RU2494469C1 - Method for experimental correction of intervertebral disc defect - Google Patents
Method for experimental correction of intervertebral disc defect Download PDFInfo
- Publication number
- RU2494469C1 RU2494469C1 RU2012112692/14A RU2012112692A RU2494469C1 RU 2494469 C1 RU2494469 C1 RU 2494469C1 RU 2012112692/14 A RU2012112692/14 A RU 2012112692/14A RU 2012112692 A RU2012112692 A RU 2012112692A RU 2494469 C1 RU2494469 C1 RU 2494469C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- intervertebral disc
- intervertebral
- nucleus
- chondrotransplant
- pulpal
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Prostheses (AREA)
- Materials For Medical Uses (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к экспериментальной медицине, а именно к травматологии и ортопедии и может быть использовано при лечении ранних стадий остеохондроза, а также для коррекции травматических повреждений межпозвонкового диска.The invention relates to experimental medicine, namely to traumatology and orthopedics, and can be used in the treatment of early stages of osteochondrosis, as well as for the correction of traumatic injuries of the intervertebral disc.
Известен способ получения пульпозного ядра. Клетки пульпозного ядра межпозвонкового диска хвоста коровы культивировали на поверхности костного заменителя (кальций фосфата) и выдерживали 6 недель в культуральной среде. Было сформировано пативное пульпозное ядро, которое по гистологическим, биохимическим показателям и механизму компрессии было подобно нативному пульпозному ядру (Seguin C.A., Grynpas M.D., Pilliar R.M., et al. Tissue engineered nucleus pulposus tissue formed on a porous calcium polyphosphate substrate // Spine, 2004; 29: 1299-1307).A known method of obtaining a pulpous nucleus. Cells of the pulpous nucleus of the intervertebral disc of the tail of a cow were cultured on the surface of a bone substitute (calcium phosphate) and kept for 6 weeks in culture medium. A portable pulpous nucleus was formed, which was similar in histological, biochemical parameters and compression mechanism to the native pulpous nucleus (Seguin CA, Grynpas MD, Pilliar RM, et al. Tissue engineered nucleus pulposus tissue formed on a porous calcium polyphosphate substrate // Spine, 2004 ; 29: 1299-1307).
Недостатками данного способа является применение высокодифференцированных клеток с низким пролиферативным потенциалом и использование матриц-носителей, представляющий собой резорбируемый материал, являющийся инородным телом, препятствующим адаптации и метаболической кооперации трансплантируемых и материнских хондроцитов.The disadvantages of this method are the use of highly differentiated cells with low proliferative potential and the use of carrier matrices, which is a resorbable material that is a foreign body that impedes the adaptation and metabolic cooperation of transplanted and maternal chondrocytes.
Известен способ трансплантации хондроцитов в область измененного межпозвонкового диска. Аутологичные хондроциты выделяли из биоптатов грыж диска и культивировали в течение 12 недель. Производилась инъекционная трансплантация аутологичных хондроцитов в межпозвонковые диски поясничного отдела позвоночника пациентам в возрасте от 18 до 60 лет. (Волков А.В. Клеточные технологии в травматологии и ортопедии: пути развития // Клеточная трансплантология и тканевая инженерия Том II, №4, 2007).A known method of transplantation of chondrocytes into the region of an altered intervertebral disc. Autologous chondrocytes were isolated from disc herniation biopsies and cultured for 12 weeks. Autologous chondrocytes were injected into the intervertebral discs of the lumbar spine in patients aged 18 to 60 years. (Volkov A.V. Cellular technologies in traumatology and orthopedics: developmental paths // Cellular transplantology and tissue engineering Volume II, No. 4, 2007).
Основным недостатком используемого способа является применение высокодифференцированных клеток изъятых из дистрофически измененной ткани (межпозвонковой грыжи), что не обеспечит функциональную полноценность диска.The main disadvantage of the method used is the use of highly differentiated cells taken from dystrophically altered tissue (intervertebral hernia), which will not ensure the functional usefulness of the disk.
Наиболее близким к заявляемому является способ превентивной коррекции дистрофических изменений межпозвонковых дисков методом клеточной инженерии (Зайдман A.M., Корель А.В., Ким И.И., Маркин С.П. «Возможность превентивной коррекции дистрофических изменений межпозвонковых дисков методом клеточной инженерии» // Хирургия позвоночника №3, 2007). Нативные хондроциты получали способом, описанным в патенте RU №2285039. Культивированные клетки трансплантировались в пульпозные ядра межпозвонковых дисков поясничного отдела взрослых собак с помощью толстой иглы. Рана послойно ушивалась наглухо. Достоинством данного метода является то, что в пульпозные ядра межпозвонковых дисков вводились клетки высоко-, средне-, и малодифференцированные, способные к активному синтезу и дальнейшей дифференцировке. Пополнение клеточной популяции и синтез матрикса обеспечивает поддержание структурной целостности и гомеостаз межпозвонкового диска.Closest to the claimed is a method of preventive correction of dystrophic changes in the intervertebral discs by cell engineering (Zaydman AM, Korel A.V., Kim II, Markin SP "The possibility of preventive correction of dystrophic changes in the intervertebral discs by cell engineering" // Spinal Surgery No. 3, 2007). Native chondrocytes were obtained by the method described in patent RU No. 2285039. Cultured cells were transplanted into the pulp nuclei of the intervertebral discs of the lumbar in adult dogs using a thick needle. The wound was sutured in layers tightly. The advantage of this method is that highly, medium, and low-differentiated cells capable of active synthesis and further differentiation were introduced into the pulpous nuclei of the intervertebral discs. The replenishment of the cell population and the synthesis of the matrix ensures the maintenance of structural integrity and homeostasis of the intervertebral disc.
Основным недостатком данного способа - является инъекционное введение суспензии хондроцитов в пульпозное ядро, поскольку, повышается вероятность повреждения клеток при трансплантации. Хондроциты, лишенные адекватного микроокружения, проходят стадию метаболической адаптации. В связи с этим специфическая дифференцировка пересаженных клеток отсрочена во времени.The main disadvantage of this method is the injection of a suspension of chondrocytes into the pulp nucleus, since the probability of damage to cells during transplantation increases. Chondrocytes, deprived of an adequate microenvironment, go through the stage of metabolic adaptation. In this regard, the specific differentiation of transplanted cells is delayed in time.
Задачей данного изобретения является разработка способа восстановления структуры и функции межпозвонкового диска путем введения в ложе пульпозного ядра трехмерного хондротрансплантата для коррекции дистрофических нарушений на ранних стадиях развития остеохондроза.The objective of the invention is to develop a method for restoring the structure and function of the intervertebral disc by introducing a three-dimensional chondrotransplant into the pulp core of the bed to correct dystrophic disorders in the early stages of osteochondrosis.
Поставленная задача решается за счет того, что удаляют пульпозное ядро из межпозвонкового диска, укладывают трехмерный хондротрансплантат, содержащий низко дифференцированные хондроциты с высокой потенцией к синтезу и пролиферации, в ложе удаленного пульпозного ядра межпозвонкового диска, при этом размер хондротрансплантата соответствует размеру дефекта.The problem is solved due to the fact that the pulpous nucleus is removed from the intervertebral disk, a three-dimensional chondrotransplant containing low-differentiated chondrocytes with high potential for synthesis and proliferation is placed in the bed of the removed pulpous nucleus of the intervertebral disk, while the size of the chondrotransplant corresponds to the size of the defect.
Решение поставленной задачи позволяет восстановить структурно-функциональную целостность межпозвонкового диска и предотвратить его дальнейшие дистрофические изменения.The solution of this problem allows us to restore the structural and functional integrity of the intervertebral disc and prevent its further degenerative changes.
Технический результат достигается за счет того, что трехмерный хондротрансплантат содержит низкодифференцированные хондроциты с высокой потенцией к синтезу и пролиферации. Хондротрансплантат, пересаженный в соответствующую метаболическую среду полости пульпозного ядра, полностью заполняет дефект и, дифференцируясь в гиалиновый хрящ, обеспечивает восстановление структурно-функциональной целостности межпозвонкового диска. Сохранение метаболизма клеток пульпозного ядра предотвращает дистрофические изменения в фиброзном кольце. Хондротрансплантат не вызывает агрессии антител, что позволяет избежать воспаления и отторжения в послеоперационном периоде.The technical result is achieved due to the fact that the three-dimensional chondrotransplant contains low-differentiated chondrocytes with a high potential for synthesis and proliferation. A chondrotransplant transplanted into the corresponding metabolic environment of the cavity of the pulpous nucleus completely fills the defect and, differentiating into hyaline cartilage, ensures restoration of the structural and functional integrity of the intervertebral disc. Preserving the cell metabolism of the pulpous nucleus prevents dystrophic changes in the fibrous ring. Chondrotransplant does not cause antibody aggression, which helps to avoid inflammation and rejection in the postoperative period.
Способ осуществляется следующим образом.The method is as follows.
Собаке после предварительного введения в наркоз осуществляется левосторонний косой внебрюшинный доступ к поясничным позвонкам. Обнажаются передние поверхности тел позвонков со смежными межпозвонковыми дисками. Проводится П-образное рассечение передней продольной связки, переднего отдела фиброзного кольца, визуализируется пульпозное ядро межпозвонкового диска. Малой ложкой Фолькмана пульпозное ядро удаляется из межпозвонкового диска. В ложе пульпозного ядра межпозвонкового диска укладывается трехмерный хондротрансплантат, соответствующий размеру образованного дефекта. Рассеченная передняя порция фиброзного кольца и передней продольной связки возвращается на свое исходное место по типу «заплаты». Сверху укладывается полоска гемостатической губки. Послойные швы на рану. Асептическая повязка.After preliminary administration to anesthesia, the dog has left oblique extraperitoneal access to the lumbar vertebrae. The front surfaces of the vertebral bodies with adjacent intervertebral discs are exposed. A U-shaped dissection of the anterior longitudinal ligament, the anterior part of the fibrous ring is carried out, the pulpous nucleus of the intervertebral disc is visualized. Volkman's small spoon pulp nucleus is removed from the intervertebral disc. A three-dimensional chondrotransplant corresponding to the size of the defect formed is placed in the bed of the pulpous nucleus of the intervertebral disc. The dissected anterior portion of the fibrous ring and the anterior longitudinal ligament returns to its original place as a “patch”. A strip of hemostatic sponge is placed on top. Layered seams on the wound. Aseptic dressing.
Пример конкретного выполнения способа.An example of a specific implementation of the method.
В эксперименте моделировался дефект межпозвонкового диска с последующей его коррекцией с использованием трехмерного хондротрансплантата, содержащего низкодифференцированные хондроциты с высокой потенцией к синтезу и пролиферации. Контролем служил дефект межпозвонкового диска с удаленным пульпозным ядром без коррекции трехмерным хондротрансплантатом.An intervertebral disc defect was simulated in the experiment with its subsequent correction using a three-dimensional chondrotransplant containing low-grade chondrocytes with a high potential for synthesis and proliferation. The control was a defect in the intervertebral disc with the removed pulpous nucleus without correction by a three-dimensional chondrotransplant.
После предварительного введения в наркоз взрослой собаки дикого типа осуществлялся левосторонний косой внебрюшинный доступ. Рассекалась кожа, подкожная клетчатка, наружная и внутренняя косые мышцы, поперечная мышца, поперечная фасция. Путем тупого расслоения забрюшинной клетчатки достигалась передняя поверхность поясничного отдела позвоночника. Обнажались передние поверхности тел L7, L6, L5, L4, L3 позвонков поясничного отдела со смежными межпозвонковыми дисками. Передняя продольная связка не отслаивалась. Лигировались и пересекались передние сегментарные сосуды на этом протяжении. Проводился тщательный гемостаз в ране с использованием электрокоагуляции. Для рентгенологической идентификации позвоночных сегментов в послеоперационном периоде в тело L7 позвонка устанавливалась металлическая метка путем вбивания кончика инъекционной иглы в центр тела и ее скусывания. Визуализировались передние отделы межпозвонковых дисков L4-L5 и L3-L4. Путем П-образного рассечения передней продольной связки фиброзного кольца визуализировалось пульпозное ядро. Для моделирования дефектов из межпозвонковых дисков L5-L4 и L4-L3 малой ложкой Фолькмана удалялись пульпозные ядра. В экспериментальный межпозвонковый диск L5-L4 в ложе пульпозного ядра пинцетом укладывался трехмерный хондротрансплантат, соответствующий размеру дефекта, образованного при удалении пульпозного ядра. Для сравнения в контрольном межпозвонковом диске L4-L3 коррекция дефекта не выполнялась. П-образно рассеченные фиброзные кольца кольца дисков L5-L4 и L4-L3 вместе с передней продольной связкой устанавливались на свое место по типу «заплаты». Сверху па межпозвонковые диски укладывались полоски гемостатической губки размером 1×2 см. Накладывались послойные швы на рану. Асептическая повязка.After preliminary introduction into anesthesia of an adult wild-type dog, left-sided oblique extraperitoneal access was performed. The skin, subcutaneous tissue, external and internal oblique muscles, transverse muscle, transverse fascia were dissected. By bluntly stratifying retroperitoneal fiber, the front surface of the lumbar spine was reached. The front surfaces of the bodies L7, L6, L5, L4, L3 of the lumbar vertebrae with adjacent intervertebral discs were exposed. The anterior longitudinal ligament did not exfoliate. The anterior segmental vessels were ligated and intersected along this extent. A thorough wound hemostasis was performed using electrocoagulation. For X-ray identification of vertebral segments in the postoperative period, a metal mark was placed in the vertebral body L7 by driving the tip of the injection needle into the center of the body and biting it. The anterior intervertebral discs L4-L5 and L3-L4 were visualized. By a U-shaped dissection of the anterior longitudinal ligament of the fibrous ring, the pulpous nucleus was visualized. To model defects from the intervertebral discs L5-L4 and L4-L3, Volkman's small spoon removed the nucleus pulposus. In the experimental intervertebral disc L5-L4 in the bed of the pulp nucleus, a three-dimensional chondrotransplant was placed with forceps corresponding to the size of the defect formed when the pulp nucleus was removed. For comparison, a defect correction was not performed in the control intervertebral disc L4-L3. U-shaped dissected fibrous rings of the ring of the discs L5-L4 and L4-L3 together with the anterior longitudinal ligament were installed in their place as a “patch”. On top of the intervertebral discs,
До операции и в завершении эксперимента (через 6 месяцев) были сделаны рентгенограммы. Через 1, 3, 6 месяцев собаки выводились из эксперимента. Препараты межпозвонковых дисков (экспериментальных и контрольных) извлекались и подвергались морфологическим и гистохимическим исследованиям.Radiographs were taken before surgery and at the end of the experiment (after 6 months). After 1, 3, 6 months, the dogs were withdrawn from the experiment. Intervertebral disc preparations (experimental and control) were extracted and subjected to morphological and histochemical studies.
Результаты эксперимента иллюстрируются чертежами.The results of the experiment are illustrated by drawings.
Фиг.1 - гистологический срез экспериментального межпозвонкового диска с пересаженным трехмерным хондротрансплантатом через 1 месяц после операции. (гематоксилин - эозин ×400).Figure 1 is a histological section of an experimental intervertebral disc with a transplanted three-
Фиг.2 - гистологический срез экспериментального межпозвонкового диска через 3 месяца после пересадки трехмерного хондротрансплантата (гематоксилин - эозин ×400).Figure 2 is a histological section of an experimental
Фиг.3 - гистологический срез экспериментального межпозвонкового диска через 6 месяцев после трансплантации (гематоксилин - эозин ×200)Figure 3 - histological section of the experimental
Фиг.4 - гистологический срез контрольного межпозвонкового диска с удаленным пульпозным ядром через 1 месяц после удаления пульпозного ядра (гематоксилин - эозин ×200)Figure 4 - a histological section of the control intervertebral disc with the removed
Фиг.5 - гистологический срез контрольного межпозвонкового диска через 3 месяца после операции (гематоксилин - эозин ×200).Figure 5 is a histological section of a control
Фиг.6 - гистологический срез контрольного межпозвонкового диска через 6 месяцев после операции, (гематоксилин - эозин ×200).6 is a histological section of the control
Фиг.7 - боковая рентгенограмма собаки через 6 месяцев после операции.Fig.7 is a lateral radiograph of the dog after 6 months after surgery.
В экспериментальном межпозвонковом диске на гистологических препаратах через 1 месяц (Фиг.1) после пересадки трехмерного хондротрансплантата в ложе удаленного пульпозного ядра наблюдалась пролиферация клеток хондротрансплантата (1) и формирование хондронных структур (2). Через 3 месяца (Фиг.2) хондротрансплантат заполнил все пространство ложа бывшего пульпозного ядра и тесно прилежит к фиброзному кольцу (3). Через 6 месяца после операции (Фиг.3) в зоне трансплантации сформирован гиалиновый хрящ с регулярным расположением хондроцитов (4) и гомогенным матриксом (5).In the experimental intervertebral disc on
В контрольном межпозвонковом диске на гистологических препаратах через 1 месяц (Фиг.4) после удаления пульпозного ядра в зоне дефекта сформирован соединительно-тканный регенерат (6) с мелкими сосудами (7). Через 3 месяца (Фиг.5) в зоне дистрофии наблюдается распад коллагеновых волокон (8). В боковых отделах диска выявляется активный остеогенез (9). Через 6 месяцев (Фиг.6) в зоне дефекта усиливается остеогенез с формированием костной ткани (10).In the control intervertebral disc on
На боковой рентгенограмме собаки через 6 месяцев после операции (Фиг.7) в зоне экспериментального межпозвонкового диска (12) высота межпозвонкового диска сохраняется, рентгенографических признаков патологических изменений нет. В зоне контрольного межпозвонкового диска четко видна суженная межпозвонковая щель (11). Наблюдается склероз смежных отделов тел позвонков, видны передние костные разрастания на уровне смежных позвонков.On the lateral radiograph of the
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012112692/14A RU2494469C1 (en) | 2012-04-02 | 2012-04-02 | Method for experimental correction of intervertebral disc defect |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012112692/14A RU2494469C1 (en) | 2012-04-02 | 2012-04-02 | Method for experimental correction of intervertebral disc defect |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2494469C1 true RU2494469C1 (en) | 2013-09-27 |
Family
ID=49254166
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2012112692/14A RU2494469C1 (en) | 2012-04-02 | 2012-04-02 | Method for experimental correction of intervertebral disc defect |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2494469C1 (en) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7427293B2 (en) * | 2006-03-28 | 2008-09-23 | Sdgi Holdings, Inc. | Osteochondral plug graft, kit and method |
RU2355761C2 (en) * | 2004-08-24 | 2009-05-20 | Фудзисофт Инкорпорейтед | Redifferentiation medium for converting dedifferentiated chondrocytes to chondrocytes with redifferentiation |
RU2392973C2 (en) * | 2008-01-28 | 2010-06-27 | Федеральное государственное учреждение Новосибирский научно-исследовательский институт травматологии и ортопедии Федерального агентства по высокотехнологичной медицинской помощи (ФГУ ННИИТО Росмедтехнологий) | Method for preparing three-dimensional chondral graft |
US20110189254A1 (en) * | 2010-02-04 | 2011-08-04 | Hwa-Chang Liu | Surgical grafts for repairing chondral defects |
-
2012
- 2012-04-02 RU RU2012112692/14A patent/RU2494469C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2355761C2 (en) * | 2004-08-24 | 2009-05-20 | Фудзисофт Инкорпорейтед | Redifferentiation medium for converting dedifferentiated chondrocytes to chondrocytes with redifferentiation |
US7427293B2 (en) * | 2006-03-28 | 2008-09-23 | Sdgi Holdings, Inc. | Osteochondral plug graft, kit and method |
RU2392973C2 (en) * | 2008-01-28 | 2010-06-27 | Федеральное государственное учреждение Новосибирский научно-исследовательский институт травматологии и ортопедии Федерального агентства по высокотехнологичной медицинской помощи (ФГУ ННИИТО Росмедтехнологий) | Method for preparing three-dimensional chondral graft |
US20110189254A1 (en) * | 2010-02-04 | 2011-08-04 | Hwa-Chang Liu | Surgical grafts for repairing chondral defects |
Non-Patent Citations (3)
Title |
---|
ЗАЙДМАН A.M. и др. Возможность превентивной коррекции дистрофических изменений межпозвонковых дисков методом клеточной инженерии// Хирургия позвоночника. - 2007, No.3, с.65-73. * |
ЗАЙДМАН A.M. и др. Возможность превентивной коррекции дистрофических изменений межпозвонковых дисков методом клеточной инженерии// Хирургия позвоночника. - 2007, №3, с.65-73. * |
ПОНОМАРЕВ И.В. Морфологическая и гистохимическая характеристика изготовленных in vitro хондротрансплантатов лошадей. - Ульяновск: 2008, Научная библиотека диссертаций и авторефератов disserCat http://www.dissercat.com/content/morfologicheskaya-i-gistokhimicheskaya-kharakteristika-izgotovlennykh-vitro-khondrotransplan#ixzz2CN8ef4Bb. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN101163512B (en) | Cartilaginiform and osteochondral sustitute comprising a multilayer structure | |
Jacobi et al. | MACI-a new era? | |
Breinan et al. | Histological evaluation of the course of healing of canine articular cartilage defects treated with cultured autologous chondrocytes | |
Kandel et al. | Tissue engineering and the intervertebral disc: the challenges | |
Walter et al. | Articular cartilage regeneration and tissue engineering models: a systematic review | |
Chiang et al. | Clinical feasibility of a novel biphasic osteochondral composite for matrix-associated autologous chondrocyte implantation | |
US20120219533A1 (en) | Method for the production of intervertebral disk cell transplants and their use as transplantation material | |
Burdis et al. | Spatial patterning of phenotypically distinct microtissues to engineer osteochondral grafts for biological joint resurfacing | |
Goldschlager et al. | Cervical motion preservation using mesenchymal progenitor cells and pentosan polysulfate, a novel chondrogenic agent: preliminary study in an ovine model | |
CN108014339A (en) | For treating the fibroblast of degenerative disc disease | |
Roth et al. | Arthroscopic minced cartilage implantation for chondral lesions at the talus: a technical note | |
Meyer et al. | Cartilage defect regeneration by ex vivo engineered autologous microtissue–preliminary results | |
KR102437057B1 (en) | Fgf-18 in graft transplantation and tissue engineering procedures | |
CN105452447A (en) | Adipose cells for chondrocyte applications | |
Dong et al. | Construction of artificial laminae of the vertebral arch using bone marrow mesenchymal stem cells transplanted in collagen sponge | |
RU2301677C1 (en) | Biotransplant for treatment of degenerative and traumatic disease of cartilage tissue and method for its preparing | |
Liu et al. | The experimental study of regeneration of annulus fibrosus using decellularized annulus fibrosus matrix/poly (ether carbonate urethane) urea‐blended fibrous scaffolds with varying elastic moduli | |
Peretti et al. | Current surgical options for articular cartilage repair | |
Yang et al. | Evaluation of anterior vertebral interbody fusion using osteogenic mesenchymal stem cells transplanted in collagen sponge | |
RU2494469C1 (en) | Method for experimental correction of intervertebral disc defect | |
US20090143863A1 (en) | Method for disc regeneration using stem cell derived chondroprogenitors | |
WO2012112723A2 (en) | Thin shell graft for cartilage resurfacing | |
Hoshi et al. | Production of three-dimensional tissue-engineered cartilage through mutual fusion of chondrocyte pellets | |
US20210145597A1 (en) | Tissue Engineered Vertebral Discs | |
Lazishvili et al. | Experimental assessment of biological potential of collagen membranes in reconstruction of full-thickness hyaline cartilage defects |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20190403 |