способ восстановления целостности гиалинового хряща суставов

Формула изобретения

Способ восстановления целостности гиалинового хряща суставов, без нанесения дополнительной травмы - нарушения целостности субхондральной пластинки, путем введения в сустав взвеси аутологичных костномозговых стромальных клеток-предшественников, выращенных in vitro.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области медицины, а именно травматологии и ортопедии.

Известно, что во взрослом организме пролиферация хрящевых клеток незначительна и не может играть большой роли в замещении дефектов хряща.

Предложено несколько способов восстановления дефектов хряща. Один из них включает формирование суставных концов, создание диастаза в 1-1,5 мм при помощи шарнирно-дистракционного аппарата, параартикулярное введение гидрокортизона и внутрисуставное введение препаратов гиалуроновой кислоты /a.c.N 770479/.

Другим способом репаративной регенерации суставного хряща является имплантация и закрепление с помощью специального клея аллогенной ткани, содержащей эмбриональные хондроциты или клетки зародышевой соединительной ткани, которые в дальнейшем с помощью индукционных факторов дифференцируются в клетки хряща /п.ФРГ N 341063/.

Способ восстановления суставного хряща с помощью трансплантации в область дефекта хряща аллогенных хондроцитов, выращенных в культуре in vitro, является самым близким решением по технике его исполнения /Itay S. et al., 1987/.

Недостатком первого способа является необходимость создания полного дефекта, т.е. обязательное разрушение субхондральной костной пластинки при опиливании суставных поверхностей, что связано с нанесением больному дополнительной травмы и приводит к нарушению естественной изолированности сустава от костномозговой полости, последующим прорастанием сосудов и связанным с этим осложнениям.

Существенным недостатком, общим для двух других способов, является использование аллогенной ткани и клеток, что приводит к неминуемому их отторжению.

Сущность изобретения заключается в том, что с целью органоспецифического восстановления гиалинового хряща суставов, без нанесения дополнительной травмы - нарушения целостности субхондральной пластинки, вводится в сустав с дефектом гиалинового хряща взвесь аутологичных костномозговых стромальных клеток-предшественников, выращенных in vitro.

Способ осуществляется следующим образом.

Под местным обезболиванием производят забор костного мозга и помещают его в питательную среду. Готовят взвесь костномозговых клеток, фильтруют через капроновый фильтр и эксплантируют в культуральные пластиковые флаконы с питательной средой и эмбриональной сывороткой. На 10-14 день выросшие колонии стромальных фибробластов /клеток-предшественников хрящевой ткани/ подвергают пассированию. После 3-5 пассажей их вводят в полость сустава.

Примеры конкретного выполнения

В опытной группе у 15 кроликов калифорнийской породы под местным обезболиванием резецировали часть крыла тазовой кости и содержащийся в нем костный мозг вымывали в питательную среду L-MEM. Для полной дезагрегации клеток костномозговую взвесь пропускали через шприц с уменьшающимся диаметром игл. Приготовленную взвесь клеток костного мозга фильтровали, производили подсчет клеток и засевали в пластиковые флаконы из расчета 10⁴-10⁵ на 1 см². Культивирование проводили на синтетических питательных средах L-MEM, Фишера и др. с добавлением 20% сыворотки эмбрионов коров и антибиотиков. Флаконы помещали в CO₂ инкубатор при 37^oС. Выросшие на 10-14 день колонии стромальных фибробластов снимали с пластика 0,25% раствором трипсина и переносили во флаконы большей площади. По достижении полного монослоя клеток во флаконах проводили повторные пассажи, с целью увеличения числа стромальных фибробластов. После 4-5 пассажей число выросших in vitro стромальных клеток-предшественников в сотни тысяч раз превышает их содержание среди первично эксплантированной взвеси клеток костного мозга.

За 12-15 дней до трансплантации в сустав выращенных in vitro аутологичных стромальных клеток-предшественников, под общим обезболиванием вскрывался коленный сустав кролика. На суставной поверхности бедренной кости создавался неполнослойный дефект /без повреждения субхондральной пластинки/ диаметром 5 мм. Рану послойно зашивали. Через 12-15 дней после операции на суставе и заживления раны выращенные во флаконах in vitro костномозговые стромальные клетки-предшественники снимали с пластика в 20-30 мл среды L-МЕМ с 5% эмбриональной сыворотки, подсчитывали число клеток и осаждали их центрифугированием. Надосадочную жидкость отсасывали, осадок ресуспендировали в 0,4 мл свежей среды и вводили в полость сустава. Через 3 месяца после трансплантации клеток в сустав кроликов выводили из эксперимента. У 12 кроликов контрольной группы был создан неполнослойный дефект суставной поверхности бедренной кости диаметром 5 мм, аналогичный дефекту у кроликов опытной группы. Контрольную группу кроликов выводили из эксперимента в те же сроки, что и опытных. Фрагмент бедренной кости фиксировали. Гистологические препараты готовили по принятой методике, окрашивали и микроскопировали.

У кроликов контрольной группы при фиксации через 3 месяца дефект был хорошо виден. Микроскопия показала, что поверхность дефекта частично покрыта рыхлой соединительной тканью. В нескольких случаях местами наблюдались очень незначительные разрастания от краев сохранившегося суставного хряща.

В опытной группе у всех 15 кроликов, которым была произведена трансплантация аутологичных костномозговых стромальных клеток-предшественников, дефект суставного хряща был заполнен. Микроскопические исследования показали, что дефект замещался истинно гиалиновым хрящом.

Таким образом, предложенный способ имеет ряд преимуществ перед описанными. Во-первых, он не предполагает разрушения субхондральной пластинки, т. е. нанесение дополнительной травмы, как в способе, описанном первым /а. с. N 770479/, и не использует для восстановления гиалинового хряща аллогенный материал, который неминуемо отторгается организмом /патент ФРГ N 341063/. Аутологичные костномозговые стромальные клетки-предшественники, выделенные из костного мозга и размноженные in vitro, обладают высокими пролиферативными потенциями, при трансплантации в сустав хорошо адгезируются на поверхности дефекта и восстанавливают структуру и целостность гиалинового хряща суставов. Случаев отторжения не наблюдали, т.к. использовали для трансплантации аутологичные клетки.