamceller fibrinkoagel brosk osteochondral defekt kanin experimentellt subkondralt ben knäskada ben ympning regenerativ terapi kondrocyter cellodling isolering transplantation djurmodell
Behandling av osteokondrala Defekter i Rabbit knäled med implantation av allogena mesenkymala stamceller i fibrinproppar
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Berninger, M. T., Wexel, G.,More

Berninger, M. T., Wexel, G., Rummeny, E. J., Imhoff, A. B., Anton, M., Henning, T. D., Vogt, S. Treatment of Osteochondral Defects in the Rabbit's Knee Joint by Implantation of Allogeneic Mesenchymal Stem Cells in Fibrin Clots. J. Vis. Exp. (75), e4423, doi:10.3791/4423 (2013).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter