Autologinen soluperäinen kudosmuokattu rusto nivelrustovaurioiden korjaamiseen

Vaurioituneella nivelrusolla on rajallinen kyky korjata itseään. Ilman oikea-aikaista, varhaista ja tehokasta hoitoa nivelruston vaurio pahenee asteittain, mikä johtaa nivelten turvotukseen, kipuun ja toimintahäiriöihin. Potilaalle kehittyy lopulta nivelrikko, ja hänelle on tehtävä keinotekoinen nivelleikkaus. Rustovaurioiden kliininen hoito sisältää mikromurtumaleikkauksen ja autologisen osteokondraalisiirron. Mikromurtumatekniikka rajoittuu kuitenkin pienimuotoisiin vaurioihin, ja autologista osteokondraalisiirtoa haittaa rajallinen tarjonta. Materiaalitieteen, solubiologian, biomekaniikan ja bioreaktoriteknologian edistymisen myötä uuden sukupolven biomimeettisillä kudosmuokkauksilla kehitetyillä osteokondraalikomposiiteilla on suuri potentiaali rustovaurioiden korjaamiseen.

Tällä hetkellä rustokudostekniikassa siemensolut johdetaan autologisista tai allogeenisista rustosoluista, mesenkymaalisista kantasoluista, alkion kantasoluista tai pluripotenteista kantasoluista. Kasvava näyttö osoittaa, että luuytimen mesenkymaaliset kantasolut voidaan saada erilaistumaan kondrosyyteiksi, ja näitä soluja on käytetty menestyksekkäästi suurikokoisten luuvaurioiden, rustovaurioiden ja selkäydinvaurioiden hoidossa. Luun mesenkymaalisten kantasolujen laatu ja määrä laskevat vähitellen iän myötä, erityisesti potilailla, joilla on rappeumasairauksia. Rasvakantasoluja ja napanuoran mesenkymaalisia kantasoluja on runsaasti ja niillä on samanlaiset ominaisuudet kuin luun mesenkymaalisilla kantasoluilla, ja nämä molemmat solutyypit voidaan saada erilaistumaan kondrosyyteiksi. Rasvakantasoluja ja napanuoran mesenkymaalisia kantasoluja on käytetty rustovaurioiden korjaamiseen, mutta löydökset ovat vielä alustavia, eikä näitä soluja voida kerätä tai viljellä suuria määriä. Lisäksi alkion kantasolujen käyttöä vaikeuttavat eettiset näkökohdat. Tämän seurauksena autologiset kondrosyytit ovat optimaalisia siemensoluja rustokudostekniikalle.

Autologisten rustosolujen siirto yhdessä kudosmuokkaisten rustotelineiden kanssa rustovaurioiden korjaamiseksi edellyttää, että tutkijat keskittyvät kahteen pääasiaan, nimittäin (i) kondrosyyttien in vitro -amplifikaatioon ja (ii) bioyhteensopivien rustotelineiden valmistukseen. Kondrosyyttitelineiden valmistus vaatii kehittynyttä tekniikkaa, ja tällä hetkellä vain Kiinan PLA:n yleissairaalan ortopedian instituutilla on kapasiteettia tuottaa solutonta rustoa; Kiinassa ei ole muita kudosteknisten rustorakennustelineiden lähdettä.

Kiinan PLA-yleissairaalan Ortopedian instituutin Cartilage Tissue Engineering Research Group loi patentoidun allogeenisen soluton rustopohjaisen telineen (immateriaalioikeuksilla). Innovatiivinen rakennusteline simuloi normaalin ruston koostumusta ja tilallisia rakenteellisia ominaisuuksia. Valmistusmenetelmät ovat seuraavat: nivelrustoa jauhetaan, jotta saadaan luonnollinen ruston solunulkoinen matriksi, joka on biokemialliselta koostumukseltaan identtinen luonnollisen nivelruston solunulkoisen matriisin kanssa. Sitten valmistetaan huokoinen sienimäinen teline kylmäkuivaustekniikalla. In vitro -kokeet ja suurilla eläimillä tehdyt nivelrustovaurion korjauskokeet ovat tuottaneet hyviä tuloksia. Tätä materiaalia käyttäen tutkimusryhmämme valmisti biomimeettisiä rustokudosteknisiä telineitä, jotka jäljittelevät luonnollisen nivelruston solunulkoisen matriisin rakenteellisia ominaisuuksia. Tällä allogeenisella soluttomalla rustorakenteella on seuraavat ominaisuudet: (1) se on peräisin allogeenisesta rustosta, ja solunulkoinen matriisi pysyy ehjänä allografoinnin jälkeen, mikä auttaa ylläpitämään lukuisia normaalin ruston komponentteja, erityisesti tyypin II kollageenia ja proteoglykaaneja, mikä johtaa parantuneeseen korjaukseen. . Kiinan ulkopuolella käytettävät rustotelineet koostuvat pääasiassa tyypin I ja III kollageenista tai hyaluronihaposta, ja ne eroavat suuresti luonnollisista rustokomponenteista. Alkuperäistä rustorakennetta on vaikea toistaa tämäntyyppisillä telineillä, ja kuiturusto voi vaikuttaa hoidon tulokseen. (2) Biomimeettisellä tukirakenteella on samanlainen kolmiulotteinen rakenne kuin normaalin nivelruston, joka on suuntautunut tukirakenne. Teline jäljittelee normaalien rustosolujen suuntausta, jotka on järjestetty kohtisuoraan pintaan nähden ja tarjoaa parataktisen pylväsrakenteen, joka myötävaikuttaa solujen pylväsjärjestelyyn. Tämä rakenne yhdessä tyypin II kollageenin ja normaalista nivelrustoa peräisin olevien proteoglykaanien kanssa johtaa tukirakenteeseen, joka on erittäin lähellä normaalin nivelruston rakennetta. Näin ollen korjatulla rustolla on normaali rakenne ja toiminta. (3) Suunnatulla telineellä on hyvät biomekaaniset ominaisuudet. Sen puristusjännitys on parempi kuin suuntaamaton teline märissä ja kuivissa olosuhteissa. (4) Suunnatulla telineellä on hyvä biologinen yhteensopivuus. Alustavissa kokeissa on tutkittu heterogeenisen (sian) ja spesifisen (kani) soluttoman ruston orientoituneen telineen immuunivasteita. Sen jälkeen, kun suunnattu tukirakenne oli istutettu kaniiniin, sen immuunivasteita tarkkailtiin soluimmuniteetin ja humoraalisen immuniteetin näkökulmasta. Tulokset viittasivat siihen, että sen immunogeenisyys oli alhainen. Siten varmistetaan, että soluttoman ruston orientoidulla tukirakenteella on hyvä biologinen yhteensopivuus.

Vastoinkäymiset

1. Turvallisuus Standardinmukaiset toimintamenettelyt haittatapahtumia ja vakavia haittatapahtumia varten kehitetään sen varmistamiseksi, että kaikki kokeen aikana ilmenevät haittavaikutukset käsitellään nopeasti osallistujien suojelemiseksi.

2. Määritelmät 2.1 Haittatapahtumat Haitallisia lääketieteellisiä tapahtumia voi esiintyä rustonsiirron tai mikromurtumaleikkauksen jälkeen, mutta niillä ei välttämättä ole syy-yhteyttä hoitoon.

   Yleisiä haittavaikutuksia rustonsiirron jälkeen ovat kuume, nivelkipu, turvotus ja effuusio. Yleisiä haittavaikutuksia mikromurtumaleikkauksen jälkeen ovat kuume, nivelkipu, nivelten turvotus ja effuusio.

   2.2 Haittavaikutusten vakavuus Haittatapahtumat luokitellaan kolmeen tasoon: yleiset haittatapahtumat, elintärkeät haittatapahtumat ja vakavat haittatapahtumat.

   2.3 Suhde kudosteknologian ruston kanssa Haittavaikutusten ja kudosteknologian ruston välinen korrelaatio luokitellaan "ehkäisevästi liittyvään", "todennäköisesti liittyvään", "mahdollisesti riippumattomaan", "epäolennaiseen" tai "määrittelemättömään".

   2.4 Vakavat haittatapahtumat Kaikki tutkimuksen aikana tapahtuvat tapahtumat, jotka vaativat sairaalahoitoa tai pitkittynyttä sairaalahoitoa tai jotka johtavat työkyvyttömyyteen tai vaikuttavat työkykyyn tai joihin liittyy kuolemanvaara tai hengenvaaralliset tapahtumat.

3. Haittavaikutusten kirjaaminen Kaikki kokeen aikaiset haittatapahtumat kerätään tutkimuksen loppuun asti.

4. Kirjaaminen ja raportointi Lääkärit tallentavat kaikki haittatapahtumat, mukaan lukien haittatapahtumien kuvaukset, esiintymisaika, päättymisaika, vakavuus, esiintymistiheys ja hoitotiedot.

   Vakavan haittatapahtuman sattuessa lääkärit eivät ainoastaan ​​anna tarvittavaa hoitoa, vaan myös raportoivat totuudenmukaisesti paikalliselle elintarvike- ja lääkevirastolle ja elintarvike- ja lääkevirastolle 24 tunnin kuluessa sekä raportoivat viipymättä eettiselle toimikunnalle. Tiedot, hoito- ja seurantatulokset merkitään raporttiin.

5. Ei-vakavien ja vakavien haittatapahtumien seurantahavainnointi Jos potilas kärsii ei-vakavasta haittatapahtumasta, sen kulkua ja lopputulosta seurataan tarkasti. Vakavien haittatapahtumien kulku kirjataan seurantaraportteihin tai yhteenvetoraportteihin. Potilaita myös seurataan ja havaintoja kirjataan 30 päivän ajan kohtauksen jälkeen.

Tilastollinen analyysi

1. Tutkimushypoteesit Kaikki hypoteesit arvioidaan kaksisuuntaisilla testeillä. Arvoa P < 0,05 pidetään tilastollisesti merkitsevänä. Perustietojen vertailukelpoisuus arvioidaan. Kaksisuuntainen tilastollinen analyysi suoritetaan α = 5 %:lla.
2. Tapausten lukumäärä Tähän tutkimukseen osallistuu yhteensä 100 potilasta, jotka jaetaan kahteen ryhmään, joissa kussakin ryhmässä on 50 tapausta.
3. Kokeellinen analyysi Kokeellinen data analysoidaan tilastoohjelmistolla SPSS 22.0. Mittaustiedot ilmaistaan ​​keskiarvona ± SD, mediaani, maksimi, minimi ja kvartiileja; laskentatiedot esitetään prosentteina (%). Ryhmien välisiä laskentatietoja verrataan khin neliötestillä tai Fisherin eksaktitestillä. Ryhmien välisiä mittaustietoja verrataan t-testillä. Ryhmien välisiä ei-parametrisia muuttujia verrataan rank-summatestillä.
4. Tilastollinen analyysi Tilastoanalyysin tekevät ammattitilastot, jotka eivät ole mukana tutkimuksessa. Kaikki tiedot syötetään ja tarkastellaan ja laaditaan tilastollinen analyysiraportti.

Hallinto

1. Nivelruston säilöntä Rustokudosta säilötään ja kuljetetaan 50 ml:n sentrifugiputkessa, joka sisältää 8 ml kudosten säilytysliuosta. Se asetetaan koeputkitelineelle jääpakkauksen päälle, 4 °C:ssa steriileissä olosuhteissa. Rustokudos siirretään Kiinan PLA:n yleissairaalan ortopedian instituuttiin 12 tunnin kuluessa.
2. Kondrosyyttien viljely ja säilytys Autologisia kondrosyyttejä viljellään ja monistetaan tiukasti kansallisten elintarvike- ja lääkevalvontainstituuttien standardien ja vaatimusten mukaisesti. Kaikki kuvat ja tiedot tallennetaan. Ruston siemensolut jäädytetään nestetypessä.
3. Tietojen laadunvarmistus (1) Tutkijat täyttävät tapausraporttilomakkeen (CRF) tarkasti. (2) Tarkastajat tarkistavat säännöllisesti, että kaikki tallennetut tiedot ovat oikein ja täydellisiä ja että ne ovat yhdenmukaisia ​​alkuperäisten tietueiden kanssa, ja ne siirretään nopeasti tietojen ylläpitäjälle. (3) Tietojen ylläpitäjä tutkii edelleen CRF-taulukoita ja palauttaa lomakkeen tutkijoille. (4) Kaksi tietovirkailijaa syöttää päällekkäisiä tietoja tietokonetietokantaan. (5) Näitä kahta erillistä tietojoukkoa verrataan tietokoneohjelmistolla ja niitä muutetaan CRF:n mukaisesti. (6) Laadunvalvonta: 5 % kaikista tapaustiedoista valitaan satunnaisesti manuaalista tarkistusta varten. Jos tietovirhe on suurempi kuin 0,15 %, kaikki tietokannan tiedot tarkistetaan manuaalisesti.