Perspektivy primeneniya kletochnykh tekhnologiy v travmatologii i ortopedii: vliyanie stvolovykh kletok na techenie reparativnykh protsessov v kostnoy tkani

Abstract

Full Text

В последние десятилетия наблюдается значительный рост хирургической активности при лечении больных ортопедо-травма-тологического профиля. Ежегодно в мире выполняется около 500 тыс. эндопротезирований тазобедренного сустава и около 300 тыс. - коленного. При статистическом анализе хирургических вмешательств было выяснено, что число осложнений стабилизировалось и их снижение не прогнозируется. Так, в США количество ревизионных эндопротезирований, большая часть из которых проводится по причине асептической нестабильности компонентов эндопротеза, стабильно составляет около 50 тыс. в год. Большое количество ревизионных вмешательств заставляет искать новые пути решения проблемы. Перспективным направлением является внедрение клеточных и биоинженерных технологий, в основе которых лежит исполь 68 _ зование мезенхимальных стволовых клеток (МСК). Основные направления развития тканевой инженерии связаны с изучением локальной направленности МСК в место восстановления или замещения ткани, возможностями усиления локального резерва стволовых клеток путем трансплантации аутогенных МСК, трансплантацией выращенных и направленно дифференцированных in vitro МСК и трансплантацией полностью сформированной ткани с целью замещения дефекта. В настоящее время наиболее изучена и готова к апробации методика трансплантации выращенных in vitro клеток, которые могут быть получены из различных тканей, но наименее морбидным источником является костный мозг гребня подвздошной кости. В дальнейшем клетки могут направленно дифференцироваться в различные фенотипы. Для стимуляции остеогенной дифференци- _ «(Военно-медицинский журнал», 4’2009 КРАТКИЕ СООБЩЕНИЯ ровки наиболее часто используют дигидрокси витамин D3. В ходе экспансии клетки моно-слойно культивируют на биодеградируемом носителе (в проведенном исследовании - губке «Спонгостан»). Этот этап длится, как правило, 2-3 нед. Для снижения частоты ревизионных операций, обусловленных асептической нестабильностью, целесообразно усиление остеоинтеграции именно на границе металл/кость. Помещенный в область контакта носитель с МСК предположительно должен усиливать остеоинтеграцию, повышать стабильность вторичной фиксации. Для подтверждения гипотезы выполнено экспериментальное исследование, в ходе которого лабораторные животные (кролики) были отобраны в три группы: 1-я - животные с установленными металлическими им-плантами в бедренной кости; 2-я - с установленными металлическими имплантами в бедренной кости и биодеградируемой губкой; 3-я - с установленными металлическими имплантами в бедренной кости и био-деградируемым носителем (губкой) с МСК. В каждую группу включено по 10 животных. Выполняли имплантацию фрагмента эндопротеза, одна из поверхностей которого была шероховатой. По окончании 2-го и 4-го месяца послеоперационного периода по 5 животных каждой группы выводили из эксперимента и выполняли рентгенологические, остеоденси-тометрические, гистологические и иммуно-гистохимические исследования. Анализ полученных данных позволил выяснить, что через 2 мес после операции показатели остеоинтеграции в 1-й и 2-й группах не различались. В 3-й группе рентгено логические признаки остеоинтеграции по 5-балльной шкале были большими на 36±7% со стороны шероховатой поверхности и на 43±6% со стороны гладких поверхностей по сравнению с показателями 2-й группы (p=0,018 и 0,007 соответственно). Через 4 мес аналогичные показатели были выше на 21±3% и 28±5% (p=0,047 и 0,03 соответственно). Остеоденситометрические показатели в 3-й группе оказались выше на 39±4% и 33±5% через 2 и 4 мес соответственно (p=0,024 и 0,035). Гистологический и имму-ногистохимический анализ выявил формирование новой костной ткани вокруг установленных имплантов во всех группах, однако в 1-й и 2-й группах формирование новой костной ткани со стороны импланта, имеющего шероховатую поверхность, на границе металл/кость имело место на 18±2% площади через 2 мес и 22±3% через 4 мес, тогда как в 3-й группе с МСК этот показатель достигал 39±4% ко 2-му (p=0,039) и 45±4% к 4-му (p=0,011) месяцам исследования. Гистологический анализ не обнаружил «онкологически» измененных клеток, все ткани на границе металл/кость были остеогенными. Полученные данные свидетельствуют о положительном влиянии мезенхимальных стволовых клеток на репаративные процессы на границе металл/кость. Применение клеточных технологий способствует повышению вторичной стабильности таких металлоконструкций, как компоненты эндопротезов крупных суставов, интрамедуллярные, цефаломедуллярные конструкции (остеосинтез динамическим бедренным винтом, остеосинтез шейки бедренной кости тремя винтами по АО), клинковые пластины.