Wpływ stymulacji biofizycznej na śródgąbczasty obrzęk kości w rekonstrukcji więzadła krzyżowego przedniego

Chrząstka stawowa, podobnie jak tkanka kostna, charakteryzuje się dużą wrażliwością na bodźce fizyczne i wykazano, że są one w stanie znacząco modyfikować metabolizm chrząstki. Istnieje kilka metod aplikowania bodźca fizycznego na chrząstkę stawową: prąd stały, pulsacyjne pola elektromagnetyczne, pola elektryczne i ultradźwięki. Wykazano, że in vitro wszystkie techniki wpływają na metabolizm izolowanych chondrocytów. In vivo i w warunkach klinicznych zastosowanie bodźca biofizycznego do leczenia stawu musi odpowiadać potrzebie leczenia chrząstki stawowej w jej całkowitym rozciągnięciu i grubości, oprócz zaangażowania struktur stawowych, np. łąkotek, więzadeł, błony maziowej aż do kości podchrzęstnej.

Do tej pory problemy te były rozwiązywane wyłącznie za pomocą specyficznych impulsowych pól elektromagnetycznych I-ONE®, co również wykazano w badaniu CRES (Cartilage Repair and Electromagnetic Stimulation). In vitro terapia I-ONE® powoduje znaczny wzrost zarówno proliferacji chondrocytów w obecności Insulinowego Czynnika Wzrostu-1 (IGF-1), jak i syntezy proteoglikanów, także w obecności zjawisk zapalnych w hodowli mielone, takie jak interleukina 1B (IL-1B).

Badania in vitro na neutrofilach, synowiocytach i chondrocytach wykazały, że terapia I-ONE® zwiększa dostępność receptorów adenozynowych A2A oraz działając jako leki chondroprotekcyjne zmniejsza uszkodzenia tkanek w wyniku odpowiedzi zapalnej. Wyniki te zostały zademonstrowane na modelach zwierzęcych choroby zwyrodnieniowej stawów, gdzie stymulacja terapią I-ONE® doprowadziła do zmniejszenia progresji urazów stawu kolanowego związanych z chorobą zwyrodnieniową stawów. U owiec poddawanych przeszczepowi kostno-chrzęstnemu terapia I-ONE® była w stanie sprzyjać tworzeniu się nowej tkanki podchrzęstnej, zmniejszając obszary resorpcji i unikając jej całkowitej resorpcji. Wysoka synteza czynników anabolicznych, takich jak transformujący czynnik wzrostu beta (TGF-β) oraz hamowanie syntezy cytokin prozapalnych, takich jak czynnik martwicy nowotworów alfa (TNF-α) i interleukina 1 beta (IL-1β ) zaobserwowano jako dowód działania anabolicznego i troficznego. U królików poddanych zmianom kostno-chrzęstnym terapia I-ONE® okazała się skuteczna w znacznej poprawie jakości regenerowanej tkanki kostnej i chrzęstnej w ubytkach kostno-chrzęstnych w obecności rusztowań kolagenowych i mezenchymalnych komórek macierzystych (MSC). MSC mają potencjał do różnicowania się w fenotyp chondrocytów, jednak obecność cytokin prozapalnych, w szczególności IL-1β, może hamować chondrogenezę.

Przeciwzapalne działanie terapii I-ONE® skutecznie przeciwdziałało degeneracyjnemu działaniu IL-1β, znacznie poprawiając regenerację chrząstki w porównaniu ze zmianami niestymulowanymi. To wyjaśnia, nawet in vivo, działanie przeciwzwyrodnieniowe, naprawcze i przeciwzapalne leczenia terapią I-ONE®. W praktyce klinicznej terapia I-ONE® jest w stanie zapobiegać i/lub spowalniać zjawiska zwyrodnieniowe występujące po operacjach chirurgicznych. Ten ostatni wynik wykazano zarówno u pacjentów poddawanych rekonstrukcji więzadła krzyżowego przedniego, jak iu pacjentów z uszkodzeniami chrząstki leczonymi artroskopowymi mikrozłamaniami, u pacjentów poddawanych metodzie ONE STEP z koncentratem szpiku kostnego i rusztowaniem oraz u pacjentów poddawanych całkowitej protezie stawu kolanowego z rzepką lub bez odnawianie powierzchni. Wszystkie badania kliniczne wykazały zmniejszenie spożycia NLPZ i przewidywany czas powrotu do sprawności u pacjentów leczonych terapią I-ONE® w porównaniu z pacjentami należącymi do grupy nieleczonej. Również w leczeniu zachowawczym patologii stawów, takich jak samoistna martwica kości i choroba zwyrodnieniowa stawu kolanowego w początkowej fazie, terapia I-ONE® okazała się skuteczna w zmniejszaniu obrzęku szpiku kostnego i poprawie funkcjonalnej regeneracji stawu. Zarówno w leczeniu zachowawczym, jak i pooperacyjnym wyniki utrzymywały się nawet w długim okresie (kontrola 2 i 3 lata po zabiegu).

Podobne wyniki uzyskano po leczeniu terapią I-ONE® u pacjentów z bólem rzepkowo-udowym, częstą patologią w sporcie, zwłaszcza u kobiet, którego etiopatogeneza jest kontrowersyjna i można ją przypisać kilku czynnikom, m.in. rzepki lub bloczka kości udowej. Ból przedniej części kolana, który towarzyszy tej patologii, z czasem może stać się przewlekły i bardzo ograniczać uprawianie sportu. Terapia I-ONE® okazała się skuteczna w promowaniu funkcji stawów, usuwaniu bolesnych objawów i promowaniu szybkiego powrotu do sportu, utrzymując wynik przez rok. I-ONE® jest łatwą w użyciu terapią, która eliminuje ewentualne skutki uboczne charakterystyczne dla farmakoterapii, a jej stosowanie jest dobrze akceptowane przez pacjentów. Ponieważ degeneracja chrząstki jest procesem nieodwracalnym, konieczna jest wczesna interwencja i skuteczne leczenie chondroprotekcyjne, które jest w stanie utrzymać nienaruszoną chrząstkę w dłuższej perspektywie, jednocześnie zachowując jakość tkanki kostnej podchrzęstnej (fundamentalne znaczenie dla przeżycia chrząstki stawowej).

Podsumowując, kontrola mikrośrodowiska stawu metodą nieinwazyjną, jaką jest bodziec biofizyczny, stanowi ważną możliwość terapeutyczną, która nabiera ogromnego znaczenia w przypadku występowania bólu kostno-chrzęstnego stawu kolanowego. Około 70% uszkodzeń więzadła krzyżowego przedniego (ACL) wiąże się z obecnością mikrozłamań beleczkowatych w wyniku uderzenia kości podchrzęstnej, zwanych stłuczeniami kostnymi. Charakteryzują się one występowaniem krwotoku, obrzęku, martwicy i zwłóknienia: najczęściej zlokalizowane są w przedziale zewnętrznym stawu kolanowego (najczęściej w kłykciu bocznym kości udowej) i wiążą się z intensywnym bólem (wzmocnionym obciążeniem). Zmiany te mają tendencję do bardzo powolnego wchłaniania zwrotnego i powodują intensywny ból, zwłaszcza w okresie pooperacyjnym przy rekonstrukcji ACL, z ograniczeniem i wydłużeniem czasu rekonwalescencji. Wynika to głównie z trudności w utrzymaniu ciężaru w pierwszym miesiącu po operacji.

Głównym celem poniższego badania jest ocena, czy zastosowanie terapii I-ONE® może zmniejszyć ból pooperacyjny dzięki modulacji stanu zapalnego u pacjentów ze stłuczeniami kości kolana po urazie więzadła krzyżowego przedniego (ACL) w przypadku stosowania przez 15 dni przed i 60 dni po operacji rekonstrukcji ACL przez 4 godziny dziennie w porównaniu z grupą kontrolną (bez leczenia). Obie grupy będą mogły przyjmować leki przeciwzapalne w celu opanowania bólu zgodnie z normalną praktyką kliniczną.

Celami drugorzędowymi pracy są: ocena ilościowa zmniejszenia wielkości obszaru stłuczenia kości, poprawa stopnia wydolności stawu kolanowego oraz ilości stosowanych leków przeciwzapalnych u wyżej wymienionych pacjentów w okresie pooperacyjnym w porównaniu z grupą kontrolną.

Terapia I-ONE® zostanie rozpoczęta w ciągu 15 dni poprzedzających operację rekonstrukcji ACL oraz w ciągu pierwszych 60 dni po operacji, tylko w grupie leczonej. Grupa kontrolna nie będzie leczona urządzeniami I-ONE® (brak leczenia). Paracetamol 1000 mg zostanie dostarczony obu grupom w celu opanowania bólu zgodnie z normalną praktyką kliniczną. Leki i urządzenia I-ONE® zostaną dostarczone pacjentowi w dniu wizyty przedszpitalnej, która odbywa się rutynowo co 15 dni przed operacją. Ocena kliniczna za pomocą skal ocen zostanie przeprowadzona w obu grupach w dniu wizyty przedszpitalnej, bezpośrednio przed rekonstrukcją ACL oraz podczas wizyty ambulatoryjnej po 1, 2, 4, 12 i 24 miesiącach od rekonstrukcji ACL. Obrazowanie metodą rezonansu magnetycznego zostanie wykonane 2, 4 i 12 miesięcy po operacji, aby uwidocznić zarówno integrację przeszczepu pro-ACL, jak i zmniejszenie obszaru siniaków kości. W szczególności, aby określić ilościowo ustępowanie obszaru stłuczenia kości oczekiwanego w grupie leczonej, wykorzystany zostanie rezonans magnetyczny wykonany 2 miesiące po operacji.