CC BY
17
I
Орипнальы дозддження
Original Researches
Травма
УДК 616.728.3-018.3-007.24-036.1-047.58 DOI: 10.22141/1608-1706.5.20.2019.185551
Ткачук П.В., Страфун С.С.
ДУ «1нститут травматологи та ортопедIÏ НАМН Укра!ни», м. Ки!в, Укра!на
Ж ■ ■ ■ W
Дос^дження впливу клггинних технолопи на розвиток остеоартрозу колiнного суглоба
в експеримент
Резюме. Актуальнсть. Для ^кування прогресуючих дистроф/чних змн кол1нного суглоба при остеоар-трозi запропоновано використання автолопчних клтинних матерюлт. Мета: досл1д>кення структурних зм/н менсюв та епiфiза ушкоджено! остеоартрозом великогомлково! юстки псля застосування клтинних препарат. Матерiали та методи. В експериментах кроликам моделювали остеоартроз, через 1 мсяць у порожнину колiнного суглоба вводили тромбоцитарну плазму, автолопчний аспрат юсткового мозку i гомоген'зовано)' жирово! тканини.Через 2,5 мсяця псля операцИ досл^ували структурн змни менсюв i проксимального епiфiза великогомлково! юстки. Ушкодження та вдновлення о^нювали за морфолопч-ними критер'ями: змни структури менска, ушкодження епiфiзарного хряща великогомлково!юстки, змни щ/льност/ субхондрально! юстково! тканини. Результати. Ана^з пстолопчних до^джень показав зменшен-ня ушкодження хряща тла менююв п'юля введення вах трьох препаралв, часткову зупинку змни щ/льност/ юстково! тканини псля застосування тромбоцитарно! плазми й аспрату юсткового мозку, а прогресуюч'1 дегенеративн змни суглобово!поверхн спостергалися лише у груп з плазмою. Через 1,5 мсяця псля введення аспра^в, отриманих iз юсткового мозку та жирово! тканини, вдбулась iнтеграцiя введених клтин iз синов/'альною оболонкою та менском: розвиток ретикулярно! тканини у груп з асп/'ратом юсткового мозку, формування нжно! сполучно! тканини з адипоцитами у груп з асп/'ратом жирово! тканини. Висновки. Про життездатнсть кятин уведених аспра^в свдчить реорганiзацiя та !х часткова нтеграця у синов'юльн'/й порожним, зокрема через актива^ю ангюгенезу.
Ключовi слова: модель остеоартрозу; експеримент; тромбоцитарна плазма; аспрат юсткового мозку; гомогензована жирова тканина
Дана робота е фрагментом НДР «Розробка системи х1рург1чного лжування та реабштащ хворих з ушко-дженнями лктьового суглоба та !х насл1дками» (номер державно!реестраци 0П9ШЮ1024).
Вступ
Остеоартроз колшного суглоба — це дегенеративне захворювання, що включае ушкодження менюыв та змши суглобового хряща i може потребувати тотально! артропластики [1]. Проте хiрургiчне лшування не у вшх випадках може бути застосовано або е недостатньо ефективним. Консервативне лшування в першу чергу спрямоване на полегшення симптомiв захворювання, блокування болю, запалення [2]. Внутрiшньосуглобовi ш'екци кортикостерощв забезпечують лише коротко-часне полшшення стану пащента [3]. 1снуе потреба у
покращенш швазивних методiв л^вання. Для цього запропоновано застосування автолопчних клиинних матер1ал1в: тромбоцитарно! плазми, мезенх1мальних клгган ысткового мозку та жирово! тканини. Найпро-стшим i рутинним методом е отримання збагачено! тромбоцитарно! плазми з кровь При введенш приго-товано! плазми утворюеться фiбриновий каркас, який сприяе м^аци клгган та регенераци тканин исток i сухожилыв [4, 5].
Асшрат iз ысткового мозку е доступним джерелом мезенх1мальних стовбурових клгган [6], однак ыль-ысть таких клгган у асшрап менше 0,01 %, тому запропоновано вводити концентрат асшрату [7]. Вва-жаеться, що позитивш результати лкування шсля введення концентрату ысткового мозку пов'язаш iз здатшстю мезенхiмальних клгган видшяти фактори
© «Травма» / «Травма» / «Trauma» («Travma»), 2019
© Видавець Заславський О.Ю. / Издатель Заславский А.Ю. / Publisher Zaslavsky O.Yu., 2019
Для кореспонденци: Ткачук П.В., ДУ «1нститут травматологи та ортопеди НАМН УкраТни», вул. Бульварно-Кудрявська, 27, м. Кшв, 01601, Укра'ша; e-mail: [email protected]
For correspondence: P Tkachuk, State Institution "Institute ofTraumatology and Orthopaedics of the NAMS of Ukraine'; Bulvarno-Kudriavska st., 27, Kyiv, 01601, Ukraine; e-mail: [email protected]
росту (PDGF, TGF-P) i активувати вщновш процеси
[8]. Як просту в одержанш альтернативу розгляда-ють мезенхiмальнi клiтини з жирово! тканини. Од-нак вони е морфогенетично стшышими порiвняно з клiтинами, якi було одержано з шсткового мозку
[9]. Кожен iз пiдходiв запропоновано для лшування остеартрозу, i навiть отримано деяш позитивнi ре-зультати, проте порiвняння !х дп, наслiдкiв введення та структурних основ вщновних процешв не описане [10, 11].
Мета роботи: дослiдити структурнi змiни мешс-кiв та епiфiза ушкоджено! остеоартрозом великого-мшково! кiстки пiсля застосування кштинних тех-нологiй.
Матерiали та методи
Експерименти проведено на 24 кролях лши шинши-ла вагою 3—4 кг. В експеримент тварин розподтили на 5 дослiдних груп: контроль — iнтактнi тварини (п = 4); група 1 — артроз (п = 5); група 2 — артроз + тромбоци-тарна плазма (п = 5); група 3 — артроз + астрат ыстко-вого мозку (п = 5); група 4 — артроз + асшрат жирово! тканини (п = 5).
Модель остеоартрозу полягала у механiчному ушко-дженнi суглобово! поверхнi великогомшково! истки, перетиш великогомшково! зв'язки i коагуляци судин капсули. Модель характеризуеться прогресуючим розвитком дегенеративних змiн палшового хряща i резорбци субхондрально! истково! тканини епiфiза кiстки, змiнами мшроциркуляци суглобово! капсули менiска суглоба [12]. Через мюяць пiсля операци у до-слiдних групах 2, 3 i 4 у порожнину колшного суглоба вводили розробленi (запропонованi) суспензи клгган-них технологiй.
Методика отримання тромбоцитарног плазми. Зба-гачену тромбоцитами плазму отримували з донорсько! венозно! кровi. Забiр донорсько! кровi проведено у ДУ «1ТО НАМН Укра!ни» вiдповiдно до лiцензi! Мшютер-ства охорони здоров'я Укра!ни. Венозну кров здорових ошб збирали у стерильш пластиковi пробiрки об'емом 10 мл (кожна мiстила антикоагулянт — 3,8% цитрат на-трiю) та центрифугували при 400 g упродовж 15 хвилин (1 = 4 °С), як це описано у стандартному протоколi [13]. Для введення здшснювали забiр шару тромбоцитар-но! плазми над еритроцитарною масою. Концентрацiя тромбоципв — 0,8—1 • 1061/мл. Об'ем введення у су-глоб — 0,5 мл.
Методика отримання ксткового астрату. Юст-ковим троакаром дiаметром 10 G та шприцом 5 мл iз проксимального вщдту стегна кролика виконували ас-шрацш автологiчного кiсткового мозку в об'емi 2 мл. Аспiрат кiсткового мозку з цитратом декстрози (1 : 8) АЦД-А (Бакстер С.А., США/Бельпя) центрифугували 16 хвилин при 740 g та здшснювали забiр 1,0 мл надери-троцитарно! фракци. Клггинний концентрат уводили у синовiальну порожнину колшного суглоба.
Методика отримання астрату жировог тканини. У кролиив здшснювали забiр 1 мл автолопчно! жирово! клiтковини з великого сальника через 1 см доступ до
черевно! порожнини, шсля чого забрану жирову тканину подрiбнювали та гомогешзували шляхом 10-кратного пропускання через 1-мм канюлю. Об'ем уведення у суглоб становив 0,5 мл.
Через 2,5 мюяця шсля моделювання остеоартро-зу тварин виводили з експерименту шляхом швид-ко! декапiтацiï. Колiнний суглоб було видтено для гiстологiчного дослщження. Зразки фiксували у 10% розчиш нейтрального формалшу. Пiсля фiксацiï видшяли епiфiз великогомiлковоï кiстки, дисталь-ний епiфiз стегново! кiстки, капсулу i менiск суглоба. Фрагменти шсток демiнералiзували у розчинi OsteoFast 2 (BioGnost Ltd., Хорватiя). Пiсля вщми-вання усi зразки заливали у парафш (Leica Surgipath Paraplast Regular) за стандартною методикою. Пара-фiновi зрiзи забарвлювали гематоксилiном з еози-ном, толу!диновим синiм та дослщжували на мшро-скопi Olympus BX 51.
Структурш змiни колiнного суглоба оцшювали за шкалою, що описано у публшацп' J. Fitzgerald (2008), та морфометрично [14]. Зпдно з градашею шк^и на кожен дослщжений зразок присвоювали бал за такими критерiями: змiни клiтинноï морфологи' хряща (0—4 бали), рiвень забарвлення матриксу хряща (0—3), регуляршсть поверхнi (0—3), товщина хряща (0—2) та штегращя з нативним хрящем (0—2). Максимальна кiлькiсть балiв за шкалою — 14, мМмаль-на — 0, що вщповщае повнiй деструкцп' хрящово! поверхнi епiфiза кiстки. Досвiд застосування шкали J. Fitzgerald щодо оцiнки прогресуючих змш у сугло-бi описано у публшацп' [15]. Морфометрична оцiнка полягала у вимiрюваннi товщини перифокального хряща у саптальнш проекцп' епiфiза великогомшко-во! кiстки та вимiрюваннi вщносно! щiльностi ет-фiзарноï кiстковоï тканини. Кшьысш вимiрювання проведено за допомогою програмного забезпечення Carl Zeiss (AxioVision SE64 Rel.4.9.1). Мiжгрупову рiзницю оцшювали за непараметричним критерiем Краскела — Уоллюа у програмi Origin Labversion 8.0. Даш подано у виглядi медiани з меншим та бтьшим квартилем (M [Q1—Q3]). Рiзницю вважали статис-тично вiрогiдною при P < 0,05.
Результати та обговорення
MaKpocKoni4Hi змiни
Через 2,5 мюяця шсля моделювання остеоартрозу проведено комплексний анал1з структурних утворень колшного суглоба — капсула суглоба, ме-шски, епiфiзарний хрящ великогомiлковоï кютки, зокрема субхондральна кiсткова тканина. При ма-кроскопiчному дослiдження капсула суглоба була в1зуально збiльшеною, пружною, з новоутвореними судинами. При розрiзi капсули у зразках iз запален-ням реестрували вихщ ексудативно! рiдини. У деяких зразках груп 3 i 4 виявлено збшьшення шжно! спо-лучно! тканини з внутрiшньоï поверхш капсули. У табл. 1 наведено результати ктьшсно! оцiнки мор-фолопчних змiн суглоба з урахуванням пстолопчних
змш епiфiзарного хряща. В ycix дослгджених зразках встановлено деформацiйнi змiни суглобово!' поверх-ш епiфiза, зокрема повну деструкцш й оголення еш-фiзарноï повeрхнi вeликогомiлковоï кiстки в 1 зразку групи 3. Статистично значущо!' рiзницi мiж групами порiвняння за шкалою J. Fitzgerald не встановлено, виявлено тенденцш до зменшення ушкодження ма-триксу хряща у групах 2 i 4. Далi проведено комплек-сний аналiз морфологiчних змш мешска i суглобово-го хряща великогомшково!' кiстки.
CTpyKTypHi змiни менгсюв суглоба
Мeнiски колiнного суглоба було видiлeно в усiх до-слгдних тварин груп 1—4. На макроскошчному рiвнi вiдзначeно дeгeнeративнi змiни: зменшення товщини мeнiска, порушення фiксацiï, набряк сполучно!' тка-нини на рiвнi пeрeднiх i заднiх рогiв мешска (рис. 1). Аналiз гiстопрeпаратiв ушкоджених мeнiскiв дозволив визначити основнi структурш змiни. Так, ушкодження домшували з внутрiшньоï повeрхнi латерального i мeдiального мeнiска, вiдзначeно фрагментарне ушкодження тсля моделювання патологи'. Верхня, нижня i латеральна повeрхнi тгла мeнiскiв бiльшою мiрою були структурно збережеш. Тiло мeнiскiв через 2,5 мюяця пiсля моделювання остеоартрозу все ще збeрiгало ма-трикс палшового хряща, але у зразках групи 1 i зразках груп 3 i 4 iз морфолопчно тдтвердженим запаль-ним iнфiльтратом виявлено набряк клггинних лакун, рeдукцiю щтьносл хондроцитiв у тiлi мeнiска, появу порожшх лакун, а при тотальному ушкодженш ешфь зарного хряща запалення поеднувалось з гeморагiчним просоченням (рис. 2а).
У цглому в дослгдних групах 2—4 вiдзначeно дещо кращий ступiнь збереження структури тiла менюыв i деяи ознаки дй' клггинних асшратав на вiдновний про-цес (рис. 2б—г). Так, у груш 2 виявлено дглянки проль фераци' клгтн синовГально!' оболонки, що вказуе на ре-генерацш гад дГею тромбоцитарною плазми (рис. 3б). У груш 3 Гз внутрГшньо!' i нижньо1 поверхонь менюка i з поверхш синовГально!' оболонки встановлено но-воутворену ретикулярну тканину, що, ймовГрно, походить з асшрату кюткового мозку, який було введено через 1,5 мюяця шсля ушкодження (рис. 3в). На рГвш
poriB мешска вщзначено пролiферативнi змiни у спо-лучнiй тканинi й ознаки анпогенезу. У rpyni 4 також встановлено наслщки введення acnipaTy жирово'1' тка-нини (рис. 3г). 1з внутршньо1 пoвеpхнi менicкa встановлено збтьшення пухко1 сполучно!' тканини i появу осередив aдипoцитiв. Важливо зазначити, що асшрат кicткoвoгo мозку i жирово'1' тканини заповнювали про-мiжoк мiж менicкoм i суглобовою поверхнею, а також морфолопчно поеднувались з cинoвiaльнoю оболон-кою. Вiдбyвaлacь iнтегpaцiя клггин внесених acпipaтiв з оболонкою мешска i капсулою, що можна розглядати як прояв регенеративних процешв.
Рисунок 1. Мен1ск кол!нного суглоба з остеоар-трозом. Макропрепарат
Примтки: 1 — група 1; 2 — група 2; 3 — група 3; 4 — група 4.
Таблиця 1. Кшьюсна оц!нка структурних порушень кол!нного суглоба при остеоартрозi
Показник Контроль Артроз Артроз + тром-боцитарна плазма Артроз + концентрат асшрату кюткового мозку Артроз + асшрат жировоГ тка-нини
Кттинна морфолопя хряща 4 3 [1,5-3] 3 2 [1-3] 3 [2-3]
Забарвлення матриксу 3 1 [0,5-2] 1 [1-2] 2 [1-2] 2 [1,5-2]
Регулярнють поверхн хряща 3 2 [0,5-2] 2 2 [1-2,5] 2 [1,5-2]
Товщина хряща 2 1 [0,5-1,5] 2 [1,5-2] 2 [0,5-2] 2 [1,5-2]
1нтегра^я хрящових основ 2 2 [1-2] 2 2 [1,52] 2 [1,5-2]
M [Q1-Q3] 14 9 [4-10,5] 10 [9,5-11] 9 [5-11,5] 11 [8-11]
Рисунок 2. Ушкодження менска кол!нного суглоба через 2,5 мсяця псля моделювання остеоартрозу. Запалення i деструктивн! зм!ни мешска у rpyni 1, 61льший ступ!нь збереження тканини
менска у групах 2, 3 i 4
Примаки: a — група 1; б — група 2; в — група 3; г — група 4. Забарвлення гематоксилном та еози-ном. Зб.: об. *20, ок. *10: 1 — зона охрястя; 2 — менск i3 хондроцитами.
Структуры змши суглобового хряща великогом^ковоТ юстки
На пстолопчному рiвнi дослщжено епiфiзарний хрящ i субхондральну ысткову тканину. Етцентр ме-хашчного ушкодження був позбавлений хряща, а пе-рифокальна поверхня характеризувалась зменшенням товщини. Дистрофiчнi змши призвели до зменшення щшьносл iзогенних груп хондроципв у хрящ^ появи порожшх мiкролакун, зменшення забарвлення хон-дромуко!да (рис. 4). Змiни встановлено як у поверхне-вих, так i у глибоких шарах хряща. Першi, ймовiрно, пов'язанi з деформацшним ушкодженням, а другi ви-никли через реорганiзацiю субепiфiзарно! кiстки. По-ява порожнiх лакун або лакун iз судинами вказувала на розвиток остеоартрозу.
Змши у субхондральнш ыстщ полягали у змен-шеннi щтьносп кiсткових трабекул, появi порожнiх лакун, що е свщченням як резорбци, так i посттравматично! деформаци. У зразках iз вираженим запальним iнфiльтратом щiльнiсть кiсткового мозку була змен-
шеною (до 20 % пор1вняно з 66,1 % у контролi) i част-ково замщена фiброзною тканиною. Рiзницю мiж групами порiвняння встановлено морфометрично. У табл. 2 наведено результати морфометричних досль джень епiфiза великогомiлковоï кiстки. У вшх дослщ-них групах мало мюце зменшення товщини палшо-вого хряща у перифокальнш зонi, тобто вщбувалось прогресуюче збiльшення епiцентру ушкодження. При цьому щтьшсть субхондрально! ыстково! тканини вiрогiдно зменшилась у 1,7 раза (Р < 0,05). Комплек-сний аналiз показникiв у групах 2—4 засвщчив при-гнiчення (запобтання) розвитку дистрофiчних змiн у хрящi та кiстковiй тканинi пiсля введення тромбоцитарно! плазми i лише часткове запобтання ушко-дженню ыстково! тканини пiсля введення аспiрату ысткового мозку. Введення асшрату жирово! тканини не викликало прогресування структурних порушень (можна розглядати лише як тенденцш до позитивно! дй' на рiвнi щiльностi кiстковоï тканини епiфiза вели-когомiлковоï кiстки).
Рисунок 3. Структуры!зм'ни синовальноУ оболонки кол1нного суглоба через 2,5 м1сяця п!сля моде лювання остеоартрозу. Дистроф1чн1 змни менска у груп! 1, б'шьший ступшь збереження тканини
мен'юка у групах 2, 3 i 4
Примтки: a — група 1; б — група 2; в — група 3; г — група 4. Забарвлення гематоксилшом та еози-ном. Зб.: об. 40, ок. -10: 1 — порожнина капсули; 2 — синов '!альна оболонка; 3 — адипоцити; 4 — ретикулярна тканина.
Таблиця 2. Результати морфометричноУ оцнки структурнихзм'ш епiфiза великогомшковоУ юстки
при остеоартрозi
Група/показник Товщина перифокального хряща, мкм Щшьшсть субхондральноГ мстковоГ тканини, %
Контроль 1487,9 [1305,5-1666,9] 66,1 [53,3-69,4]
Група 1 1034,8 [412,8-1565,4]* 37,0 [34,5-45,5]*
Група 2 1265,1 [878,5-1514,2]*# 48,7 [46,4-66,7]*#
Група 3 965,6 [779,4-1178,6]* 52,6 [39,8-58,4]*#
Група 4 1001,8 [653,8-1141,1]* 47,9 [34,7-56,1]*
Примтки: * — врогщно щодо контролю (Р < 0,05); # — в1рогщно щодо групи 1 (Р < 0,05);
Рисунок 4. Зменшення товщини перифокального еп!ф!зарного хряща великогом'шково'1 юстки через
2,5 м^яця тсля моделювання остеоартрозу Примаки: a — група 1; б — група 2; в — група 3; г — група 4. Забарвлення за Шморлем (а), толу'щиновим синiм (б), гематоксилном та еозином (в, г). Зб.: об. х 10, ок. х 10: 1 — епiфiзарний хрящ; 2 — ксткова тканина.
Отже, на основi комплексного анатзу структурних змш у капсуш колшного суглоба, мешсыв, стану си-новiальноï порожнини, епiфiза ушкоджено! остеоар-трозом великогомiлковоï ыстки зроблено заключення про позитивний вплив введення у синовiальну по-рожнину автологiчних клiтинних препаратiв з метою запобтання прогресуючим деструктивним порушен-ням. Дiя тромбоцитарно!' плазми, аспiрату ысткового мозку i жирово! тканини пов'язана з вщновлюючим впливом на синовiальну оболонку i менiски колшно-го суглоба, що ймовiрно сприяе затримщ або запо-бiганню прогресуючому ушкодженню епiфiзарного хряща колiнного суглоба.
Висновки
1. Введення тромбоцитарно!' плазми та автолопчних асшратав позитивно позначилось на збереженш мор-фологй' менiскiв. Через 1,5 мюяця пiсля введення автолопчних асшрапв вiдбуваеться iнтеграцiя введених
клггин iз синовiальною оболонкою та мешском: розвиток ретикулярно! тканини у груш з астратом ысткового мозку, формування шжно! сполучно! тканини з адипоцитами у груш з астратом жирово! тканини.
2. Реоргашзащя i часткова штегращя автолопчних тканин у синовiальнiй порожниш е свiдченням !х життездатностi та потенцшно! регенерацй', на що вказуе анпогенез.
3. Деформацiйне ушкодження великогомшково! кiстки спричинило прогресуючi змiни на рiвнi су-глобового хряща i субхондрально! ыстки, але пригш-чення розвитку структурних змш у ыстщ вщбувалось у хрящi при застосуванш тромбоцитарно! плазми й аспiрату ыстково! тканини, а дистрофiчних змiн хряща — лише шсля введення плазми.
Конфлжт ÎHTepecÎB. Автори заявляють про вщсут-нiсть конфлiкту штерешв та власно! фiнансовоï защ-кавленосп при пiдготовцi дано! статтi.
CnucoK AiTepaTypu
1. Parkes M.J, Callaghan M.J, O'Neill T.W., Forsythe L.M, Lunt M, Felson D.T. Sensitivity to change of patient-preference measures for pain in patients with knee osteoarthritis: data from two trials. Arthritis care & research, 2016. 68(9). 1224-31.
2. Howard R.G., Samuels J., Gyftopoulos S, Krasnokut-sky S, Leung J., Swearingen C.J., Pillinger M.H. Presence of gout is associated with increased prevalence and severity of knee osteoarthritis am on goldermen: results of a pilot study. Journal of clinical rheumatology: practical reports on rheumatic & mus-culoskeletaldiseases. 2015. 21(2). 63-71.
3. Davis T, Loudermilk E, DePalma M, Hunter C, Lind-ley D., Patel N. et al. Prospective, multicenter, randomized, crossover clinical trial comparing the safety and effectiveness of cooled radiofrequency ablation with corticosteroid injection in the management of knee pain from osteoarthritis. Region alanes the sia and pain medicine. 2018. 43(1). 84-91.
4. Oryan A, Alidadi S, Moshiri A. Platelet-rich plasma for bone healing and regeneration. Expert Opin. Biol. Ther. 2016. 16(2). 213-32.
5. Zhou Y, Zhang J., Wu H., Hogan M.V., Wang J.H. The differential effects of leukocyte-containing and pure platelet-rich plasma (PRP) ontendonstem/progenitorcells — implications of PRP application for the clinical treatment of tendoninju-ries. Stemcell research & therapy. 2015. 6(1). 173.
6. Chahla J. Dean C.S., Moatshe G., Pascual-Garrido C, Serra Cruz R., La Prade R.F. Concentrated bone marrow aspirate for the treatment of chondralin juries and osteoarthritis of the knee: a systematic review of out comes. Orthopaedic journal ofsports medicine. 2016. 4(1). Available from: https://www. ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4714134/
7. Martin D.R., Cox N.R., Hathcock T.L., Niemeyer G.P, Baker H.J. Isolation and characterization of multipotential mesenchymal stem cells from feline bone marrow. Exp. Hematol. 2002. 30. 879-86.
8. Indrawattana N., Chen G., TadokoroM., ShannL.H., Ohgu-shi H., Tateishi T., Tanaka J., Bunyaratvej A Growth factor com-
bination for chondrogenic induction from human mesenchymal stem cell. Biochem. Biophys. Res. Commun. 2004. 320. 914-19.
9. Strioga M, Viswanathan S, Darinskas al., Slaby O, Michalek J. Sameornotthesame? Comparisonofadipose tissue-derived versusbone marrow-derived mesenchymal stem and stromal cells. Stem. Cells. Dev. 2012. 21. 2724-52.
10. Shin Y.S., Yoon J.R.., Kim H.S., Lee S.H. Intra-articular injection of bone marrow-derived mesenchymal stem cells leading to better clinical outcomes without difference in MRIoutcomes from baseline in patients with knee osteoarthritis. Knee surgery & related research. 2018. 30(3). 206-14. doi:10.5792/ksrr.17.201
11. Pak J, Lee J.H, Pak N, Pak Y., Park K.S., Jeon J.H, Jeong B.C., Lee S.H. Cartilage Regeneration in Humans with Adipose Tissue-Derived Stem Cells and Adipose Stromal Vascular Fraction Cells: Updated Status. Int. J. Mol. Sci. 2018. 19(7). 2146.
12. Tkachuk P.V., Strafun S.S., Savosko S.I., Ma-karenko O.M. Vivchennya strukturnikh osoblivostej pri eksperimental'nomu khroni chnomu osteoartrozi kolinnogo su-globa v kroliv [Study of structural features in the experimental chronic knee osteoarthritis in rabbits]. Trauma. 2018. 19(6). 71-6. (Ukrainian).
13. AnituaE, AndiaI., Ardanza B, NurdenP., NurdenA.T. Autologous platelets as a source of proteins for healing and tis-suere generation. Thromb. Haemost. 2004. 91(1). 4-15.
14. Fitzgerald J., Rich C, Burkhardt D., Allen J., Her-zka A.S., Little C.B. Evidence for articular cartilage regeneration in MRL/MpJ mice. Osteoarthritis Cartilage. 2008. 16(11). 1319-26.
15. Tkachuk P.V., Strafun S.S., Savosko S.I., Makaren-ko O.M. Structural disturbances of the knee joint while modeling osteoarthritis [Strukturni porushennya kolinnogo sugloba pri modelyuvanniosteoartrozu]. Trauma. 2019. 20(1). 73-8. (Ukrainian).
OmpuMaHo/Received 12.09.2019 Peu,eH30BaH0/Revised 27.09.2019 npuuHnmo do dpyny/Accepted 11.10.2019 ■
Ткачук П.В., Страфун С.С.
ГУ «Институт травматологии и ортопедии НАМН Украины», г. Киев, Украина
Исследование влияния клеточных технологий на развитие остеоартроза коленного сустава
в эксперименте
Резюме. Актуальность. Для лечения прогрессирующих дистрофических изменений коленного сустава при остеоартрозе предложено использование аутологических клеточных мате-
риалов. Цель: исследование структурных изменений менисков и эпифиза поврежденной остеоартрозом большеберцовой кости после применения клеточных технологий. Материалы и методы. В экспериментах кроликам моделировали остеоар-троз, через 1 месяц в полость коленного сустава вводили тром-боцитарную плазму, аутологический аспират костного мозга и гомогенизированной жировой ткани. Через 2,5 месяца после операции исследовали структурные изменения менисков и проксимального эпифиза большеберцовой кости. Повреждение и восстановление оценивали по морфологическим критериям: изменение структуры мениска, повреждение эпифи-зарного хряща большеберцовой кости, изменение плотности субхондральной костной ткани. Результаты. Анализ гистологических исследований показал уменьшение повреждения
хряща тела менисков после применения всех трех вводимых средств, частично останавливалось изменение плотности костной ткани после применения тромбоцитарной плазмы и аспирата костного мозга, а прогрессирующие дегенеративные изменения суставной поверхности были выявлены только в группе с плазмой. Через 1,5 месяца после введения аспиратов, полученных из костного мозга и жировой ткани, выявлена интеграция введенных клеток с синовиальной оболочкой и мениском: развитие ретикулярной ткани в группе с аспиратом костного мозга, формирование нежной соединительной ткани с адипоцитами в группе с аспиратом жировой ткани. Выводы. О жизнеспособности клеток введенных аспиратов свидетельствует реорганизация и их частичная интеграция в синовиальной полости, в том числе через активацию ангиогенеза. Ключевые слова: модель остеоартроза; эксперимент; тром-боцитарная плазма; аспират костного мозга; гомогенизированная жировая ткань
OpurmaAbHi AOOAÎA^eHHq / Original Researches |
P.V. Tkachuk, S.S. Strafun
State Institution "Institute of Traumatology and Orthopedics of the National Academy of Medical Sciences of Ukraine", Kyiv, Ukraine
Studying the impact of cellular technologies on the development of knee osteoarthritis in experiment
Abstract. Background. For the treatment of progressive degenerative changes of the knee joint in osteoarthritis, the use of autologous cellular materials has been proposed. The purpose of the study was to investigate the structural changes of the meniscus and the epiphysis of the tibia affected by osteoarthritis after the use of cellular technologies. Materials and methods. The experimental osteoarthritis was modeled in rabbits; after 1 month, platelet plasma, autologous bone marrow aspirate, and homogenized adipose tissue were injected into the knee cavity. Structural changes in the meniscus and proximal tibial epiphysis were studied 2.5 months after surgery. Damage and recovery were evaluated by morphological criteria: changes in the meniscus structure, damage to the tibial epiphyseal cartilage, changes in the density of subchondral bone tissue. Results. Analysis of histological studies showed a decreased damage to the meniscus
body cartilage after the injection of all three cellular technologies, partially reduced changes in bone density after the use of platelet plasma and bone marrow aspirate, and progressive degenerative changes of the articular surface were observed only in the plasma group. In 1.5 months after injection of bone marrow and adipose tissue aspirates, the integration of the introduced cells with the synovial membrane and meniscus occurred: development of reticular tissue in the bone marrow aspirate group, formation of connective tissue with adipocytes in group with homogenized fat tissue. Conclusions. The viability of the cells of the injected aspirates is evidenced by the reorganization and their partial integration in the synovial cavity, in particular through the activation of angiogenesis. Keywords: osteoarthritis model; experiment; platelet rich plasma; bone marrow aspirate; homogenized adipose tissue
