Искусственные хрящи для коленного сустава
04.08.2009
Заболевания опорно-двигательного аппарата
В настоящее время заболевания опорно-двигательного аппарата встречаются все чаще и чаще. Наиболее распространенным среди них является деформирующий остеоартроз, вызванный нарушениями обмена веществ в гиалиновом хряще, выстилающим полость сустава, что приводит к утрате им своей эластичности, его растрескиванию и истончению.
Остеоартроз может поражать любые суставы, но наиболее излюбленной его локализацией являются суставы нижних конечностей, в том числе и коленные. Это можно объяснить тем, что коленные суставы несут на себе практически весь вес нашего тела, ежедневно выполняют огромный объем движений, подвержены многочисленным травмам.
За последнюю четверть века врачами-ортопедами был накоплен значительный опыт лечения заболеваний и травм коленного сустава. Если ранее разрыв связочного аппарата сустава означал конец активным занятиям профессиональным спортом, то сегодня в таких случаях проводится эндоскопическая операция по их восстановлению, называемая артроскопией.
Подчас подобное лечение не требует госпитализации пациентов и выполняется в амбулаторных условиях. После перенесенной артроскопии коленного сустава спортсмену требуется полгода реабилитационного периода, затем он снова может вернуться к началу тренировок.
Но нередки случаи, когда спортсмены среднего возраста вынуждены покидать большой спорт из-за преждевременного старения и изнашивания хряща коленного сустава. До сих пор медицина не имела возможности восстановить поврежденный хрящ.
Однако в последних номерах «Журнала исследований в области применения медико-биологических материалов» появился цикл статей под авторством профессора Гибсона и группы ученых из Кембриджского университета и Массачусетского института высоких технологий. В этих публикациях излагаются принципы инновационной методики, позволяющей выращивать новый хрящ, на месте его истирания.
Для этого используются специальные перемычки, изготовленные из искусственного материала. Данный материал имеет большое сходство с костной и хрящевой тканью организма человека.
В настоящее время ученые пытаются найти возможность покрыть этим искусственным суставным хрящом поверхности костей в местах суставного сочленения, чтобы вернуть им возможность легкого скольжения.
Это действие будет способствовать восстановлению объема движений. Ткань перемычки состоит из плотного белка- коллагена, она не содержит нервных окончаний и кровеносных сосудов, поэтому в случае возникновения ее разрыва кровотечение не возникает. В полость сустава при установлении перемычки вводится специально разработанная жидкость, имитирующая синовиальную жидкость здорового сустава, благодаря чему удается избежать развития рубцовой ткани.
Методика восстановления гиалинового хряща
До настоящего времени практикующими врачами использовались различные методики восстановления гиалинового хряща, которые не всегда приносили успех. Одним из таких способов является высверливание отверстий, локализующихся в суставном конце кости, в месте истончения хряща. Кровь поступает в полость сустава и с ее током из глубины костного мозга в полость сустава проникают стволовые клетки, которые приживаются и способствуют улучшению синтеза хрящевой ткани.
В некоторых случаях подобные операции оказываются весьма результативными, позволяя спортсменам возвращаться в большой спорт (например, баскетболистам Джейсону Кидцу и Амэре Студемаеру), но чаще всего подобная процедура не позволяют добиться стойкого лечебного эффекта.
Еще одним способом восстановления суставного хряща коленного сустава является методика, при которой производят замену пораженного участка гиалинового хряща, фрагментом кости со здоровым хрящевым покрытием. Этот фрагмент берут из другого сустава. Методика показывает неплохие результаты, но ее минус в том, что необходимо проводить два оперативных вмешательства вместо одного, а это повышает вероятность развития осложнений связанных как с самой операцией, так и применением общего наркоза.
Существует и метод восстановления гиалинового хряща, разработанный Genyzme. В данном случае врач производит забор из организма пациента небольшого числа клеток гиалинового хряща. Затем выращивается клеточная культура в условиях лаборатории, а по прошествии 1,5 месяцев клеточную культуру вводят в пораженный сустав.
Способы восстановления функций суставов
Этот метод лечения является одним из самых эффективных и позволяет практически полностью восстанавливать функцию сустава. К недостаткам методики относится необходимость выполнения двух хирургических вмешательств и высокая стоимость процедуры (около 20.000 долларов США).
Поэтому команда исследователей, возглавляемых профессором Гибсоном, пыталась создать искусственный материал, который можно было бы ввести в полость сустава и вызвать регенеративные процессы в хряще. В организме человека хрящевая ткань представлена коллагеном, а костная — коллагеном, пропитанным солями кальция.
Переход от кости к хрящу происходит постепенно и практически незаметно. Создавая искусственное суставное покрытие, ученые пытались повторить природный механизм строения сустава. Для этого они взяли взвеси минерализованного и обычного коллагена организма человека и наложили одну взвесь на другую.
После того, как в процессе диффузии произошло проникновение клеток коллагенов друг в друга, полученный субстрат подвергли глубокой заморозке. При этом образовывались кристаллики льда, придающие ткани пористую структуру. В дальнейшем замороженный субстрат высушивали методом сублимации, удаляя ледяные структуры. В результате чего была получена коллагеновая матрица, имеющая строение присущее суставному концу кости.
После этого полученную матрицу вставляют в колено пациента, и она начинает втягивать в себя из кости стволовые клетки, способствующие синтезу хрящевой ткани.
Конечно, вряд ли этот метод позволит создавать гибкий гиалиновый хрящ, но, как полагают ученые, он даст возможность добиться более стойкого эффекта лечения пациентов с гонартрозами. Эта технология уже получила одобрение в некоторых европейских странах, где она уже начала применяться в клинической практике.
Ссылки по теме:
- Правильное питание для хрящевой ткани и суставов
- Искусственные суставы
- Искусственный хрящ, как альтернатива эндопротезированию тазобедренного сустава
Автор материала Елена Васильева, врач общей практики специально для Spinet.ru
Также стоит почитать:
Медицинские центры, врачи
Опросы, голосования
Источник
Патология поражает преимущественно лиц пожилого возраста. По статистике, артроз выявляют у 80% людей старше 75 лет. Чаще выявляют у мужчин и женщин моложе 45 лет. Такое положение вещей вынуждает ученых искать альтернативные методы лечения ОА, позволяющие побороть его без травматичного хирургического вмешательства.
Здоровая хрящевая ткань в сравнении с дегенеративно измененной головкой бедренной кости.
Для остеоартроза характерно поражение крупных суставов, сопровождающееся разрушением внутрисуставных хрящей. Из-за нарушения кровоснабжения и обмена веществ хрящевая ткань отекает и теряет эластичность, что приводит к развитию деструктивных процессов. Со временем хрящи изнашиваются и истончаются. В дальнейшем генеративные процессы распространяются на эпифизы костей, участвующих в формировании сустава.
Так выглядит хрящ коленного сустава при остеоартрозе.
В настоящее время ученые из разных стран проводят исследования, главная цель которых – научиться восстанавливать нормальную структуру суставных хрящей. К сожалению, им еще не удалось разработать универсального метода, позволяющего победить ОА без операции.
Факт! На сегодня эндопротезирование является единственным радикальным методом лечения деформирующего ОА. Все остальные методики позволяют лишь замедлить развитие болезни и улучшить самочувствие пациента.
Клеточная и тканевая инженерия
Данные направления медицины занимаются изучением проблем регенерации хрящевой ткани. Суставные хрящи пробуют восстановить с помощью клеточно- и тканеинженерных конструкций (КИК и ТИК). Эти два подхода имеют одну и ту же цель – заместить разрушенные фрагменты хрящей нормальной, полноценной тканью.
- КИК. Суть метода заключается во внутрисуставном введении смеси, содержащей биостимулирующий матрикс, мультипотентные мезенхимальные стромальные клетки (ММСК) и биоактивные молекулы (факторы роста, цитокины). Введенные вещества стимулируют регенерацию хрящевой ткани, тем самым восстанавливая функции сустава. Отметим, что биополимерный матрикс отвечает за доставку компонентов смеси к хрящам, а содержащиеся в КИК клетки оказывают регенерирующее действие.
- ТИК. Тканеинженерные конструкции «выращивают» из КИК в специальных биоретракторах, обеспечивающих необходимые условия для пролиферации и дифференцировки клеточных элементов. Искусственно синтезированную хрящевую ткань имплантируют в суставную полость, где она частично или полностью замещает поврежденные хрящи.
Отметим, что для внутрисуставного введения или имплантации могут использовать разные виды биологического материала. В частности для стимуляции восстановления хрящевой ткани применяют клеточные смеси, полученные из организма человека или синтезированные искусственным путем. А для имплантации может использоваться собственная или «выращенная» в биоретракторе хрящевая ткань.
Не путайте инженерию с трансплантацией. Это два совершенно разные понятия. Запомните, что аутотрансплантация собственных тканей или жидкостей не является методом клеточной или тканевой инженерии. Об этих методиках речь идет лишь в случае применения искусственно синтезированных или культивируемых биоматериалов.
Эндопротезирование колен в Чехии: гарантии, цены, реабилитация, отзывы и статистика.
Узнать подробнее
Малоинвазивное эндопротезирование в Чехии: врачи, реабилитация, сроки и цены.
Узнать подробнее
Биомедицинские клеточные продукты для регенерации хрящевой ткани
В наше время в клиническую практику постепенно внедряются биомедицинские клеточные продукты, содержащие аутологичные (то есть принадлежащие самому человеку) хондроциты. Одни лекарства представляют собой чистый субстрат этих клеток, другие содержат еще и биодеградируемый носитель (матрикс, скаффолд).
Факт! Ученые считают, что для культивирования лучше всего использовать хрящевые клетки носовой перегородки. Они обладают достаточно высоким потенциалом для дифференциации, а получить их совсем несложно.
Таблица 1. Средства для восстановления хрящевой ткани.
| Продукт | Производитель | Описание |
| Carticel | Genzyme corp.,США | Лекарство представляет собой культуру собственных хрящевых клеток человека. У пациента посредством биопсии берут небольшое количество хрящевой ткани, которую затем культивируют на протяжении 3 недель. Полученный субстрат обычно содержит около 12 млн клеток. Взвесь хондроцитов вводят в суставную полость после предварительной артропластики. |
| DeNovo-NT | Zimmer, Biomet,США | Для изготовления продукта используют ювенильные аллогенные хрящи, аутологичные хондроциты и фибриновый клей. Введенный в суставную полость DeNovo-NT «прилипает» к местам дегенерации хрящей и стимулирует их восстановление. |
| Chondro-Gide | Genzyme Biosurgery,Дания | Представляет собой аутологическую матрицу, запускающую процесс биологического восстановления хряща. Материал используют для покрытия субхондральной кости после ее очищения путем артроскопии. Отметим, что Chondro-Gide подходит для устранения хрящевых дефектов площадью менее 2 см2. |
| BioSeed-C | Bio Tissue Technologies GmbH,Германия, Швейца- рия, Италия | Продукт состоит из аутологичных хондроцитов и биорастворимого геля, содержащего полиоксидан и полигликолевую кислоту. Согласно заверениям производителя, BioSeed-C подходит для восстановления дегенеративных и посттравматических дефектов хряща. |
| Chondron | SewonCellontech, Корея | Представляет собой смесь аутологичных хондроцитов и матрикса на основе фибринового геля. |
Помимо перечисленных в таблице существует множество других продуктов клеточной инженерии (Chondrogen, MACI, ChondroCelect и т.д.), которые теоретически можно использовать для восстановления поврежденных хрящей. К сожалению, все они пока что проходят разные фазы клинических испытаний. Это значит, что в практической медицине они начнут применяться как минимум через несколько лет.
Создание искусственных хрящей
Не так давно ученые были уверены, что суставной хрящ окажется одной из первых искусственных тканей. Однако в процессе его создания разработчики столкнулись с целым рядом трудностей. Как выяснилось, скопировать структуру и биомеханические свойства хрящевой ткани крайне трудно, практически невозможно.
Чтобы «вырастить» полноценный хрящ, который был бы пригодным для имплантации, требуется не только наличие матрикса и факторов роста, но и механическая стимуляция.
В наши дни все еще продолжается работа над созданием искусственных хрящей, которые в точности повторяли бы структуру естественных. Пока что данное направление инженерии считается наиболее перспективным. Вполне возможно, что создание качественных ТИК вскоре станет настоящим прорывом в лечении деформирующего артроза.
Методы клеточной и тканевой инженерии пока что находятся на стадиях разработки и внедрения в клиническую практику. Они выглядят довольно перспективно, но пока что не могут полностью заменить эндопротезирование. Однако существует высокая вероятность того, что уже через несколько десятилетий от артроза можно будет избавиться с помощью нескольких уколов.
Методы аутотрансплантации
Аутологичная трансплантация – это использование собственных тканей и жидкостей пациента для введения в суставную полость. В наши дни с этой целью применяют хондроциты, клетки-предшественницы из надкостницы и надхрящницы, обогащенную тромбоцитами плазму (ОТП), мультипотентные мезенхимальные стволовые клетки (ММСК).
На начальных стадиях болезнь не диагностируется, так как не бывает жалоб, все проходит бессимптомно.
Восстановление хрящевых тканей эффективно только на начальных стадиях остеоартроза, когда в патологический процесс еще не вовлечены кости. К сожалению, методики инженерии и аутотрансплантации пока что не позволяют устранить дефекты костной ткани. Человеку с III-IV стадией ОА может помочь только эндопротезирование.
Обогащенная тромбоцитами плазма
Известно, что тромбоциты содержат факторы роста и вещества, которые являются потенциальными хондропротекторными агентами. Следовательно, ОТП можно с успехом использовать для стимуляции регенеративных процессов в суставных хрящах. Отметим, что хорошего эффекта от лечения можно добиться лишь с помощью плазмы, содержащей не менее 1000 000 тромбоцитов в 1 мкл.
ОТП добывают путем двухступенчатого центрифугирования венозной крови. Полученный материал вводят в количестве 5 мл трижды с интервалом в 2-3 дня. Будучи абсолютно безопасной, данная методика позволяет улучшить функциональное состояние сустава и повысить качество жизни пациента. Отметим, что применение обогащенной тромбоцитами плазмы более эффективно у молодых пациентов с незначительными дегенеративными изменениями суставов.
Стромально-васкулярная фракция жировой ткани
В наше время в регенеративной медицине используются ММСК, полученные из костного мозга и жировой ткани. Причем применение последних является более оправданным ввиду их несложного получения, высокого пролиферативного потенциала и низкого коэффициента старения. Отметим, что из эквивалентного количества жировой ткани можно получить в 1000 раз больше мультипотентных мезенхимальных стволовых клеток.
Стромаваскулярной фракцией (СВФ) называют совокупность всех ядерсодержащих клеток (в том числе и ММСК), которые можно добыть из подкожного жира путем ферментативного расщепления. Данная субстанция обладает выраженным регенерирующим, противовоспалительным, антисептическим и иммуномодулирующим действием. По мнению многих ученых, СВФ жировой ткани обладает массой преимуществ по сравнению с методами клеточной инженерии и культивированием ММСК.
Факт! Для приготовления СВФ не нужно культивирование, которое может осложниться микробной контаминацией, генетической трансформацией или спонтанной дифференцировкой. Это делает стромально-васкулярную фракцию более привлекательным продуктом для применения в клинической практике.
Синовиальное протезирование
Как известно, при остеоартрозе нарушается качественный состав, вязкость и упругость внутрисуставной жидкости, что ведет к постепенному разрушению хрящей. Исправить эту ситуацию можно путем внутрисуставного введения протеза синовиальной жидкости – очищенного гиалуроната натрия с хорошими вязкоупругими свойствами.
MonoVisc.
Доказано, что инъекции гиалуроновой кислоты позволяют замедлить развитие артроза и восстановить функции сустава. Отметим, что метод практически бесполезен на ІІІ и ІV стадиях ОА, сопровождающихся выраженными деструктивными изменениями костей. С его помощью можно лишь временно облегчить боль и улучшить самочувствие. К сожалению, вскоре неприятные симптомы возвращаются вновь.
Не так давно ученые выяснили, что эффективность синовиального протезирования можно повысить с помощью простых и доступных методов. К примеру, периартикулярные инъекции ферментных препаратов (Лидаза, Ронидаза, Лонгидаза) и мануальная терапия помогают добиться более удовлетворительных результатов, чем монотерапия препаратами гиалуроновой кислоты. Отметим, что выполнение инъекций под УЗ-контролем делает процедуры менее опасными.
Эндопротезирование колен в Чехии: гарантии, цены, реабилитация, отзывы и статистика.
Узнать подробнее
Малоинвазивное эндопротезирование в Чехии: врачи, реабилитация, сроки и цены.
Узнать подробнее
Таблица 2. Наиболее популярные протезы синовиальной жидкости.
| Препарат | Производитель | Описание |
| Ферматрон | Хайэлтек, Великобритания | Выпускается в специальных шприцах для внутрисуставных инъекций. Лекарство вводится в синовиальную полость 1 раз в 7 дней. Чтобы добиться заментых результатов, требуется 2-3 укола. Стоимость разовой дозы Ферматрона – 4100 рублей. |
| Остенил | Хемедика, Германия | Препарат выпускается в готовых для использования шприцах. Вводится раз в 14 дней. Курс лечения может состоять из 2-3 инъекций. Одна упаковка лекарства стоит 3650 рублей. |
| Синокром | Крома Фарма, Германия | Вводится в синовиальную полость в асептических условиях. Курс лечения Синокромом обычно состоит из 4-5 инъекций, выполненных с интервалом в 1 неделю. Цена одного шприца – 4200 рублей. |
| Суплазин | Бионик Тео, Ирландия | Выпускается в разных дозировках. Вводится 1 раз в неделю. Продолжительность лечения зависит от тяжести заболевания. Как правило, пациента лечат 3-6 недель. Ориентировочная стоимость 1 инъекции – 3450 рублей. |
| Синвиск | Джензайм Европа Б.В,США | Протез выпускается в упаковках по 3 и 6 шт. Вводится с интервалом в 1 неделю. Чтобы получить хороший эффект, нужно сделать как минимум три инъекции. Одна упаковка Синвиска стоит 24 700 рублей. |
В 2007 году американские ученые выяснили, что некоторые группы хондропротекторов влияют на хондроциты и их предшественники – мезенхимальные стволовые клетки. Однако многие врачи и ученые ставят под сомнение эффективность хондропротекторов в лечении остеоартроза. Наиболее распространенным является мнение, что эти препараты замедляют разрушение хрящей, но НЕ восстанавливают имеющиеся дефекты.
Источник