Нижний Новгород.
Nizhnii Novgorod.
Нижний Новгород.
Nizhnii Novgorod.
Нижний Новгород.
Nizhnii Novgorod.
Нижний Новгород.
Nizhnii Novgorod.
Нижний Новгород.
Nizhnii Novgorod.
Нижний Новгород.
Nizhnii Novgorod.
Цель. Разработать трехмерную комбинированную клеточно-инженерную конструкцию (КИК) для восстановления ограниченных повреждений суставного хряща в эксперименте.
Материалы и методы. Для создания клеточно-инженерной конструкции (КИК) использованы коллагеновые носители: двухслойная непроницаемая мембрана «Chondro Gide» и проницаемая матрица «Остеопласт», проводилось сравнительное исследование их цитотоксических, адгезивных свойств in vitro. Хондропластический потенциал подготовленных КИК на основе коллагеновых матриц с выращенными на их поверхности аллогенными мезенхимальными стволовыми клетки (МСК) костного мозга кролика оценивался in vivo. Кроликам на обеих лапах был сформирован цилиндрический дефект суставного хряща внутреннего мыщелка бедренной кости диаметром 3,3 мм на глубину 1,5 мм. При этом лабораторные животные были разделены на 3 группы: контрольная; группа «Опыт 1», в которой в качестве носителя для МСК в составе КИК использовался «Chondro Gide»; группа «Опыт 2», где была применена матрица «Остеопласт». По завершении эксперимента проводились морфометрическое и гистоморфологическое исследование образцов тканей. Для статистической оценки результатов был предложен и использован коэффициент восстановления области дефекта (КВ).
Результаты. Через 6 месяцев наблюдений в контрольной группе отмечено частичное восстановление области дефекта, коэффициент восстановления (КВ) составил 0,62 ± 0,06. В группе «Опыт 1» КВ был равным 0,79 ± 0,07, в группе «Опыт 2» КВ находился на уровне 0,88 ± 0,02. Статистическая оценка результатов исследования показывает, что применение КИК, используемой в группе «Опыт 2», позволяет снизить относительный риск наступления неблагоприятных исходов лечения на 92,9%, абсолютный риск – на 43,3% по сравнению с группой «Опыт 1». Данные гистоморфологического исследования свидетельствуют о формировании в центральной зоне дефекта гиалинового хряща, местами максимально приближенного к интактному хрящу с обозначением зональности.
Заключение. Результаты исследования разработанной трехмерной клеточно-инженерной конструкции, состоящей из мезенхимальных стволовых клеток костного мозга, выращенных на проницаемой коллагеновой матрице «Остеопласт», демонстрируют формирование в области ее имплантации хрящевой гиалиновой ткани с высокой степенью структурной организации. Вновь образованный хрящ лишь незначительно уступает по толщине предсуществующей хрящевой ткани, что способствует динамическому распределению осевой нагрузки по суставной поверхности и в совокупности позволяет надеяться на хорошие долгосрочные результаты. Таким образом, на основании полученных данных считаем обоснованным проведение следующих этапов исследования предложенной клеточно-инженерной конструкции для хондропластики ограниченных дефектов суставного хряща.
Aim: to develop a three-dimensional composite cell-engineered constructs (CEC) for restoration of limited defects of the cartilage in experiment.
Materials and methods. To create a cell-engineered constructs (CEC), were used collagenic carriers: «Chondro Gide» impermeable bilayer membrane and «Osteoplast» permeable matrix. A comparative study of their cytotoxic and adhesion properties was made in vitro. Chondroplastic potential of prepared CECs based on collagenous matrices with allogeneic mesenchymal stem cells (MSC) of the rabbit bone marrow grown on their surface was assessed in vivo. A cylindrical defect of the cartilage of the medial femoral condyle 3.3 mm in diameter at a depth of 1.5 mm was formed on both rabbit feet. Laboratory animals were divided into 3 groups: control group; Experiment 1 group with Chondro Gide used as the MSC carrier within CEC; Experiment 2 group using Osteoplast matrix. Upon experiment completion, a morphometric and histomorphologic research of tissue specimens was made. For statistical evaluation of the results a defect region recovery factor (RF) was offered and used.
Results. After a 6-month observation period the control group showed partial recovery of the defect region with the recovery factor (RF) of 0.62 ± 0.06. The RF in Experiment 1 group equalled to 0.79 ± 0.07, Experiment 2 group revealed RF at the level of 0.88 ± 0.02. Statistical analysis of the research results shows that the use of CEC used in Experiment 2 group reduces a relative risk of therapeutic failures by 92.9%, and absolute risk – by 43.3% as compared to Experiment 1 group. Histomorphologic research data are indicative of a hyaline cartilage formation in the central defect zone, which is partially close to the intact cartilage to the maximum with zonality marked.
Conclusion. Results of the research of the developed three-dimension cell-engineered constructs consisting of mesenchymal stem cells of the bone marrow grown on the Osteoplast permeable collagenic matrix show the formation of a cartilaginous hyaline tissue with a high level of structural organization in the area of its implantation. The thickness of a newly formed cartilage is insignifi cantly less than that of the preceding cartilaginous tissue, thus facilitating a dynamic distribution of the axial load on the articular surface, and as a whole this holds out hope for good long-term results. Therefore, based on the data obtained, we consider it reasonable to perform next investigation phases of the offered cell-engineered constructs for chondroplasty of limited cartilage defects.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.