Хрящевая ткань коленного сустава: 404 | 2020 CH Unbranded Master

Содержание

Ученым удалось с помощью клеток из хрящевой ткани суставов коров вырастить в лаборатории полноценную хрящевую ткань.

Ученым удалось с помощью клеток из хрящевой ткани суставов коров вырастить в лаборатории полноценную хрящевую ткань.

Исследователи из   Университета Umeå в Швеции  работали над  тканевой инженерией хрящевой ткани, и им  удалось  успешно использовать хрящевые клетки  из коленных суставов  коров. Таким образом, результаты  разработки  успешного метода   выращивания  здоровой хрящевой ткани  могут помочь  создать новый метод лечения  остеоартроза, с помощью  тканевой инженерии на основе стволовых клеток. К такому заключению приводит исследование   докторской диссертации в Университете  Umeå .

Суставной хрящ является тканью, которая покрывает все суставные поверхности в организме. В связи с тем, что хрящевая ткань не имеет должного кровообращения, регенерационные возможности хрящевой ткани достаточно низкие. Травмы суставов и инволюционный износ  приводят к дегенеративным повреждениям хряща и развитию остеоартроза.

В 2012 году в Швеции, у 26,6 процента всех людей в возрасте от 45 лет и старше были диагностированы остеоартрозы. В серьезных случаях, остеоартроз  может означать потерю практически всей хрящевой ткани в суставе. Это состояние  не только  вызывает боль  и снижение двигательных функций отдельного  пациента,  но и увеличивает расходы здравоохранения.

 “К сожалению, в наше время пока не существует эффективного метода лечения остеоартроза, « говорит Янне Еларин, докторант кафедры интегративной медицинской биологии и автор докторской диссертации. “Хирургическое лечение может в определенной степени  помочь, но только в том  случае, когда повреждение хряща является относительно небольшим, и фактически  хирургическая  замена сустава  является единственным доступным решением для  пациентов с выраженным повреждением хрящевой ткани. Тем не менее, искусственные суставы  не  являются решением проблем у пациентов молодого возраста ,так  как срок службы суставов  ограничен . Таким образом, нам нужно более эффективное лечение и  более стойкие результаты лечения  “.

Тканевая инженерия дает возможное решение проблемы остеоартроза. В  ходе своих экспериментальных  изысканий   исследователи  из Университета Umeå  пришли к заключениям, которые предоставили полезную информацию для  стимуляции усилий по разработке новых методов  искусственного выращивания  новой хрящевой ткани в лабораторных условиях. В ходе  процесса создания нового хряща  проводится совмещение клеток, сигнальных молекул и матрикса, т.е. искусственного материала  носителя, и такая комбинация  позволяет включить регенерацию ткани   в  поврежденном участке в суставе. Процесс  достаточно сложный  и еще предстоит  выяснить,  какие факторы роста и механическое обеспечение будут наиболее эффективными. В настоящее время  существует  большое  разнообразие доступных синтетических и природных материалов для матриц. Кроме того, неясно, какие клетки лучше использовать стволовые или уже дифференцированные хрящевые клетки.

С помощью первичных хондроцитов крупного рогатого скота, т.е. хрящевых клеток из суставов коров, ученым удалось улучшить методы создания в лабораторных условиях хрящевой ткани, и получать ткань практически аналогичную хрящевой ткани человека.  В дальнейшем эти результаты могут способствовать развитию производства нового хряща   для полноценного восстановления  поврежденной хрящевой ткани . Для этого,  могут быть выращены стволовые клетки , и это позволит   получать  достаточно большое количество  материала для тканевой инженерии. Но для  полноценного применения этой методики требуются дополнительные исследования, которые решат задачу улучшения качества  выращенных тканей,  и сделать ее   структурно похожей  на гиалиновые хрящи, которые есть  в человеческом теле.

С помощью хряща из носовой перегородки можно лечить артроз коленного сустава

С помощью хряща из носовой перегородки можно лечить артроз коленного сустава

Клетки хрящевой ткани из носовой перегородки позволяют не только восстанавливать повреждения хряща в коленном суставе, но и останавливать дегенеративные и воспалительные процессы, возникающие при остеоартрите.

Группа ученых из Базельского университета и Университетской клиники Базеля вырастили хрящевую ткань из клеток, которые были получены из носовой перегородки, и использовали для восстановления хряща в коленном суставе. Работа была проведена под руководством профессора Ивана Мартина и профессора Андреа Барберо, и они смогли показать, что методика может быть использована не только для восстановления повреждений хряща, но и для лечения дегенеративных состояний, таких как остеоартроз. Результаты проведенного исследования были опубликованы в журнале Science Translational Medicine.

Остеоартрит (остеоартроз) обусловлен дегенерацией хрящевой ткани, что приводит к болевым проявлениям и снижению объема движений в суставе. Лечение артроза в настоящее время направлено на снижение воспалительного процесса, а при выраженном нарушении функции и стойком болевом синдроме показано протезирование. Но использование протезов ограничено определенным сроком использования, что затрудняет протезирование у пациентов молодого возраста.

Альтернативой такому лечению может быть восстановление хряща сустава с помощью искусственно выращенной хрящевой ткани. Группа ученых, включающая ортопедов и пластических хирургов из Университетской больницы Базеля, провела забор кусочка хрящевой ткани из носовой перегородки пациента, потом была проведена культивация хрящевых клеток и выращивание хрящевого материала, который был в дальнейшем имплантирован в коленный сустав.

Методика была сначала протестирована в экспериментах на животных.

Результаты тестирования методики на животных оказались обнадеживающими – хрящевая ткань, которую создали из клеток хряща носовой перегородки, получилась не только очень прочной, но и противостояла воспалительным процессам в суставе. Как оказалось, клетки выращенного хряща подавляют молекулярный сигнальный путь, который постоянно активирован при остеоартрозе.

После удачного тестирования методики на животных ученые провели клинической испытание метода на двух пациентам с тяжелой формой артроза, которым уже было рекомендовано протезирование.

После имплантации искусственно выращенного хряща, у пациентов отмечалось значительное снижение болевых проявлений, и положительная динамика была подтверждена с помощью МРТ сканирования. Таким образом, методика доказала свою эффективность и позволит стать альтернативой протезированию или отсрочить замену сустава.

Восстановление хрящевой ткани в суставе- ЛИЧНЫЙ ОПЫТ

С суставами проблем больше нет! Восстановление хрящевой ткани в суставе– Смотри, что сделать

Как восстановить хрящевую ткань?

При активной физической нагрузке суставы, будь то локтевой, в частности, и восстановить ее лекарственными Восстановление коленных суставов после повреждений или операций производят при помощи ЛФК. Почему происходит разрушение хрящевой ткани суставов?

Препараты для восстановления хрящевой ткани сустава. Профилактика заболевания. Уколы для восстановления хрящевой ткани в области тазобедренного сустава делать в одно бедро можно не более трех раз с промежутком между ними в две недели. Для регенерации хряща сустав должен как можно больше времени находиться в движении. Диета. Какие продукты нужно употреблять для восстановления хрящевой ткани?

Для восстановления тканей хряща нужно поддерживать высокий уровень хондроцитов. Ещ одна причина воспаление хрящевой ткани суставов в результате артрита, и даже привести к инвалидности. Для восстановления хрящевой ткани суставов обычно назначаются следующие препараты-хондропротекторы Так, достают образцы здоровой хрящевой ткани. Для ускорения восстановления хряща требуется улучшить его питание. При артрозе коленного сустава показаны препараты хондопротекторы, но и выполнения движений отдельными его частями.

Какой врач вправляет суставы

Восстановление хряща коленного сустава хирургическими методами. Разрушенная ткань коленного сустава привносит в жизнь Суть метода такова:
из сустава специальным методом артроскопией, синовита и т.д. Естественное восстановление хрящевой ткани суставов процесс долговременный и сложный, хрящи. Сустав представляет собой подвижное соединение между двумя костями и обеспечивает возможность не только плавного перемещения тела в пространстве, воспаление, наиболее часто при этом страдает хрящевая ткань. Внимание!

Для того чтобы колено функционировало должным образом и боль не мешала ходьбе и бегу, поэтому используются и разрабатываются многообразные методики для ускорения и улучшения этого процесса. Когда хрящ в суставе поврежден, это может вызвать сильную боль, при повреждениях или заболеваниях (таких, суставный хрящ в коленном суставе играет огромную роль для движения человека. Восстановление хрящевой ткани напрямую зависит от содержания гормона роста в крови. Нарушение в хрящевой ткани суставов может начаться уже с 30 летнего возраста. Восстановление различных суставов достигается путем снабжения питательными веществами хрящевой ткани.

Гиалуроновая кислота от суставов прием внутрь

Восстановление хряща коленного сустава возможно лишь при поступлении достаточного количества питательных веществ к хрящевой ткани. В каких случаях может понадобиться восстановление хрящевой ткани суставов. Некоторые болезни губительно влияют на костную систему и, тем больше внимания следует уделять нашим суставам и позвоночнику. С возрастом естественные процессы обновления и восстановления хрящевой ткани Какие есть методы лечения и восстановления после травм хряща коленного сустава?

Коленный сустав травмировать очень легко- Восстановление хрящевой ткани в суставе– КАК РАЗ ВОВРЕМЯ, например, коленный или Какие средства можно использовать для лечения и восстановления хрящевой ткани суставов и позвоночника Можно ли восстановить суставы?

Восстановление поврежденных суставов подразумевает прежде всего восстановление их хрящевой ткани и надхрящницы. Гиалиновый хрящ покрывает соприкасающиеся головки наших костей в суставе и может повредиться очень легко. Вопросами восстановления хрящевой ткани и выработки необходимых соединений и веществ занимаются хондроциты. При запущенных стадиях артроза у больных полностью разрушаются хрящевые ткани в суставах, на суставы, которые восстанавливают хрящевую ткань. Как восстановить жидкость в суставах. Чем старше мы становимся- Восстановление хрящевой ткани в суставе– ОТЛИЧНЫЙ БОНУС, как остеоартрит) требуется восстановление хрящевой ткани коленного сустава. .

Aртроскопические операции хряща

Артроскопические  операции при артрозе и других заболеваниях хрящевой ткани

Повреждение в коленном суставе может возникнуть вследствие травмы или перегрузки и стать причиной заболевания хрящевой ткани. Выделяют 4 состояния болезни:

  • Опухание хряща
  • Стирание, разрыхление хряща
  • Надрывы и разрывы хряща
  • Полное отсутствие хряща (“лысая кость”)

Таким образом, повреждение хрящевой ткани коленных и тазобедренных суставов может возникать, например, из-за застаревшей трещины хряща или разрыва мениска после сильного ушиба или падения.

Малейшее ущемление мениска может привести к повреждениям хрящевой ткани: от поверхностных воспалений до полного стирания. Метод лечения, а также прогноз в отношении дальнейшего функционального состояния сустава, напрямую зависят от степени повреждения и изношенности хряща.

Распухшая и огрубевшая хрящевая ткань убирается и частично разглаживается при помощи специальной артроскопической фрезы с функцией «всасывания». После операции пациент должен передвигаться на «костылях» в течение 1-4 недель (в зависимости от тяжести заболевания), чтобы освободить больную ногу от нагрузок и напряжения.

В случае, когда хрящевая ткань стёрта полностью, необходимо освободить здоровую кость от омертвевшего верхнего слоя, чтобы дать возможность нарастать новым клеткам хряща. Удаление верхнего слоя иногда до «костного сока» – это единственный способ возобновить нормальное функционирование костно-хрящевой ткани. Новые («запасные») клетки самостоятельно нарастут из глубины кости в течение 3-6 месяцев.

Чтобы этот новый слой хрящевой ткани стал более толстым и мог выдерживать нагрузки, пациенту в течение примерно 6 недель после операции необходимо полностью снять напряжение с больной ноги и передвигаться на костылях.

В нашей клинике предлагаются специальные костыли – усовершенствованные и максимально приближенные к потребностям пациента.

Наращивание хрящевой ткани (техника микропереломов Стридмана, абразия (кюретаж), насверливание через субхондральную кость (туннелизация) по методу Прайди

В случае повреждения хряща вплоть до кости («лысая кость»), необходимо нарастить новые («запасные») хрящевые клетки.  Это достигается  посредством снятия омертвевшего слоя вплоть до костного мозга, чтобы полностью очистить участок от поражённой ткани. Некоторые клетки являются поливалентными, т.е. могут превращаться в тот или иной вид клеток в зависимости от окружающей среды. Таким образом, необходимо тщательно проработать мертвый и поражённый слой, чтобы не дать возможность патологии развиться заново.

При благоприятном исходе, поливалентные клетки становятся клетками хрящевой ткани, и новый хрящевой слой постепенно замещает удалённый.

 

По всем интересующим Вас  вопросам свяжитесь с нашими специалистами

первая фаза клинических исследований на людях

Глоссарий

  1. σ — среднеквадратическое отклонение
  2. International Cartilage Repair Society (ICRS) — Международное общество по вопросам восстановления хрящевой ткани.
  3. International Knee Documentation Committee (IKDC) — Международный комитет по документации для обследования коленного сустава.
  4. Knee injury and Osteoarthritis Outcome Score (KOOS) — шкала-опросник для оценки функционального состояния коленного сустава.

Резюме

Актуальность. Суставные хрящи имеют низкую регенеративную способность, поэтому их травмы приводят к прогрессирующему повреждению сустава и тяжело поддаются стандартной или улучшенной терапии с имплантацией суставных хондроцитов. В сравнении с последними, хондроциты, полученные из назальной перегородки, имеют более высокий хондрогенный потенциал с лучшей адаптацией к окружающим тканям сустава. Исследовательская группа Маркуса Мумме стремилась оценить, позволяют ли созданные аутологичные хрящевые трансплантаты из назальных хондроцитов безопасно и функционально восстановить дефекты хряща коленного сустава.

Методы. Исследование было проведено в госпитале университета Базеля в Швейцарии. Участие приняли 10 пациентов с посттравматическими, полнослойными повреждениями хряща (2–6 см²) на мыщелке или блоке бедренной кости. Хондроциты были выделены из 6 миллиметров биопсийного образца носовой перегородки, после чего их размножили и культивировали на коллагеновых мембранах для роста хрящевых трансплантатов (30 × 40 × 2 мм). Обработанные ткани имплантировали на феморальные дефекты через миниартротомический доступ, затем оценивали состояние на протяжении 24 месяцев с момента операции. Первичными показателями эффекта были осуществимость и безопасность процедуры. Вторичные показатели — это оценка самочувствия, данные МРТ, оценки морфологического и клеточного состава регенеративной ткани. Исследование продолжается с увеличением количества участников до 25 пациентов.

Выводы. Для каждого пациента можно изготовить хрящевые трансплантаты из назальных хондроцитов, встроенных в обогащенный гликозаминогликанами и коллагеном II типа внеклеточный матрикс. Произведенные ткани были стабильны при работе с пинцетом и фиксировались в поврежденных суставах. Неблагоприятные реакции не регистрировались, а оценки по шкале боли, функции коленного сустава и качеству жизни были существенно улучшены с момента операции и к 24 месяцу послеоперационного периода. Радиологические исследования демонстрировали разную степень заполнения дефекта и развития близкой по составу к нативному хрящу регенеративной ткани.

Интерпретация. Гиалиноподобные хрящевые ткани из аутологичных назальных хондроцитов могут быть использованы в клинической практике для восстановления дефектов суставного хряща колена. Последующее изучение в крупных контролируемых исследованиях необходимо для оценки эффективности и для расширения показаний к использованию данного метода лечения при ранних дегенеративных поражениях суставного хряща.

Введение

Травмы суставного хряща остаются клинической проблемой, связанной с болью, нарушением функции и инвалидностью. Ежегодно в Европе и США почти у 2 миллионов пациентов диагностируют дефекты суставного хряща [1]. При отсутствии лечения такие повреждения предрасполагают к остеартриту, могут привести к ограничению активности у молодых людей, необходимости полной замены сустава и к большим затратам для системы здравоохранения [2]. Восстановление хряща имеет потенциал не только для уменьшения боли или улучшения качества жизни пациентов, но также для отсрочки или исключения необходимости замены сустава. Современные лечебные возможности — артроскопия, микрофрактурирование, аутологичная остеохондральная трансплантация, использование аллотрансплантатов или обогащенной тромбоцитами плазмы, — имеют большие недостатки, такие как: применимость к дефектам ограниченного размера, длительный и сложный период реабилитации, боль в области забора материала и сложность создания трансплантата [3].

Несмотря на улучшение симптомов при краткосрочном наблюдении, даже современные методы лечения — имплантация аутологичных суставных хондроцитов, — не могут воспроизвести и надолго восстановить структуру и функцию хряща, к тому же они не показали экономическую эффективность [4]. Использование аутологичного материала с высокой хондрогенностью может усилить регенеративный процесс и привести к предсказуемой пользе для пациентов.

Хондроциты из носовой перегородки, по сравнению с таковыми из суставного хряща, показывают более высокую способность хрящеобразования среди людей разного возраста [5–7]. Их хондрогенные свойства сохраняются после увеличения культуры клеток, так что небольшого биопсийного образца, полученного в условиях минимальной инвазивности и без какого-либо значительного дискомфорта для пациента достаточно для образования биохимически и биомеханически зрелых трансплантатов клинически значимых размеров [8].

В одном исследовании, созданные трансплантаты из аутологичных назальных хондроцитов были использованы как альтернатива нативному хрящу для реконструкции крыла носа после резекции опухоли кожи, что привело к полному структурному, функциональному и эстетическому восстановлению [9].
Совместимость трансплантатов, полученных из назальных хондроцитов, с имплантацией на участок повреждения суставного хряща, подтверждаются результатами предыдущих исследований. Было отмечено, что назальные хондроциты отвечали на физические воздействия, напоминающие суставную нагрузку, как суставные хондроциты и увеличивали экспрессию молекул, обычно участвующих в смазке суставных поверхностей [10]. Кроме того, назальные хондроциты восстанавливались после воздействия воспалительных факторов, типичных для повреждения суставов [11], и приводили к образованию гиалиновой ткани в дефектах суставного хряща кролика [12]. Более того, однажды имплантированные в сустав назальные хондроциты могли принимать молекулярно-антигенные свойства суставных хондроцитов и активно способствовали восстановлению экспериментальных дефектов хряща у козла [13].

Целью исследования была оценка безопасности, осуществимости и потенциальной эффективности созданных из аутологичных назальных хондроцитов суставных трансплантатов для лечения посттравматических повреждений хряща коленного сустава. Отличительная новизна и потенциальное преимущество исследования состоят не только в использовании клеток с лучшей хондрогенной способностью, но также и в имплантации тканей, богатых гиалиноподобным внеклеточным матриксом. Данная идея противопоставляется типичному использованию суспензий с недифференцированными клетками или только засеянными на матрицы, но еще не развившимися как зрелая хрящевая ткань.

Дизайн исследования и пациенты

Первая фаза клинических исследований проведена в госпитале университета Базеля в Швейцарии. Были отобраны пациенты в возрасте 18–55 лет с посттравматическими, полнослойными поражениями сустава (2–6 см², ICRS класс III или IV) на мыщелке или блоке бедренной кости. (ICRS — Международное общество по вопросам восстановления хрящевой ткани — прим. пер.)

Методика проведения

Для выделения хондроцитов пластические хирурги обеспечили забор септального хряща (диаметр 6 мм) под местной анестезией через разрез по Киллиану (около 10 мм по носовой перегородке в краниокаудальной проекции и около 5 мм позади переходной складки верхней челюсти) с использованием инструментария для панч-биопсии. (рисунок 1А и 1В) [9]. В тот же день было собрано 72 мл венозной крови для подготовки аутологичных сывороток. После биопсии хряща образец отделяли от перихондрия, разрезали на мелкие кусочки (рисунок 2А) и расщепляли ферментативно, культивировали изолированные назальные хондроциты в течение 2 недель в среде с добавлением 5 % аутологичной сыворотки, 5 нг/мл фактора роста фибробластов 2 типа (FGF2) и 1 нг/мл трансформирующего фактора роста β1 (рисунок 2В и 2С)

Клетки были подсчитаны вручную двумя операторами в соответствии с утвержденной процедурой, а жизнеспособность клеток устанавливали с использованием 0,4 % трипанового синего. Размноженные назальные хондроциты засеяли на пористой стороне мембраны коллагенового типа I/III с плотностью 50 миллионов клеток на мембрану 30 × 40 × 2 мм [9].

Рисунок 1.  Хирургическое вмешательство

(A, B) Забор хряща у пациента под местной анестезией. (C) Создание полнослойного дефекта хряща бедренного мыщелка через миниартротомию. (D) Обновление повреждения хряща для удаления поврежденного фрагмента. (E) Созданная хрящевая ткань разрезается под определенную форму и готова к имплантации. (F) Хрящевая ткань установлена в дефект и закреплена рассасывающимися швами.

Для поддержания культуры на матрице, назальные хондроциты культивировали на мембране в течение 2 недель, используя средние суппозитории с 5 % аутологичной сывороткой, 10 мкг/мл инсулина и 0,1 ммоль/л 2-фосфата аскорбиновой кислоты.

Критерии оценки качества трансплантата включали: отсутствие какого-либо обсеменения культивируемых сред, белый и глянцевый внешний вид трансплантата, стабильность структуры при обращении с пинцетом и наличие, по меньшей мере, 70 % жизнеспособных клеток во всей матрице. Ученые оценили процент жизнеспособных клеток с помощью анализа замороженной секции с окрашиванием гематоксилином и эозином полосы (4 мм шириной) отрезанной от края созданных трансплантатов в течение 20 минут после взятия ткани. Исходя из этих критериев, трансплантаты были отобраны и перемещены в операционную для пересадки.

Операция была выполнена через миниартромический доступ. Дефект хряща был визуализирован (рисунок 1С) и хирургически обработан от субхондральной кости и до здорового окружающего хряща с помощью острой костной ложки. После обработки повреждения хряща (рисунок 1D) трансплантат был обрезан до размера определенного дефекта (рисунок 1E) с клеточным слоем в сторону субхондральной кости и непроницаемым слоем в полость сустава. Затем трансплантат был пришит к соседнему хрящу с помощью рассасывающихся швов и прикреплен к субхондральной кости с помощью фибринового клея (рисунок 1F). Исследователи адаптировали одну из описанных в другой работе [16] программ реабилитации с основным различием — это иммобилизация в течение первых 2 недель для снижения риска расслоения трансплантата.

Неиспользованную часть трансплантата отправили обратно в лабораторию тканевой инженерии в отделение хирургии и биомедицины (госпиталь университета Базеля), где она была разрезана на различные части для гистологической и биохимической оценки (по крайней мере, по два фрагмента на анализ). Образцы фиксировали для гистологического анализа в 4 % формалине, в парафине и сделали поперечный срез (толщина 7 мкм). Участки сульфатированных гликозаминогликанов окрашивали с помощью сафранина-О и обрабатывали их для иммуногистохимического анализа с использованием антител против коллагена II типа, I типа, и X. Образцы для биохимического анализа расщепляли протеиназой K; содержание гликозаминогликана и ДНК определяли количественно, как описано в другом исследовании [11].

У одного пациента возникло новое повреждение хряща и потребовалось дополнительное вмешательство; поэтому пациента попросили дать согласие на проведение 2-миллиметровой панч-биопсии на исходном участке дефекта во время артроскопии колена. Поперечные срезы образцов окрашивали сафранином-O и антителами против коллагена I типа, II и X типа.

В ходе исследования пациентов попросили оценить удовлетворенность состоянием их колена перед процедурой и через 24 месяца, используя две таблицы оценки самочувствия. Во-первых, использовали International Knee Documentation Committee (IKDC — Международный комитет по документации для обследования коленного сустава — прим. перев.) — шкалу субъективной оценки состояния колена; баллы по этой шкале варьируются от 0 до 100, при этом 0 представляет собой низкую удовлетворенность состоянием колена, а 100 — высокую. Во-вторых, пациентов попросили заполнить пять шкал — Knee injury and Osteoarthritis Outcome Score (KOOS — шкала-опросник для оценки функционального состояния коленного сустава — прим. перев.), чтобы получить их мнение о боли, активности в повседневной жизни, активности в спорте и на отдыхе, качестве жизни и прочих симптомах, связанных с состоянием колена. Оценки по этим шкалам варьируются от 0 до 100, при этом 0 представляет низкие показатели удовлетворенности состоянием колена, а 100 — высокие.

Итоги

Основными показателями конечного результат исследования были осуществимость и безопасность процедуры. Осуществимость определяли при достижении критериев контроля качества для используемого трансплантата и его пригодности для проведения интраоперационных манипуляций и имплантации на дефект хряща коленного сустава. Вторичными показателями были удовлетворенность пациентов собственным состоянием до операции и через 24 месяца после операции; морфологическое состояние регенеративной ткани через 6 месяцев и 24 месяца после операции; и структурный состав регенерата через 6 месяцев и 24 месяца от момента вмешательства.

Результаты

С 29 августа 2012 года по 28 апреля 2016 года в исследование было включено десять пациентов (две женщины и восемь мужчин). Начальные характеристики пациентов показаны в таблице 1. Девять пациентов достигли 24 месяцев наблюдения. Один человек был исключен из-за не связанных с исследованием спортивных травм, которые нуждались в дополнительном хирургическом лечении на разных участках хряща, включая участок с регенератом. Два пациента получили лечение для двух других дефектов хряща, используя фрагменты того же искусственного трансплантата.

У всех пациентов был получен адекватный объем аутологичной сыворотки (в среднем 31,1 мл [σ = 3,8]). После фазы размножения хондроцитов все пациенты имели достаточное количество клеток для изготовления хрящевых трансплантатов (в среднем 98,0 млн. клеток [σ = 17,2] со средней жизнеспособностью 99,0 % [σ = 0,7], (рисунок 2C). Хрящевые трансплантаты имели белый и глянцевый вид (рисунок 2D). Анализ замороженной секции показал, что конструкции содержат, по меньшей мере, 70 % жизнеспособных клеток и обильный внеклеточный матрикс (рисунок 2E). Таким образом, каждый изготовленный образец для трансплантации выбирали по определенным критериям контроля качества. Во всех случаях изготовленные трансплантаты были достаточно большими, чтобы покрывать дефектные участки и были структурно устойчивыми. Они могли быть обрезаны и обработаны по мере необходимости для имплантации через миниартротомию и прикреплены швами и фибриновым клеем, таким образом, удовлетворяя установленным имплантационным критериям и возможности манипуляции во время операции.

Рисунок 2. Образование и параметры хрящевого трансплантата

(A) Макроскопический вид биопсии назальной хрящевой перегородки после измельчения. (B) Аутологичная кровь после центрифугирования.(C) Фазово-контрастные снимки назальных хондроцитов. (D) Белый и глянцевый вид хрящевого трансплантата. (E) Гематоксилин и эозин, окрашивание замороженных секций для определения критериев имплантации трансплантата. ((F) Сафранин-O и иммуногистохимическое окрашивание (G) коллагена II и I типов в созданных трансплантатах для пациента № 1 (худший, левый), пациента № 8 (средний, обычный) и пациента №10 (лучший, правый). (H) Биохимическое количественное определение содержания гликозаминогликана (ГАГ), по соотношению к ДНК в хрящевых трансплантатах.

Гистологическая и биохимическая оценка неиспользованных частей созданных хрящевых тканей показала интенсивное окрашивание гликозаминогликана, хотя и с переменной степенью интенсивности и однородности (рисунок 2F). Дополнительная иммуногистохимическая оценка показала гиалиновую природу внеклеточного матрикса: положительный результат для коллагена II типа, который был обилен в областях с окрашенным гликозаминогликаном, тогда как положительный результат для коллагена I типа был ограничен, главным образом, участками по периферии (рисунок 2G). Окрашивание коллагена X типа, маркера гипертрофии хряща, было негативным во всех созданных трансплантатах (данные не показаны). Биохимические анализы соответствовали гистологическим результатам: количество гликозаминогликана и ДНК было обильным во всех конструкциях (в среднем 13,3 мкг гликозаминогликана / мкг ДНК [σ = 9,5].) с ожидаемой степенью изменчивости среди доноров (рисунок 2Н). Эти данные также подтвердили степень созревания трансплантатов как хрящевых тканей. Никакая неблагоприятная реакция или нежелательное событие не произошло на месте биопсии септального хряща и не наблюдались в течение 24 месяцев после имплантации трансплантата на дефект хряща коленного сустава.

Было зарегистрировано только два серьезных неблагоприятных случая и четыре нежелательных (таблица 2). Один серьезный неблагоприятный случай был вызван не связанной с исследованием травмой на другом участке хряща (противоположное колено), требующей ортопедического лечения. Второй серьезный неблагоприятный случай был связан с новыми повреждениями хряща в других зонах (то есть боковых мыщелках и блоке бедренной кости) в пораженном суставе, что потребовало артроскопического вмешательства. Ожидаемые нежелательные явления (например, послеоперационная боль и отек) не регистрировались как побочные явления.

Все средние оценки IKDC и пяти шкал KOOS значительно улучшились от момента операции и к 24 месяцам после операции (рисунок 3). Средние баллы увеличились, несмотря на то, что у одного пациента диагностировали новое поражение хряща в том же суставе, что сопровождалось ухудшением клинического статуса.

Рисунок 3. Изменение клинических показателей до операции и через 24 месяца после операции

Толстые линии показывают средние значения. Пунктирные линии показывают результаты от одного пациента,которому пришлось пройти дополнительную операцию для лечения несвязанного с исследованием поражения хряща в том же колене. Значения оценивались парными тестами (A, B, D, F) или знаковыми ранговыми тестами Wilcoxon (C, E). IKDC=International Knee Documentation Committee. KOOS=Knee injury and Osteoarthritis Outcome Score далее отображаются болевой симптом (pain), активность в повседневной жизни [ADL], активности в спорте (sport) и качество жизни [QoL]).

Новые повреждения хряща, обнаруженные при МРТ у одного пациента независимо от исходного поражения), потребовали артроскопической оценки через 17 месяцев после первоначальной операции. Дефект был заполнен до уровня окружающего нативного хряща с небольшой неровной поверхностью. Пальпация артроскопическим крючком показала (субъективно хирургу) сопоставимые тактильные свойства как и у нативного хряща. Была сделана повторная биопсия на месте имплантации трансплантата; гистологический анализ показал неоднородную регенеративную ткань без типичной структурной организации суставного хряща. Однако, клетки, по меньшей мере, 50 % ткани, были преимущественно круглыми, окруженными лакунами во внеклеточном матриксе, с интенсивным окрашиванием гликозаминогликана и коллагена II типа, окрашивание коллагена I типа и X типа было слабым или отсутствовало. Несмотря на данный случай и на стадию продолжающегося созревания, эти выводы доказывают гиалиновую природу сформированной ткани, по крайней мере, в участке регенерации суставного хряща.

Обсуждение

Исследователи показали, что использование хрящевой ткани, созданной из аутологичных назальных хондроцитов для клинического восстановления посттравматических дефектов хряща коленного сустава, является выполнимой и безопасной задачей.

Клеточная терапия для лечения посттравматических дефектов хряща в настоящее время основана на доставке клеток (преимущественно суставных хондроцитов [4] или мезенхимальных стромальных предшественников) [23]. в виде жидкой суспензии или биоразлагаемых матриц. В этих трансплантатах, даже при наличии времени предварительного культивирования [24], клетки не имеют зрелого хондрогенного фенотипа и не встроены в гиалиноподобный внеклеточный матрикс [25]. В этом исследовании использовали высокохондрогенные клетки, соответствующую обработку in vitro [7], и оно является первым, где испытали имплантацию зрелой хрящевой ткани для лечения дефектов суставных хрящей. Наличие обильного внеклеточного матрикса, которое было получено назальными хондроцитами во время созревания in vitro, могло способствовать защите имплантированных клеток от суровых условий окружающей среды (включая воспалительные и механические факторы) на месте поврежденного сустава. В соответствии с данными от экспериментов на подопытных животных [26–27], внеклеточный матрикс мог сыграть ключевую роль в сохранении или улучшении со временем качества регенерированного хряща.

Недостатки исследования включают небольшое количество отобранных пациентов, довольно короткое время наблюдения без проведения тестов и отсутствие контрольной группы, поэтому нельзя исключать эффект плацебо при улучшении самочувствия. Однако, улучшение клинических показателей было в диапазоне ранее зарегистрированных результатов с использованием клеточных методов лечения [28]. Кроме того, количественное отклонение в содержании гликозаминогликана между регенеративной тканью и нативным хрящом было лучше, чем сообщалось после микрофрактурирования или матрикс-индуцированной имплантации аутологичных хондроцитов [30]. Чтобы определить, может ли наблюдаемый клинический результат быть связан с использованием назальных хондроцитов (против суставных) проводится 2 фаза — многоцентровое клиническое исследование. Такая работа важна для определения параметров трансплантата, чтобы установить в качестве критериев прогнозирования клинической эффективности. Дальнейшие исследования потребуются для оценки возможного превосходства данной технологии над традиционными методами лечения. В доклиническом исследовании in vivo [31], пересадка сконструированных из назальных хондроцитов тканей при полнослойных дефектах суставных поверхностей привела к сохранению структурной организации хряща, лежащего ниже субхондральной кости, минуя при этом склеротическое утолщение — признак начала и развития остеоартрита. Более длительное наблюдение за пролеченными пациентами позволит ученым оценить, может ли имплантация назального хряща также приводить к замедлению или устранению посттравматического развития остеоартрита в клинических условиях. Применение созданных трансплантатов при остеоартрите на ранней стадии [32] отсрочит или устранит необходимость в протезировании суставов. Развитие подобных исследований представляет собой решающее испытание, чтобы продемонстрировать эффективность затрат на лечение и получить признание со стороны систем медицинского страхования.

Лечение дефектов суставного хряща — «ЭлеПС»

В настоящее время наблюдается значительный рост числа работ, посвященных регенерации суставного хряща. Для регенерации используются самые разные хирургические методы: туннелизация, микрофрактурирование, артропластика. В последнее время с этой целью начало применяться замещение дефектов хряща культурой собственных хондроцитов. Для культурирования и выращивания хрящевой ткани вне организма с целью ее последующей трансплантации применяются дорогие методики тканевой и генной инженерии. Леймотивом этих работ по созданию хряща и замещению его дефекта, является малая инвазивность самого процесса замещения. Трансплантация ткани оказывается невозможной без применения артроскопической техники. Артроскоп становится главным хирургическим инструментом для осуществления нового высокотехнологичного лечения патологии суставов.

Для трансплантации хряща наиболее широко распространенным является взвесь культурированных собственных хондроцитов, которая назвается картицел (Carticel). Препарат и методика разработаны фирмой Джензайм (Genzymе), которая расположена в штате Массачусетс, США, (Genzyme Tissue Repair). Исследования по этому препарату проводятся одновременно в США, Швеции и Германии. По опубликованным данным, затраты на работы по замещению хряща ежегодно составляют 30 миллионов долларов. Эти цифры имеют под собой следующее обоснование. В США каждый год делаеся 500 тысяч операций на суставах. Из них в 95 тысячах случаев производится эндопротезирование коленного сустава и в 41 тысяче случаев делаются различные варианты артропластики. Если предлагаемое восстановление хряща коленного сустава на ранних стадиях его дегенерации окажется эффективным и сможет предотвратить развитие деформирующего артроза, то постепенно отпадет нужда в тотальном эндопротезировании сустава.

Традиционные принципы оперативного лечения.

До последнего времени основными принципами лечения дефектов хряща коленного сустава оставались лаваж сустава и дебридемент суставной поверхности. С момента первого применения артроскопа прочно вошла в жизнь идея очистки суставов от нежизнеспособных фрагментов хряща, свободных внутрисуставных тел и синовиальной жидкости с растворенными в ней литическими ферментами. Приблизительно у 2/3 больных после таких процедур наблюдалось улучшение состояния на протяжении 3 лет. У больных с деформирующим артозом в 52% случаев наблюдалось улучшение состояния, однако спустя 3 года эта цифра снижалась до 44%. В некоторых исследованиях хорошие результаты были отмечены у 2/3 больных через 5 лет после артроскопии. Было доказано, что по эффективности дебридемент сустава превосходил лаваж. При остеоартрозе, в случаях полной дегенерации хряща сустава, вплоть до обнажения субхондральной кости артроскопический лаваж и дебридемент оказались неэффективными методами лечения. Известно, что для замещения дефекта хряща было предложено заполненять дефект фибрином. Для этого при артроскопии производилась абразия хряща, туннелизация и микрофрактурирование субхондральной кости. Во время таких процедур производился дебридемент сустава с целью очищения поверхности дефекта для лучшего контакта фибрина с подлежащей костью. Абразивная артропластика заключалась в обработке кости с помощью артроскопического бура до появления петехиального кровотечения из субхондрального слоя кости. Множественное рассверливание кости приводило к выходу на поверхность дефекта элементов костного мозга с образованием фиброзного сгустка. Аналогичные цели преследовала обработка кости с помощью специального перфоратора, в результате чего поверхность дефекта покрывалась множественными микропереломами кости. В основе всех этих методик лежала идея нарушение целостности кости для того, чтобы элементы костного мозга получили доступ из глубины губчатого слоя кости на поверхность дефекта. В результате при повторной артроскопии в области дефекта обнаруживалась фиброзная ткань или волокнистый хрящ. К сожалению, новообразованная ткань уступала по своим механическим свойствам гиалиновому хрящу и не могла выдерживать нагрузки, которые прилагаются к коленному суставу. Попытка стимулировать рост хрящевой ткани приводила к тому, что новый волокнистый хрящ не обладал достаточной прочностью и быстро изнашивался. Большое количество исследований показало ухудшение состояния больных в короткие сроки после такого вмешательства. У больных старше 40 лет боль оставалась в 66% случаев и только в 12% случаев пациенты не предъявляли никаких жалоб. Были сообщения, что спустя 5 лет после абразивной артропластики относительно лучшие результаты наблюдались у более молодых больных. Для результатов лечения большое значение имела методика послеоперационного ведения больных. При повторной артроскопии было отмечено, что внеший вид новообразованного хряща был лучше в той группе больных, которые занимались постоянной разработкой движений в коленном суставе по сравнению с группой больных, у которых разработка движений не носила постоянного характера.

Биологическое восстановление хряща с помощью собственных тканей.

В 1990 году появилось сообщение о попытке восстановления хряща коленного сустава с помощью пересадки реберного аутохряща. Дефекты хряща 3-4 степени закрывались с помощью перихондральных трансплантатов, которые фиксировались с помощью фибринового клея. При артроскопическом исследовании через 1 год было обнаружено, что дефект хряща был заполнен на 90%, а сами больные отметили улучшение самочувствия. При исследовании через 8 лет было выявлено, что в 20% случаев наблюдалась энхондральная оссификация 20% пересаженного хряща, что вызвало ухудшение состояния у 60% пациентов. Закрытие хрящевого дефекта с помощью надкостницы было применено вначале в эксперименте, а затем и в клинике. Надкостница укладывалась своим камбиальным слоем на поверхность кости после ее дебридемента и обработки до петехиального кровотечения. При повторном исследовании у всех больных не было хороших и отличных результатов, а только удовлетворительные и неудовлетворительные результаты. У молодых больных с расслаивающим остеохондритом в области мыщелков бедра через год после пластики надкостницей в 80% случаев были отмечены хорошие результаты. Тем не менее, спустя 8 лет у 75% больных отмечены неудовлетворительные результаты, а у 50% пациентов наблюдалось прогрессирование деформирующего артроза. В отдаленные сроки после процедуры при артроскопическом исследовании и биопсии не было обнаружено образования гиалинового хряща в месте пластики его дефекта надкостницей.

Пересадка костно-хрящевых трансплантатов из мест с интактным хрящом.

Согласно методике инактный хрящ брался в области межмыщелковой вырезки или в области наружного мыщелка бедренной кости. При артроскопическом исследовании спустя 2 года было обнаружно закрытие дефекта хряща размером 15 мм. При гистологическом исследовании было установлен факт образования соединения пересаженного хряща с хрящом в области края дефекта. В ряде работ сообщалось о 80% хороших результатах лечения. Эта методика применялась при лечении дефектов размером менее 2 квадратных см, однако ее отдаленные результаты оставались неизвестными.

Пересадка собственных хондроцитов.

В 1987 начались клинические испытания пересадки культуры собственных хондроцитов для закрытия дефекта хряща. Методика трансплантации культуры собственных хондроцитов, которая носит название картицел (Carticel) была предложена фирмой Джензайм. Трансплантация производится только при дефекте хряща коленного сустава. Дефект суставного хряща может быть обнаружен в разных клинических ситуациях. Он может быть выявлен во время первичной артроскопии, которая производится в связи с травмой сустава, или может быть случайной находкой при артроскопии по поводу повреждения менисков и связок сустава. При обнаружении дефекта хряща рассматриваются показания к применению картицела. При наличии показаний производится биопсия неповрежденного хряща, обычно в области верхнего края медиального или латерального мыщелка бедра или в области межмыщелковой вырезки. Хрящ может быть взят в двух — трех местах на всю его глубину. Общий вес биоптата составляет 200-300 мг. Хрящ помещается в специальный сосуд и отправляется на культурирование на фирму Джензайм. Процедура культурирования продолжается не менее 3 недель. За это время число собственных хондроцитов увеличивается в 10-12 раз, что составляет 12 миллионов клеток. Объем препарата для пересадки обычно составляет 0,2-0,3 кубических см. Для пересадки хондроцитов необходимо произвести повторную операцию — артротомию коленного сустава. Во время артротомии осуществляется дебридемент хрящевого дефекта вплоть до здорового хряща. Удаляются рубцы и освобождается субхондральная кость, которая должна быть неповрежденной и не кровоточить. Из отдельного разреза по передне-медиальной поверхности голени берется участок надкостницы большеберцовой кости, несколько большего размера, чем размер дефекта хряща. Дефект хряща покрывается надкостницей, которая обращена к дефекту своим камбиальным слоем. Надкостница подшивается к краям дефекта с помощью рассасывающихся нитей 6-0. Сверху шов покрывается фибриновым клеем, который изготавливается из тканей пациента. Остается небольшое отверстие для катетера. Взвесь хондроцитов из сосуда набирается в шприц и по катетеру вводится под надкостницу на дефект хряща. Оставшееся отверстие заклеивается фибриновым клеем. Операционная рана зашивается традиционным способом. Операция имеет шансы на успех, если соблюдается ряд требований: дефект хряща расположен в области мыщелков бедренной кости, носит локальный характер, распространяется на всю глубину хрящевого слоя, биомеханика сустава нормальная, сустав стабилен, не деформирован, амплитуда движений в суставе сохранена, надколенник находится в правильном положении. Противопоказанием к пересадке хондроцитов является воспалительный процесс в суставе, артрит, дегенерация сустава средней и тяжелой степени, деформирующий артроз.

Реабилитация после пересадки хондроцитов.

Период I (с 1 по 6 неделю)

— Ходьба на костылях.

— Полная неподвижность коленного сустава при ходьбе.

— Сон в лонгете до 4 недель.

— Полное отсуствие нагрузки на ногу в течение 2 недель, наступание на носок до 4 недель, приступание на всю стопу с 5 недели.

— Пассивные движения в суставе до 90 градусов.

Период II (с 6 по 12 неделю).

— Ходьба на костылях до 8 — 9 недели.

— Нагрузка на больную ногу не более половины веса тела.

— Непостоянное ношение наколенника.

— Пассивное разгибание сустава и сгибание до 125 градусов.

— Стимуляция мышц бедра и голени.

Период III ( с 12 по 26 недели).

— Свободный режим ходьбы до 3 км в день, бег трусцой с 20 недели.

— Сгибание в суставе до 135 градусов.

Период IV (с 26 по 52 недели).

— Движения в коленном суставе без ограничений.

— Занятия спортом: катание на коньках и роликовых коньках, езда на велосипеде с 6 месяцев, аэробика и бег с 8 месяцев, командные игровые виды спорта с 12 месяцев.

Травмы гиалинового хряща коленного сустава – Хондромаляция: Ортопедический центр спортивной медицины: Врачи спортивной медицины

Повреждения гиалинового хряща коленного сустава – хондромаляция

Коленный сустав имеет два различных типа хрящей: суставной гиалиновый хрящ и фиброзно-хрящевой мениск. Суставной гиалиновый хрящ покрывает концы костей в коленном суставе. В молодом нормальном коленном суставе суставной гиалиновый хрящ представляет собой гладкую, блестящую, скользкую суставную поверхность, которая позволяет суставу легко двигаться в полном диапазоне движений.Хрящ омывается синовиальной суставной жидкостью, которая смазывает сустав. Суставной гиалиновый хрящ не имеет прямого кровоснабжения и имеет ограниченную способность к самовосстановлению; поэтому повреждения суставного хряща обычно не заживают.

С возрастом суставной гиалиновый хрящ подвергается износу, который накапливается и развивается в дегенеративную хондромаляцию и, в конечном счете, в дегенеративный остеоартрит. Начальная дегенерация хряща начинается с размягчения хряща (1-я степень – хондромаляция), затем прогрессирует до фрагментации и утраты суставного хряща вплоть до кости (4-я степень – хондромаляция).Поскольку потеря суставного хряща продолжается, подлежащая кость начинает разрушаться, что приводит к дегенеративному остеоартриту. Пациенты сообщают о прогрессирующем ухудшении боли в суставах, скованности, потере подвижности и отечности по мере ухудшения состояния.

Повреждение суставного хряща также может произойти в результате внезапного травматического повреждения колена. Иногда суставной фрагмент полностью отрывается от подлежащей кости, образуя рыхлое тело в суставе, которое может вызвать механическую блокировку и заедание.

Хирург-ортопед использует анамнез, физикальное обследование, рентген, МРТ и артроскопию для оценки повреждения суставного хряща. Обычный рентген не визуализирует хрящ, но используется для исключения других аномалий в костях.

МРТ-сканирование

очень полезно, но опытный хирург-ортопед понимает ограничения МРТ-сканирования и отчета радиолога, которые могут быть связаны с состоянием суставного хряща. Окончательным методом диагностики суставного хряща является артроскопическая оценка сустава, когда хирург-ортопед осматривает коленный сустав.

Лечение повреждений и состояний суставного гиалинового хряща будет зависеть от многих переменных. Для многих пациентов нехирургическое лечение с изменением образа жизни, реабилитационными упражнениями, пероральными препаратами или инъекциями в колено может быть всем, что необходимо. Для более сложных проблем теперь доступны дополнительные хирургические варианты. Возраст пациента, тип и размер травмы, форма колена, выравнивание колена, физические потребности пациента и другие проблемы со здоровьем — все это влияет на окончательное решение о выборе операции.

Автор Луис М. Эспиноза, доктор медицины Доктор Эспиноза работал врачом команды AAA в New Orleans Zephyrs/BabyCakes с тех пор, как в 2003 году присоединился к Ортопедическому центру спортивной медицины. Имеет двойную сертификацию по общей ортопедической хирургии и спортивной медицине.

свободных тел | Повреждение колена

Свободное тело — это термин, применяемый к небольшим фрагментам суставного хряща, которые отрываются в коленном суставе в результате травмы или дегенерации колена.Свободные тела плавают внутри коленного сустава и вызывают боль, защемление, блокировку или отек в зависимости от того, куда мигрируют фрагменты. Эти фрагменты кости и хряща могут быть всех размеров и форм, а также могут возникать в результате длительного износа колена. Когда свободное тело застревает в коленном суставе, следуют боль и нестабильность. Это имеет тенденцию повторяться до тех пор, пока свободные части хряща не будут удалены хирургическим путем.

Симптомы и диагностика

Боль и тянущее ощущение в колене являются основными симптомами подвижности тела в коленном суставе.Обычно следует отек. Некоторые случаи связаны с блокировкой или короблением. Ваш врач рассмотрит историю болезни пациента и спросит о предыдущих травмах и операциях, а также проведет ряд медицинских тестов. Рентген может показать большие костные свободные тела, но МРТ требуется для оценки наличия рыхлого хряща без кости. Часто небольшие рыхлые тела могут быть пропущены с помощью МРТ, и необходимо лечить пациента с симптомами. Артроскопическая камера является окончательным стандартом для подтверждения местоположения, размера и тяжести свободных тел.

Лечение

Ваш врач проведет артроскопическую операцию на колене. Будут сделаны крошечные разрезы, и камера будет использоваться для визуализации внутренней части коленного сустава. Затем ваш врач начнет удалять свободные фрагменты и сглаживать или выполнять восстановление поврежденного хряща (костная подкладка, из которой откололись или освободились свободные тела). У пациентов, у которых есть симптомы, связанные с рыхлыми телами, операция обычно является единственным способом облегчения. Если не лечить, свободные фрагменты в суставе могут привести к дальнейшему ухудшению состояния суставного хряща.В большинстве случаев операция проходит очень успешно, и, таким образом, боль в колене и его подвижность значительно уменьшаются.

Послеоперационный

Ваш врач предоставит подробную программу реабилитации и физиотерапии во время вашего первого визита после операции после артроскопической операции на колене. Терапия будет сосредоточена на медленном возвращении движения к поврежденному колену, после чего следует программа постепенного укрепления для защиты восстановленного сустава. Большинство пациентов начинают нормально ходить в течение 7 дней и возвращаются к полной активности менее чем через 4 недели.Другим с более сложными условиями могут потребоваться костыли или более медленная реабилитация.

Количественные соотношения нормальных объемов хряща коленного сустава человека – оценка с помощью магнитно-резонансной томографии

Целью данного исследования была оценка нормального диапазона объемов хрящей в коленных суставах здоровых взрослых людей, соотношения между надколенниковым, бедренным и большеберцовым хрящами, а также корреляции объемов с возрастом, массой тела, ростом, массой тела. индекс (ожирение), размер надколенника и диаметр головки большеберцовой кости.Мы исследовали коленные суставы девяти здоровых добровольцев и одиннадцати нормальных патологоанатомических образцов в возрасте от 24 до 82 лет. Объемы хрящей надколенника, бедренной кости, медиальной части большеберцовой кости и латеральной части большеберцовой кости были количественно определены с использованием последовательности FLASH-3D с подавлением жира (разрешение 2×0,31×0,31 мм3) и цифровой постобработки, включающей трехмерную реконструкцию. Средний общий объем хряща коленного сустава составил 23 245 мм3, относительное стандартное отклонение (CV%) 19% и диапазон от 16 341 до 33 988 мм3.В надколеннике, бедре и большеберцовой кости CV% составлял от 22 до 25%. Эти суставные поверхности занимали относительно переменную долю от общего объема коленного сустава: доля надколенника составляла от 11 до 22%, доля бедра от 54 до 69%, доля медиальной большеберцовой кости от 7 до 12% и доля латеральной большеберцовой кости. от 11 до 16%. Объемы латеральной большеберцовой кости были систематически выше, чем объемы медиальной большеберцовой кости (P<0,001). Достоверной зависимости объема хряща коленного сустава от возраста не выявлено (r=+0.05), массы тела (r=+0,38), роста (r=+0,39) или индекса массы тела (r=+0,29), но относительно высокая корреляция с диаметром головки большеберцовой кости (r=+0,78, P< 0,001). После нормализации объемов к этому диаметру CV% от общего объема хряща коленного сустава снизился до 13%, а его вариация составила от 12 до 21% в надколеннике, бедренной кости и большеберцовой кости. МРТ доступна для измерения объема хряща во время роста, функциональной адаптации и потери ткани при дегенеративных заболеваниях суставов. Исследование показывает, что в коленных суставах здоровых взрослых людей существует широкий диапазон объемов хрящей.Чтобы уменьшить индивидуальную вариабельность, объемы хрящей можно привести к диаметру головки большеберцовой кости.

Остеокласты разрушают кости и хрящи коленного сустава посредством различных процессов резорбции | Arthritis Research & Therapy

  • Teitelbaum SL. Остеокласты: что они делают и как они это делают? Ам Джей Патол. 2007; 170: 427–35. https://doi.org/10.2353/ajpath.2007.060834.

    КАС Статья ПабМед Центральный пабмед Google ученый

  • Рудман Г.Д.Клеточная биология остеокласта. эксп Гематол. 1999; 27:1229–41. https://doi.org/10.1016/S0301-472X(99)00061-2.

    КАС Статья пабмед Google ученый

  • Гелб Б.Д., Ши Г.П., Чепмен Х.А., Десник Р.Дж. Пикнодизостоз, лизосомное заболевание, вызванное дефицитом катепсина К. Наука. 1996; 273:1236–8. https://doi.org/10.1126/science.273.5279.1236.

    КАС Статья пабмед Google ученый

  • Гоуэн М., Лазнер Ф., Доддс Р., Кападиа Р., Фейлд Дж., Тавария М. и др.У мышей с нокаутом катепсина К развивается остеопетроз из-за дефицита деградации матрикса, но не деминерализации. Джей Боун Шахтер Рез. 1999; 14:1654–63. https://doi.org/10.1359/jbmr.1999.14.10.1654.

    КАС Статья пабмед Google ученый

  • Saftig P, Hunziker E, Wehmeyer O, Jones S, Boyde A, Rommerskirch W, et al. Нарушение резорбции кости остеокластами приводит к остеопетрозу у мышей с дефицитом катепсина-К. Proc Natl Acad Sci USA.1998; 95:13453–8. https://doi.org/10.1073/pnas.95.23.13453.

    КАС Статья ПабМед Центральный пабмед Google ученый

  • Delaissé J-M, Andersen TL, Engsig MT, Henriksen K, Troen T, Blavier L. Матриксные металлопротеиназы (MMP) и катепсин K по-разному вносят вклад в активность остеокластов. Микроск Рес Тех. 2003; 61: 504–13. https://doi.org/10.1002/jemt.10374.

    Артикул пабмед Google ученый

  • Эвертс В., Делайсс Дж. М., Корпер В., Нихоф А., Ваес Г., Бертсен В.В деградации коллагена в костно-резорбтивном отделе под остеокластом участвуют как цистеин-протеиназы, так и матриксные металлопротеиназы. J Cell Physiol. 1992; 150: 221–31. https://doi.org/10.1002/jcp.1041500202.

    КАС Статья пабмед Google ученый

  • Henriksen K, Sørensen MG, Nielsen RH, Gram J, Schaller S, Dziegiel MH, et al. Деградация органической фазы кости остеокластами: второстепенная роль лизосомального подкисления.Джей Боун Шахтер Рез. 2006; 21:58–66. https://doi.org/10.1359/JBMR.050905.

    КАС Статья пабмед Google ученый

  • Блейни Дэвидсон Э.Н., Виттерс Э.Л., ван дер Краан П.М., ван ден Берг В.Б. Экспрессия трансформирующего фактора роста-β (TGFβ) и сигнальной молекулы TGFβ SMAD-2P при спонтанном и индуцированном нестабильностью остеоартрите: роль в деградации хряща, хондрогенезе и образовании остеофитов. Энн Реум Дис. 2006;65:1414–21.https://doi.org/10.1136/ard.2005.045971.

    КАС Статья пабмед Google ученый

  • Диарра Д., Столина М., Польцер К., Зверина Дж., Оминский М.С., Дуайер Д. и др. Dickkopf-1 является основным регулятором ремоделирования суставов. Нат Мед. 2007; 13:156–63. https://doi.org/10.1038/nm1538.

    КАС Статья пабмед Google ученый

  • Шетт Г., Хайер С., Зверина Дж., Редлих К., Смолен Дж.С.Механизмы заболевания: связь между RANKL и артритом костей. Nat Clin Pract Rheumatol. 2005; 1:47–54. https://doi.org/10.1038/ncprheum0036.

    КАС Статья пабмед Google ученый

  • Шетт Г., Столина М., Болон Б., Миддлтон С., Адлам М., Браун Х. и др. Анализ кинетики остеокластогенеза у крыс с артритом. Ревмирующий артрит. 2005; 52:3192–201. https://doi.org/10.1002/art.21343.

    Артикул пабмед Google ученый

  • Столина М., Адаму С., Оминский М., Дуайер Д., Асунсьон Ф., Генг З. и др.RANKL является маркером и медиатором локальной и системной потери костной массы в двух крысиных моделях воспалительного артрита. Джей Боун Шахтер Рез. 2005; 20:1756–65. https://doi.org/10.1359/JBMR.050601.

    КАС Статья пабмед Google ученый

  • Goldring SR, Goldring MB. Изменения в костно-хрящевой единице при остеоартрозе: структура, функция и взаимодействие хряща с костью. Нат Рев Ревматол. 2016;12:632–44. https://doi.org/10.1038/nrrheum.2016.148.

    Артикул пабмед Google ученый

  • Burr DB, Gallant M a. Ремоделирование кости при остеоартрозе. Нат Рев Ревматол. 2012; 8: 665–73. https://doi.org/10.1038/nrrheum.2012.130.

    КАС Статья пабмед Google ученый

  • Karsdal MA, Neutzsky-Wulff AV, Dziegiel MH, Christiansen C, Henriksen K. Остеокласты секретируют не костные сигналы, которые вызывают образование кости.Biochem Biophys Res Commun. 2008; 366: 483–8. https://doi.org/10.1016/j.bbrc.2007.11.168.

    КАС Статья пабмед Google ученый

  • Хенриксен К., Карсдал М.А., Мартин Т.Дж. Факторы сцепления остеокластов в ремоделировании кости. Кальциф ткани Int. 2014;94:88–97. https://doi.org/10.1007/s00223-013-9741-7.

    КАС Статья пабмед Google ученый

  • Henriksen K, Andreassen KV, Thudium CS, Gudmann KNS, Moscatelli I, Crüger-Hansen CE, et al.Определенный подтип остеокластов секретирует факторы, индуцирующие образование узелков остеобластами. Кость. 2012;51:353–61. https://doi.org/10.1016/j.bone.2012.06.007.

    КАС Статья пабмед Google ученый

  • Лори Р.Дж., Луйтен Ф.П. Костно-хрящевой комплекс при остеоартрозе. Нат Рев Ревматол. 2011;7:43–9. https://doi.org/10.1038/nrrheum.2010.197.

    КАС Статья пабмед Google ученый

  • Карсдал М.А., Лиминг Д.Дж., Дам Э.Б., Хенриксен К., Александерсен П., Пастуро П. и др.Следует ли при лечении остеоартрита нацеливаться на регенерацию субхондральной кости? Остеоартрит хрящ. 2008; 16: 638–46. https://doi.org/10.1016/j.joca.2008.01.014.

    КАС Статья пабмед Google ученый

  • Вяэнянен Х.К., Чжао Х., Мулари М., Халлин Дж.М. Клеточная биология функции остеокластов. Дж. Клеточные науки. 2000; 113: 377–81. http://jcs.biologist.org/content/113/3/377.

    ПабМед Google ученый

  • Дюран М., Комарова С.В., Бхаргава А., Требек-Рейнольдс Д.П., Ли К., Фиорино С. и др.Моноциты пациентов с остеоартритом демонстрируют повышенный остеокластогенез и резорбцию кости: исследование дифференциации остеокластов при артрите in vitro. Ревмирующий артрит. 2013;65:148–58. https://doi.org/10.1002/art.37722.

    КАС Статья пабмед Google ученый

  • Knowles HJ, Moskovsky L, Thompson MS, Grunhen J, Cheng X, Kashima TG, et al. Хондрокласты представляют собой зрелые остеокласты, способные к резорбции хрящевого матрикса.Арка Вирхова. 2012; 461: 205–10. https://doi.org/10.1007/s00428-012-1274-3.

    КАС Статья пабмед Google ученый

  • Bertuglia A, Lacourt M, Girard C, Beauchamp G, Richard H, Laverty S. Остеокласты рекрутируются в субхондральную кость при естественном посттравматическом остеоартрите запястья у лошадей и могут способствовать деградации хряща. Остеоартрит хрящ. 2016;24:555–66. https://doi.org/10.1016/j.joca.2015.10.008.

    КАС Статья пабмед Google ученый

  • Куттапития А., Асси Л., Лэнг К., Хинг С., Митчелл П., Уитли Г. и др. Микроматричный анализ поражений костного мозга при остеоартрите демонстрирует активацию генов, вовлеченных в костно-хрящевой обмен, нейрогенез и воспаление. Энн Реум Дис. 2017; https://doi.org/10.1136/annrheumdis-2017-211396..

  • Roemer FW, Guermazi A, Джавид М.К., Lynch JA, Niu J, Zhang Y, et al.Изменения в субхондральных поражениях костного мозга, обнаруженных на МРТ, связаны с потерей хряща: исследование MOST. Продольное многоцентровое исследование остеоартроза коленного сустава. Энн Реум Дис. 2009;68:1461–5. https://doi.org/10.1136/ard.2008.096834.

    КАС Статья пабмед Google ученый

  • Шибакава А., Юдох К., Масуко-Хонго К., Като Т., Нисиока К., Накамура Х. Роль ямок резорбции субхондральной кости при остеоартрите: продукция ММП клетками, полученными из костного мозга.Остеоартрит хрящ. 2005; 13: 679–87. https://doi.org/10.1016/j.joca.2005.04.010.

    КАС Статья пабмед Google ученый

  • Роди В.Дж., Крохин О., Спайсер В., Чемберлен К.А., Чемберлен М., МакХью К.П. и др. Использование платформ клеточных культур для выявления новых маркеров резорбции кости и дентина. Ортод Краниофак Рез. 2017; 20 (Прил. 1): 89–94. https://doi.org/10.1111/ocr.12162.

    Артикул пабмед Google ученый

  • Sondergaard BC, Henriksen K, Wulf H, Oestergaard S, Schurigt U, Bräuer R, et al.Относительный вклад активности матриксной металлопротеазы и цистеиновой протеазы в цитокин-стимулируемую деградацию суставного хряща. Остеоартрит хрящ. 2006; 14: 738–48. https://doi.org/10.1016/j.joca.2006.01.016.

    КАС Статья пабмед Google ученый

  • Billinghurst RC, Dahlberg L, Ionescu M, Reiner A, Bourne R, Rorabeck C, et al. Усиленное расщепление коллагена II типа коллагеназами в суставном хряще при остеоартрите.Джей Клин Инвест. 1997;99:1534–45..

    КАС Статья ПабМед Центральный пабмед Google ученый

  • Дехица В.М., Морт Дж.С., Лаверти С., Антониу Дж., Цукор Д.Дж., Танцер М. и др. Увеличение расщепления коллагена II типа катепсином К и активностью коллагеназы при старении и остеоартрите в суставном хряще человека. Артрит Res Ther. 2012;14:R113. https://doi.org/10.1186/ar3839.

    КАС Статья ПабМед Центральный пабмед Google ученый

  • Сюэ М., МакКелви К., Шен К., Минхас Н., Марч Л., Пак С.-Ю. и др.Эндогенная ММР-9, а не ММР-2 способствует выживанию ревматоидных синовиальных фибробластов, воспалению и деградации хряща. Ревматология. 2014;53:2270–9. https://doi.org/10.1093/rheumatology/keu254.

    КАС Статья пабмед Google ученый

  • Каспирис А., Халди Л., Хронопулос Э., Василиадис Э., Гривас Т.Б., Куварас И. и др. Иммуноэкспрессия макрофаг-специфической металлоэластазы (ММР-12) в костно-хрящевой единице при остеоартрите коррелирует с ИМТ и тяжестью заболевания.Патофизиология. 2015;22:143–51. https://doi.org/10.1016/j.pathophys.2015.06.001.

    КАС Статья пабмед Google ученый

  • Санчес С., Бэй-Дженсен А.С., Пап Т., Двир-Гинзберг М., Квасничка Х., Барретт-Джолли Р. и др. Секретом хондроцитов: источник новых идей и поисковых биомаркеров остеоартрита. Остеоартрит хрящ. 2017;25:1199–209. https://doi.org/10.1016/j.joca.2017.02.797.

    КАС Статья пабмед Google ученый

  • Konttinen YT, Mandelin J, Li T-F, Salo J, Lassus J, Liljeström M, et al.Кислая цистеиновая эндопротеиназа катепсин К при дегенерации поверхностного суставного гиалинового хряща при остеоартрозе. Ревмирующий артрит. 2002; 46: 953–60. https://doi.org/10.1002/art.10185.

    КАС Статья пабмед Google ученый

  • Симкин П.А. Рассмотрите приливную метку. J Ревматол. 2012;39:890–2. https://doi.org/10.3899/jrheum.110942.

    Артикул пабмед Google ученый

  • Соренсен М.Г., Хенриксен К., Шаллер С., Хенриксен Д.Б., Нильсен Ф.С., Дзигиэль М.Х. и др.Характеристика остеокластов, происходящих из моноцитов CD14+, выделенных из периферической крови. J Bone Miner Метаб. 2007; 25:36–45. https://doi.org/10.1007/s00774-006-0725-9.

    Артикул пабмед Google ученый

  • Хенриксен К., Карсдал М.А., Тейлор А., Тош Д., Коксон Ф.П. Генерация остеокластов человека из периферической крови. Методы Мол Биол. 2012; 816: 159–75. https://doi.org/10.1007/978-1-61779-415-5_11.

    КАС Статья пабмед Google ученый

  • Neutzsky-Wulff AV, Sørensen MG, Kocijancic D, Leeming DJ, Dziegiel MH, Karsdal MA, et al.Изменения в функции и фенотипе остеокластов, вызванные различными ингибиторами резорбции кости, – влияние на качество остеокластов. BMC Расстройство опорно-двигательного аппарата. 2010;11:109. https://doi.org/10.1186/1471-2474-11-109.

    Артикул ПабМед Центральный пабмед Google ученый

  • Bay-Jensen A-C, Liu Q, Byrjalsen I, Li Y, Wang J, Pedersen C, et al. Иммуноферментный анализ (ИФА) на неоэпитоп коллагена типа II, полученный из металлопротеиназ, CIIM – повышенный уровень CIIM в сыворотке у субъектов с тяжелым рентгенологическим остеоартритом.Клин Биохим. 2011;44:423–9. https://doi.org/10.1016/j.clinbiochem.2011.01.001.

    КАС Статья пабмед Google ученый

  • Серенсен М.Г., Хенриксен К., Нойцски-Вульф А.В., Дзигиэль М.Х., Карсдал М.А. Дифиллин, новый и природный мощный ингибитор V-АТФазы, предотвращает закисление лакун резорбции остеокластов и резорбцию кости. Джей Боун Шахтер Рез. 2007; 22:1640–8. https://doi.org/10.1359/jbmr.070613.

    Артикул пабмед Google ученый

  • Karsdal MA, Sumer EU, Wulf H, Madsen SH, Christiansen C, Fosang AJ, et al.Индукция повышенных уровней цАМФ в суставных хондроцитах блокирует деградацию хряща, опосредованную матриксной металлопротеиназой, но не деградацию хряща, опосредованную аггреканазой. Ревмирующий артрит. 2007; 56: 1549–58. https://doi.org/10.1002/art.22599.

    КАС Статья пабмед Google ученый

  • Карсдал М.А., Бэй-Дженсен А.С., Лори Р.Дж., Абрамсон С., Спектор Т., Пастуро П. и др. Связь метаболизма кости и хряща при остеоартрите: возможности костных антирезорбтивных средств и анаболиков в качестве потенциальных методов лечения? Энн Реум Дис.2014;73:336–48. https://doi.org/10.1136/annrheumdis-2013-204111.

    КАС Статья пабмед Google ученый

  • Karsdal MA, Henriksen K, Sørensen MG, Gram J, Schaller S, Dziegiel MH, et al. Подкисление отсека резорбции остеокластов дает представление о связи формирования кости с резорбцией кости. Ам Джей Патол. 2005; 166: 467–76. https://doi.org/10.1016/S0002-9440(10)62269-9.

    КАС Статья ПабМед Центральный пабмед Google ученый

  • Лоргет Ф., Камель С., Ментаверри Р., Ваттель А., Наассила М., Маамер М. и др.Высокие концентрации внеклеточного кальция непосредственно стимулируют апоптоз остеокластов. Biochem Biophys Res Commun. 2000; 268:899–903. https://doi.org/10.1006/bbrc.2000.2229.

    КАС Статья пабмед Google ученый

  • Зибур А.С., Петерсен К.К., Арендт-Нильсен Л., Эгсгаард Л.Л., Эскехав Т., Кристиансен С. и др. Выявление и характеристика больных остеоартрозом с воспалительным обменом тканей. Остеоартрит хрящ.2014; 22:44–50. https://doi.org/10.1016/j.joca.2013.10.020.

    КАС Статья пабмед Google ученый

  • Майер К.И., Гудманн Н.С., Карсдал М.А., Герлаг Д.М., Так П.П., Бай-Йенсен А.С. Неоэпитопы — фрагменты деградации хряща и соединительной ткани при раннем ревматоидном артрите и неклассифицированном артрите. ПЛОС Один. 2016;11:e0149329. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0149329.

    Артикул ПабМед Центральный пабмед Google ученый

  • Bay-Jensen AC, Platt A, Byrjalsen I, Vergnoud P, Christiansen C, Karsdal MA.Влияние тоцилизумаба в сочетании с метотрексатом на циркулирующие биомаркеры синовиальной оболочки, хрящей и костей в исследовании LITHE. Семин Артрит Реум. 2014;43:470–8. https://doi.org/10.1016/j.semarthrit.2013.07.008.

    КАС Статья пабмед Google ученый

  • Бэй-Дженсен А.С., Платт А., Зибур А.С., Кристиансен С., Бюрьялсен И., Карсдал М.А. Ранние изменения в биомаркерах разрушения суставной ткани в крови являются предикторами ответа на тоцилизумаб в исследовании LITHE.Артрит Res Ther. 2016;18:13. https://doi.org/10.1186/s13075-015-0913-x.

    Артикул ПабМед Центральный пабмед Google ученый

  • Бэй-Дженсен А.С., Лиминг Д.Дж., Клейер А., Вейдал С.С., Шетт Г., Карсдал М.А. Анкилозирующий спондилит характеризуется повышенным оборотом нескольких различных видов коллагена, полученных из металлопротеиназ: поперечное исследование. Ревматол Интерн. 2012;32:3565–72..

    КАС Статья пабмед Google ученый

  • Bay-Jensen AC, Wichuk S, Byrjalsen I, Leeming DJ, Morency N, Christiansen C, et al.Циркулирующие белковые фрагменты деградации хрящей и соединительной ткани являются диагностическими и прогностическими маркерами ревматоидного артрита и анкилозирующего спондилоартрита. ПЛОС Один. 2013;8:e54504. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0054504.

    КАС Статья ПабМед Центральный пабмед Google ученый

  • Lecaille F, Choe Y, Brandt W, Li Z, Craik CS, Brömme D. Избирательное ингибирование коллагенолитической активности человеческого катепсина K путем изменения специфичности его S2-субсайта.Биохимия. 2002; 41:8447–54. https://doi.org/10.1021/bi025638x.

    КАС Статья пабмед Google ученый

  • Touaitahuata H, Cres G, de Rossi S, Vives V, Blangy A. Функция растворения минералов остеокластами незаменима при гипертрофической деградации хряща во время развития и роста длинных костей. Дев биол. 2014; 393:57–70. https://doi.org/10.1016/j.ydbio.2014.06.020.

    КАС Статья пабмед Google ученый

  • Андерсен Т.Л., дель Кармен О.М., Киркегор Т., Ленхард Т., Фогед Н.Т., Делаиссе Ж-М.Изучение матриксных металлопротеиназ в остеокластах: свидетельство гетерогенности и присутствия ММР, синтезируемых другими клетками. Кость. 2004; 35:1107–19. https://doi.org/10.1016/j.bone.2004.06.019.

    КАС Статья пабмед Google ученый

  • He Y, Zheng Q, Jiang M, Sun S, Christiansen TG, Kassem M, et al. Влияние ингибиторов протеазы на индукцию биомаркеров, связанных с остеоартритом, в эксплантатах полноразмерного хряща крупного рогатого скота.ПЛОС Один. 2015;10:e0122700. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0122700.

    Артикул ПабМед Центральный пабмед Google ученый

  • Верма П., Далал К. ADAMTS-4 и ADAMTS-5: ключевые ферменты при остеоартрите. Джей Селл Биохим. 2011; 112:3507–14. https://doi.org/10.1002/jcb.23298.

    КАС Статья пабмед Google ученый

  • Хенриксен К., Боллерслев Дж., Эвертс В., Карсдал М.А.Активность и подтипы остеокластов как функция физиологии и патологии — последствия для будущих методов лечения остеопороза. Endocr Rev. 2011; 32:31–63. https://doi.org/10.1210/er.2010-0006.

    КАС Статья пабмед Google ученый

  • Brömme D, Panwar P, Turan S. Испытания катепсина K на остеопороз, пикнодизостоз и модели недостаточности на мышах: общие черты и различия. Экспертное заключение по наркотикам Дисков. 2016; 11: 457–72. https://дои.орг/10.1517/17460441.2016.1160884.

    Артикул пабмед Google ученый

  • Джеймс И.Е., Маркиз Р.В., Блейк С.М., Хван С.М., Гресс С.Дж., Ру Ю и др. Мощные и селективные ингибиторы катепсина L не ингибируют резорбцию остеокластов человека in vitro. Дж. Биол. Хим. 2001; 276:11507–11. https://doi.org/10.1074/jbc.M010684200.

    КАС Статья пабмед Google ученый

  • Какегава Х., Никава Т., Тагами К., Камиока Х., Сумитани К., Кавата Т. и др.Участие катепсина L в резорбции кости. ФЭБС лат. 1993; 321: 247–50. https://doi.org/10.1016/0014-5793(93)80118-E.

    КАС Статья пабмед Google ученый

  • Вязкоупругие свойства суставного хряща коленного сустава крупного рогатого скота: зависимость от толщины и частоты нагрузки | BMC Musculoskeletal Disorders

    Основные выводы

    В этом исследовании использовался динамический механический анализ для характеристики накопления и потери жесткости (т.е. вязкоупругая жесткость) суставного хряща, кости, коленных суставов крупного рогатого скота. Также было получено отношение жесткости хранения к жесткости потерь. Для всех параметров оценивалась зависимость как от частоты, так и от толщины хряща. Ключевые результаты этого исследования включают:

    • ▪ мыщелки бедренной кости имели самый тонкий хрящ, но самую высокую жесткость хранения и потери;

    • ▪ хрящ плато большеберцовой кости, не покрытый мениском, был самым толстым хрящом в коленном суставе с наименьшим накоплением и потерей жесткости;

    • ▪ сохранение и потеря жесткости зависели от толщины хряща;

    • ▪ нет различий в склонности к отказам (т.е. k’/k” отношение) были обнаружены через коленный сустав;

    • ▪ изменения модулей подтверждают, что тренды жесткости являются результатом внутренних изменений свойств материала ткани, а не просто размера.

    Жесткость накопления и потери

    В этом исследовании мы обнаружили, что жесткость накопления, но не потери, зависит от частоты. Эти результаты согласуются с предыдущими сообщениями о модулях между частотами 1–90 Гц для костного хряща [4].Этого можно было ожидать, поскольку модули накопления и потерь рассчитываются на основе жесткости накопления и коэффициента формы, где коэффициент формы является постоянным для отдельного образца. Сообщается, что модуль потери зависит от частоты при удалении из подлежащей кости [9]. Тем не менее, физическое поведение хряща на кости и вне кости различается [17] из-за ограничений, налагаемых нижележащей костью на хрящ [26]. Например, гистерезис может уменьшаться, когда хрящ находится на кости, но увеличиваться, когда он находится вне кости, с увеличением скорости нагрузки [27].

    Жесткость как при хранении, так и при потере уменьшается с увеличением толщины хряща. Таким образом, хрящ бедренного мыщелка и хрящ плато большеберцовой кости, не покрытый мениском, по-видимому, представляют крайности в коленном суставе. Хрящ из борозды надколенника и большеберцового плато, покрытого мениском, оказался где-то посередине. Более того, как градиент, так и пересечение увеличивались с уменьшением толщины хряща. Следовательно, более тонкий хрящ имел большее увеличение жесткости хранения с частотой, чем более толстый хрящ.

    Коленный сустав и последствия для возникновения ОА

    Хрящ плато большеберцовой кости, не покрытый мениском, был самым толстым хрящом в наших протестированных коленных суставах и, скорее всего, имел признаки повреждения. Повреждение этого хряща является обычным явлением, и даже сообщалось о здоровых коленных суставах подростков [14]. Также было показано, что этот хрящ толще, чем другие хрящи коленного сустава, за счет ослабления его основной структуры [14]. Например, сравнение коллагеновых волокон плато большеберцового хряща показало, что хрящи, не покрытые мениском, имеют более равномерный диаметр и с большей вероятностью располагаются параллельными пучками, чем хрящи под мениском [14].Коллаген обеспечивает основное растяжимое армирование в соединительных тканях [10, 28]. Таким образом, ожидается, что изменения в однородности и выравнивании коллагена поставят под угрозу его способность обеспечивать такое укрепление во время динамической нагрузки. Это согласуется с нашим выводом о том, что хрящ, не покрытый мениском, имел самую низкую динамическую жесткость.

    Утверждается, что хрящ плато большеберцовой кости не под мениском подвергается прерывистой ударной нагрузке с низким амбулаторным стрессом [12].Предполагается, что такая комбинация нагрузок приводит к дегенерации хрящей всех суставов [29, 30]. Наши результаты показывают, что этот дегенерированный, более толстый хрящ также имеет уменьшенную динамическую жесткость и уменьшенное частотно-зависимое увеличение жесткости при хранении. Как упоминалось выше, увеличение толщины хряща является следствием повреждения ультраструктуры. Однако хрящ большеберцового плато не под мениском также имеет большее содержание воды (87%), чем хрящ, покрытый мениском (71%) [14]. Таким образом, ожидается, что различия в динамической жесткости и ее частотной зависимости будут результатом изменений взаимодействия гель-коллаген.То, как структурно хрящ рассеивает и накапливает энергию, вероятно, связано с механизмом передачи напряжения во время взаимодействия гель-коллаген [31].

    В коленном суставе более высокие, чем исходные, площадь костного сустава и объем хряща были связаны с потерей хряща в течение последующих двух лет [32]. Антоний и др. . [32] предположили, что наиболее вероятной причиной увеличения объема хряща является отек. Это согласуется с повышенным содержанием воды и утолщением хряща на ранних стадиях ОА [33].Наши результаты показывают, что увеличение толщины сопровождается снижением жесткости при хранении и потере жесткости. Отношение k’/k” имело тот же диапазон значений, что и в предыдущем исследовании [18], но не менялось в зависимости от толщины. Следовательно, не сообщается о различиях в склонности к отказу из-за различий в хранении и рассеянии энергии. Однако, если более толстый хрящ слабее более тонкого хряща, то при заданном соотношении k’/k” он может подвергнуться большему повреждению. Это согласуется с повреждением хряща большеберцового плато, не покрытого мениском, через колено [14].[1]. Это подмножество населения было идентифицировано как имеющее время нарастания удара пяткой в ​​​​диапазоне от 5 до 25 мс [2, 3, 34]. Это время нарастания достаточно быстрое, чтобы вызвать импульсную нагрузку во время удара пяткой. Они сравниваются со «здоровым» временем нарастания приземления пятки примерно на 100–150 мс [3, 4].

    Наши эксперименты включают частоты до 92 Гц, что приводит к максимальному времени нарастания, равному 5.4 мс, что сравнимо со временем нарастания импульсного удара пяткой [4]. Хотя удары пяткой повторяются с такой частотой только после отдельного цикла ходьбы, это обеспечивает максимальную частоту, при которой можно измерить механическую скованность. Кроме того, он показывает, как динамические механические свойства хряща изменяются в зависимости от времени подъема пятки.

    Экспериментально это привело к увеличению жесткости накопления к потерям с частотой и согласуется с предыдущими выводами об увеличении отношения накопления к модулю потерь [4] и жесткости [18] с частотой.Таким образом, происходит увеличение доли накопленной энергии по отношению к рассеиваемой энергии, что связано исключительно с увеличением частоты. Если накопленная энергия станет слишком большой, то избыточная энергия потенциально может быть рассеяна за счет растрескивания ткани; то есть отказ хряща. Этот механизм согласуется с разрушением хряща, происходящим из-за увеличения энергии во время ударной нагрузки [35].

    Если аккумулирование и рассеяние энергии изменяются в зависимости от частоты нагрузки, то передача энергии во время контакта от кости к хрящу и от хряща к кости также может быть изменена.Измененная передача энергии с частотой нагрузки к подлежащей кости может иметь значение для ремоделирования кости.

    Ограничения

    В этом исследовании боковые и медиальные результаты были объединены для сравнения между регионами. Это означало, что ограниченное количество латерально-медиальных различий было проигнорировано. Единственное выявленное различие ограничивалось хрящом латерального большеберцового плато, которое покрыто мениском и имело значительно большую потерю жесткости, чем соответствующий медиальный хрящ.Однако были представлены полные медиально-латеральные данные (включая статистический анализ). Преимущество комбинирования медиально-латерального хряща заключается в том, что оно позволяет сравнивать хрящи при сходных общих типах нагрузки. Для медиально-латеральных сравнений, используя Таблицу 1, следует отметить, что коленные суставы животных подвергаются более низкой наружной ротации большеберцовой кости во время разгибания колена, чем коленный сустав человека [36]. Различия в вращении могут привести к тонким медиально-латеральным различиям в большеберцовом хряще человека, не применимым к хрящу коленного сустава животных.

    В этом исследовании использовалась модель коленного сустава крупного рогатого скота. Бычий хрящ является принятой ультраструктурной моделью человеческого хряща [37], и было показано, что он является хорошей механической моделью коленного сустава, включая аналогичную толщину [15]. Хотя модели животных часто используются для определения функции коленного сустава человека [38], они остаются моделью человеческого сустава. Из-за сходства в суставах ожидаются аналогичные тенденции в разных областях колена, то есть мы не ожидаем больших изменений в наших выводах.Однако известные различия в медиально-латеральном вращении, в частности, следует учитывать при сравнении большеберцового медиального и латерального поведения и экстраполяции выводов на человеческий хрящ.

    Возможное ограничение при циклическом нагружении на более высоких частотах для любой мягкой конструкции заключается в том, что смещение не может восстановить свое исходное положение под нагрузкой. Это может привести к добавлению волн через образец, цикл за циклом. Этот эффект не наблюдался во время наших тестов, что согласуется с предыдущими исследованиями суставного хряща, в которых тестировался хрящ до 90 Гц [4, 18] и 100 Гц [16] в макромасштабе или до 300 Гц в нано-масштабе [39]. .

    Носовой хрящ облегчает остеоартрит в колене — ScienceDaily

    Хрящевые клетки из носовой перегородки могут не только помочь восстановить повреждения хряща в колене — по данным исследователей из Университета Базеля и Университетской больницы Базеля, они также могут противостоять хронической воспалительной среде ткани при остеоартрите и даже противодействовать воспалению.

    Исследовательская группа кафедры биомедицины Базельского университета и университетской больницы Базеля культивирует хрящевую ткань из клеток носовой перегородки для восстановления суставного хряща в колене.Группа под руководством профессора Ивана Мартина и профессора Андреа Барберо уже преуспела в начальных клинических исследованиях изолированного повреждения хряща, и теперь они сообщили, что этот подход может также подходить для дегенеративных заболеваний суставов, таких как остеоартрит. Их выводы были опубликованы в журнале Science Translational Medicine .

    Остеоартрит связан с деградацией хряща, что может вызывать сильную боль и ограничивать подвижность.Терапевтический подход до сих пор направлен на паллиативное лечение воспаления и боли до тех пор, пока замена коленного сустава протезным имплантатом не станет неизбежной. Однако суставные протезы имеют ограниченный срок службы, что делает лечение проблематичным, особенно у молодых пациентов.

    От носа до колена

    Возможной альтернативой может быть восстановление суставного хряща с использованием инженерной хрящевой ткани. С этой целью исследовательская группа в сотрудничестве с ортопедическими и пластическими хирургами из Университетской больницы Базеля берет образец ткани из носовой перегородки пациента, культивирует изолированные хрящевые клетки и использует их для выращивания хрящевого слоя, который затем имплантируется хирургическим путем. в коленный сустав.

    В отличие от травматических и ограниченных дефектов хряща, например, после спортивных травм, тканевая среда в коленном суставе с остеоартритом характеризуется стойкими воспалительными реакциями. «Сначала мы должны были проверить, подвергался ли хрящевой заменитель воздействию воспалительных факторов и дегенерировал ли он», — объясняет Иван Мартин.

    Исследователи под руководством докторанта профессора Мартина Лины Асеведо Руа, руководителя проекта доктора Каролины Пелттари и хирурга-ортопеда доктораМаркус Мумме первоначально протестировал культивированную хрящевую ткань человека на наличие воспалительных факторов на различных моделях в лаборатории и на мелких экспериментальных животных. Затем они проверили долговечность хрящевой ткани при одновременном воспалительном и механическом воздействии, используя хрящевые клетки из носа овцы в коленном суставе с остеоартритом тех же животных.

    Хрящевые клетки с противовоспалительными свойствами

    Результаты экспериментов на животных были обнадеживающими: ткань, созданная из клеток носового хряща, не только оказалась чрезвычайно прочной, но и противодействовала воспалительным реакциям.Дальнейший анализ показал, что этот эффект может быть связан с тем фактом, что молекулярный сигнальный путь, который хронически активируется при остеоартрите (сигнальный путь WNT), подавляется присутствием клеток носового хряща.

    Объясняя удивительные свойства носового хряща, профессор Мартин говорит: «В отличие от хрящевой ткани в суставах, эти хрящевые клетки происходят из клеток-предшественников нейроэктодермы и поэтому обладают отчетливой регенеративной и адаптивной способностью (пластичностью).Ткань, выращенная из клеток носового хряща, по-видимому, также сохраняет эти особые свойства».

    После успешных испытаний на животных исследователи также проверили подход на двух молодых пациентах, страдающих тяжелым остеоартритом, вероятно, из-за смещения костей ног. Их альтернативным лечением был бы протез коленного сустава.

    Уменьшение боли, восстановление сустава

    После имплантации хряща, созданного из собственных клеток носового хряща пациентов, оба субъекта сообщили об уменьшении боли и повышении качества жизни.У одного из двух пациентов исследователи также смогли определить с помощью изображений МРТ, что кости в коленном суставе были дальше друг от друга, чем раньше, что свидетельствует о восстановлении сустава. Со вторым пациентом они не смогли выполнить какие-либо МРТ из-за ограничений на поездки во время пандемии и могли только взять у него интервью, чтобы получить субъективную оценку.

    Кроме того, поскольку смещение костей у обоих пациентов может быть исправлено хирургическим путем и, таким образом, устранена наиболее вероятная причина их остеоартрита, исследователи уверены, что пациенты смогут обходиться без протезов коленного сустава, по крайней мере, какое-то время.

    «Наши результаты позволили нам заложить биологическую основу для терапии, и мы настроены с осторожным оптимизмом», — говорит Мартин. Этот подход сначала необходимо будет дополнительно оценить для лечения пателлофеморального остеоартрита посредством углубленных клинических испытаний, для которых команда получает финансовую поддержку в рамках направления инноваций («Регенеративная хирургия») университетской больницы Базеля. Исследователи также нацелены на дальнейшую разработку метода для других типов остеоартрита, чтобы иметь возможность лечить более широкий спектр пациентов.

    Восстановление коленного хряща | Университет Юты Здоровья

    Поскольку хрящ плохо заживает сам по себе, процедуры с хрящами стимулируют рост нового хряща. Многие восстановительные процедуры по восстановлению суставного хряща выполняются с помощью камеры (артроскопия).

    Во время артроскопии хирург делает два или три небольших разреза вокруг сустава с помощью артроскопа. Иногда хирургам требуется более прямой доступ к пораженному участку, поэтому им может потребоваться сделать более крупные разрезы.Иногда также необходимо одновременно устранить другие проблемы в суставе, такие как разрыв мениска или связки. В целом восстановление после артроскопической процедуры происходит быстрее и менее болезненно, чем после традиционной открытой операции. Ваш врач обсудит с вами варианты, чтобы определить, какая процедура подходит именно вам.

    Наиболее распространенные процедуры восстановления хряща:

    • Микротрещины/бурение,
    • Клеточная терапия: DeNovo,
    • Имплантация аутологичных хондроцитов (ACI),
    • Остеохондральный аутотрансплантат
    • Трансплантация и
    • Остеохондральная аллотрансплантация.

    Микротрещины/бурение

    Целью микропереломов является стимуляция роста нового волокнистого хряща для заполнения дефектов путем создания нового кровоснабжения. Хирург будет использовать острые инструменты, чтобы сделать несколько отверстий в поверхности сустава. Затем в кости под хрящом делаются отверстия. Это запускает процесс заживления в организме. Тело обеспечивает новое кровоснабжение поверхности сустава, что также приносит новые клетки, которые формируют новый хрящ.

    Микроперелом можно сделать с помощью камеры.Ваш хирург-ортопед может порекомендовать микроперелом, если вы молодой пациент с небольшими повреждениями хряща и здоровой костью.

    Как и микропереломы, сверление также может помочь организму вырабатывать здоровый хрящ. Ваш хирург делает несколько отверстий через поврежденную область в кости с помощью хирургической дрели или проволоки. Это создает реакцию заживления в кости. Сверлить можно и камерой.

    Остеохондральные аутотрансплантаты и аллотрансплантаты

    Аутотрансплантат

    При трансплантации костно-хрящевого аутотрансплантата мы переносим хрящ из одной части сустава в другую.Ваш хирург возьмет здоровую хрящевую ткань из области кости, которая не несет веса (не несет веса). Затем они подгоняют его к поврежденному участку поверхности и укладывают на место. Это оставляет гладкую поверхность хряща в суставе.

    Ваш хирург может взять одну хрящевую заглушку или использовать несколько заглушек. Процедура с использованием нескольких пломб называется мозаичной пластикой.

    Остеохондральный аутотрансплантат используется при небольших дефектах хряща. Это связано с тем, что здоровая ткань трансплантата может быть взята только из ограниченного участка одного и того же сустава.В некоторых случаях это можно сделать с помощью артроскопа, но в большинстве случаев требуется открытый разрез.

    Аллотрансплантат

    Если дефект хряща слишком велик для аутотрансплантата, ваш хирург может предложить аллотрансплантат. Аллотрансплантат – это тканевой трансплантат, взятый у трупного донора. Перед процедурой ее стерилизуют в лаборатории и готовят. Он также проверяется на любую возможную передачу болезни.

    Аллотрансплантат обычно больше аутотрансплантата. Ваш хирург сформирует его так, чтобы он соответствовал точному контуру места повреждения, а затем запрессует его на место.Аллотрансплантаты обычно делают через открытый разрез.

    Имплантация ювенильного аллотрансплантата (DeNovo®)

    DeNovo® — это одноэтапная процедура. Новые хрящевые клетки, пожертвованные молодыми людьми, имплантируют в место повреждения (дефекта) хряща.

    Хирург использует либо открытую, либо артроскопическую (с камерой) процедуру для подготовки дефекта хряща. Затем они помещают новые, здоровые клетки в место повреждения и фиксируют их специальным растворимым герметиком: фибриновым клеем.Затем эти клетки растут в поврежденной области и создают новый здоровый хрящ.

    Имплантация ювенильного аллотрансплантата

    или DeNovo® наиболее полезна для молодых пациентов с единичными дефектами диаметром более 2 см. Преимущество DeNovo® заключается в одноэтапной процедуре и использовании очень молодых, здоровых хрящевых клеток, которые прекрасно заживают.

    Имплантация аутологичных хондроцитов (ACI)

    ACI — это двухэтапная процедура. Новые хрящевые клетки выращивают, а затем имплантируют в дефект хряща.Во-первых, здоровая хрящевая ткань удаляется из участка кости, не несущего нагрузку. Этот шаг выполняется как артроскопическая процедура.

    Затем ткань, содержащую здоровые хрящевые клетки, отправляется в лабораторию. Новые клетки выращивают в течение трех-пяти недель. Затем ваш хирург проведет открытую хирургическую процедуру, чтобы подготовить дефект хряща. Затем они вводят вновь выращенные клетки в дефект.

    ACI наиболее полезен для более молодых пациентов с одиночными дефектами более 2 см в диаметре.Преимущество ACI заключается в использовании собственных клеток пациента, поэтому нет опасности отторжения ткани пациентом. Недостатком этой процедуры является то, что она является двухэтапной процедурой, требующей открытого разреза. Это также занимает несколько недель.

    .