RU2268738C1

RU2268738C1 - Method for reconstructing hyaline articular cartilage

Info

Publication number: RU2268738C1
Application number: RU2004118298/15A
Authority: RU
Inventors: Владимир Никитич Ярыгин (RU); Владимир Никитич Ярыгин; Константин Никитич Ярыгин (RU); Константин Никитич Ярыгин; Николай Владимирович Ярыгин (RU); Николай Владимирович Ярыгин; Александр Альбертович Докторов (RU); Александр Альбертович Докторов; Юрий Иванович Денисов-Никольский (RU); Юрий Иванович Денисов-Никольский; Владимир Владимирович Никулин (RU); Владимир Владимирович Никулин; Геннадий Тихонович Сухих (RU); Геннадий Тихонович Сухих; Сергей Владимирович Колобов (RU); Сергей Владимирович Колобов
Original assignee: Владимир Никитич Ярыгин; Константин Никитич Ярыгин; Александр Альбертович Докторов; Николай Владимирович Ярыгин; Юрий Иванович Денисов-Никольский; Владимир Владимирович Никулин; Геннадий Тихонович Сухих; Сергей Владимирович Колобов
Priority date: 2004-06-18
Filing date: 2004-06-18
Publication date: 2006-01-27

Abstract

FIELD: medicine, traumatology, orthopedics.

SUBSTANCE: fetal chondrocytes should be introduced at the quantity of 30-100·10⁶ onto the lower surface cartilaginous growth layer. Injection should be performed injectionally after dissecting soft tissues due to osseous tunnelization. The innovation enables to restore defects of articular cartilage, prevents the development and progressing dystrophic processes in articulations with chondral defects due to organotypic restoration of these defects, provides the development of conditions for optimizing reparative processes and increasing adhesion on defect's surface.

EFFECT: higher efficiency.

Description

Изобретение относится к медицине, а именно к травматологии и ортопедии.The invention relates to medicine, namely to traumatology and orthopedics.

Повреждение суставного хряща различных (коленного, локтевого и т.п.) суставов является основной причиной развития деформирующего артроза. При деформирующем остеоартрозе повреждение суставного хряща имеет несколько стадий: при I-II стадиях меняется цвет, тургор, имеются поверхностные растрескивания. При III стадии суставной хрящ отсутствует вовсе.Damage to the articular cartilage of various (knee, elbow, etc.) joints is the main cause of the development of deforming arthrosis. In deforming osteoarthritis, damage to the articular cartilage has several stages: in stages I-II, color, turgor changes, and surface cracking occurs. In stage III, articular cartilage is completely absent.

Одной из актуальных проблем ортопедии является изыскание возможности использования различных трансплантантов для нормализации деструктивных изменений хряща и восстановление его дефектов. В последние 15-20 лет интерес к данной патологии возрос.One of the urgent problems of orthopedics is finding the possibility of using various transplants to normalize destructive changes in the cartilage and restore its defects. In the last 15-20 years, interest in this pathology has increased.

В настоящее время в клинической практике лечение дефектов суставных поверхностей осуществляется путем их замещения хрящевыми аллотрансплантатами или аутотрансплататами. Выращивание (моделирование) гиалинового хряща в организме больного для последующего замещения дефектов суставных поверхностей почти не осуществляется.Currently, in clinical practice, treatment of defects in articular surfaces is carried out by replacing them with cartilage allografts or autografts. The cultivation (modeling) of hyaline cartilage in the patient's body for the subsequent replacement of defects in articular surfaces is almost not carried out.

В клинической практике используют и способы, включающие комбинации ауто- и аллотрансплантов, при этом аутотрансплантаты берут из наиболее благоприятных мест для взятия трансплантатов (например, медиальный мыщелок бедра периферической части паттеллофеморального сустава) (пат. РФ №2224476).In clinical practice, methods are also used that include combinations of auto- and allografts, while autografts are taken from the most favorable places for grafts (for example, the medial condyle of the femur of the peripheral part of the patellofemoral joint) (US Pat. RF No. 2224476).

Однако при аллотрансплантатации пересаживается нежизнеспособный чужеродный хрящ, а при аутотрансплататации наносится существенный безвозвратный ущерб другому суставу больного, что является основным препятствием для применения способов в клинике.However, non-viable foreign cartilage is transplanted during allograft, and in case of autotransplantation, significant irreversible damage is caused to the other joint of the patient, which is the main obstacle to the use of methods in the clinic.

Известен способ лечения повреждений суставного хряща, заключающийся в артроскопическом удалении внутрисуставных тел, промывании сустава 2-3 литрами жидкости, туннелизации субходральной кости при полнослойных дефектах и сглаживании поверхностей при частичных дефектах с последующей разгрузкой сустава в течение 1,5-2 месяцев и одновременным проведением комплекса противовоспалительной и хондропротективной терапии (Тезисы докладов IV съезда травматологов и ортопедов России, Нижний Новгород, 1997 г., с.489).A known method of treating damage to articular cartilage, which consists in arthroscopic removal of intraarticular bodies, flushing the joint with 2-3 liters of fluid, tunneling of the subcostral bone with full-layer defects and smoothing surfaces with partial defects, followed by unloading of the joint for 1.5-2 months and simultaneous complex anti-inflammatory and chondroprotective therapy (Abstracts of the IV Congress of Traumatologists and Orthopedists of Russia, Nizhny Novgorod, 1997, p. 489).

Недостатком способа является, прежде всего, его малая эффективность, так как сглаживание суставных поверхностей при частичных дефектах приводит к нарушению их конгруэнтности, что повышает нагрузку на хрящи и ускоряет развитие деформирующего артроза. Замещение дефекта хряща суставной поверхности кости осуществляется грубоволокнистой соединительной тканью с участками волокнистого хряща, которая функционально не может заместить гиалиновый хрящ.The disadvantage of this method is, first of all, its low efficiency, since smoothing of articular surfaces with partial defects leads to a violation of their congruence, which increases the load on the cartilage and accelerates the development of deforming arthrosis. The replacement of a cartilage defect in the articular surface of the bone is carried out by a coarse-fibrous connective tissue with sections of fibrous cartilage, which functionally cannot replace hyaline cartilage.

В настоящее время установлена возможность восстановления гиалинового хряща суставной поверхности диаметром до 5 мм самостоятельно. Восстановление суставного гиалинового хряща диаметром более 5 мм самостоятельно невозможноCurrently, the possibility of restoring the hyaline cartilage of the articular surface with a diameter of up to 5 mm independently has been established. Restoring articular hyaline cartilage with a diameter of more than 5 mm alone is impossible

Известен способ восстановления суставного хряща путем покрытия суставной поверхности трансплантантом из реберного хряща. При этом на вновь образованную поверхность свободно укладывают хрящевые пластинки и создают с помощью шарнирно-дистракционного аппарата диастаз между суставными поверхностями 0,5-0,7 мм (авт. св. СССР №1090362).A known method of restoring articular cartilage by coating the articular surface with a graft of a cartilage from the costal cartilage. In this case, cartilaginous plates are freely laid on the newly formed surface and diastasis between the articular surfaces of 0.5-0.7 mm is created using the articulated-distraction apparatus (ed. St. USSR No. 1090362).

Недостатком способа является то, что при заборе трансплантата наносится дополнительная травма, трансплантируемый реберный хрящ, хоть и является гиалиновым, однако имеет особенности, отличающие его от суставного, что, несомненно, ухудшает возможности органотипичности при восполнении хондральных дефектов.The disadvantage of this method is that when the graft is taken, an additional injury is applied, the transplanted costal cartilage, although it is hyaline, however, has features that distinguish it from articular, which undoubtedly worsens the possibility of organotypicity when filling in chondral defects.

Для восстановления дефектов хряща вводят параатикулярно гидрокортизон и внутрисуставно - препараты гиалуровой кислоты (авт. св. СССР №770479). Способ не нашел своего применения в клиниках из-за необходимости создания полного дефекта, т.е. обязательное разрушение субхондральной костной пластинки при опиливании суставных поверхностей, что связано с нанесением дополнительной травмы и приводит к нарушению естественной изолированности сустава от костномозговой полости, последующим прорастанием сосудов и связанным с этим осложнением.To restore cartilage defects, hydrocortisone is administered paraaticularly and hyaluric acid is administered intraarticularly (ed. St. USSR No. 770479). The method did not find its application in clinics because of the need to create a complete defect, i.e. obligatory destruction of the subchondral bone plate during filing of the articular surfaces, which is associated with the application of additional trauma and leads to a violation of the natural isolation of the joint from the bone marrow cavity, subsequent germination of the vessels and the associated complication.

Известно использование при восстановлении поврежденных тканей, выращенных in vitro клеток из здоровых тканей или органов. Такие клетки способны сохранять при соответствующих условиях культивирования свои физиологические функции. Известно, что только несколько типов клеток нормальных тканей успешно размножаются in vitro; в основном это клетки, происходящие из соединительных тканей. К их числу относятся фибробласты, миобласты, клетки эндотелия, выстилающие камеры сердца, лимфатические и кровеносные сосуды, а также мезотелиальные клетки, выстилающие брюшную и плевральную полости.It is known to use in the restoration of damaged tissues grown in vitro cells from healthy tissues or organs. Such cells are able to maintain their physiological functions under appropriate culturing conditions. It is known that only a few types of normal tissue cells multiply successfully in vitro; these are mainly cells originating from connective tissues. These include fibroblasts, myoblasts, endothelial cells lining the chambers of the heart, lymphatic and blood vessels, as well as mesothelial cells lining the abdominal and pleural cavities.

Для восстановления хряща можно использовать клеточную культуру, которую содержит штамм диплоидных клеток легкого эмбриона человека, например штамм ЛЭЧ-4(81, разработанный Екатеринбурским НИИ вирусных инфекций (авт. св. СССР №1147748). Препарат на его основе выпускается в виде монослойной культуры в виде взвеси для немедленного использования и в виде клеток на синтетической подложке типа Фолидерм, Биоколл, Полипор и т.п.To restore cartilage, you can use a cell culture that contains a strain of diploid cells of a human lung embryo, for example, strain LEC-4 (81, developed by the Yekaterinburg Research Institute of Viral Infections (ed. St. USSR No. 1147748). The drug is based on it as a monolayer culture in as a suspension for immediate use and in the form of cells on a synthetic substrate such as Folderm, Biocall, Polypore, etc.

Известен способ восстановления гиалинового хряща суставов путем введения в сустав с дефектом гиалинового хряща взвеси аутологичных костномозговых стромальных клеток-предшественников, выращенных in vitro, которые относятся к мезенхимальным стволовым клеткам (пат. РФ №2142285).A known method of restoring hyaline cartilage of joints by introducing into a joint with a defect in hyaline cartilage a suspension of autologous bone marrow stromal progenitor cells grown in vitro that belong to mesenchymal stem cells (US Pat. RF No. 2142285).

Наиболее близким способом к заявляемому техническому решению является способ регенерации суставного хряща, включающий внутрисуставное введение фетальных хондроцитов (пат. №2195940). Хондроциты вводят через сустав, нарушая хрящевую ткань. Способ используют при переломах с нарушением хряща, при этом клетки подаются в сустав через зону дефекта. Осуществляется восстановление только центральной части гиалинового хряща, не затрагивая краевой части хряща.The closest way to the claimed technical solution is a method of regeneration of articular cartilage, including intra-articular administration of fetal chondrocytes (US Pat. No. 2195940). Chondrocytes are injected through the joint, disrupting the cartilage tissue. The method is used for fractures with a violation of the cartilage, while the cells are fed into the joint through the defect zone. Only the central part of the hyaline cartilage is restored, without affecting the marginal part of the cartilage.

Задача данного изобретения состоит в восполнении дефектов суставного хряща, препятствии развития и прогрессирования дистрофических процессов в суставах с хондральными дефектами путем органотипичного восстановления этих дефектов, создании условий для оптимизации репаративных процессов, снижение травматичности в процессе операции, повышение адгезии на поверхности дефекта.The objective of this invention is to compensate for defects in articular cartilage, preventing the development and progression of dystrophic processes in joints with chondral defects by organotypic restoration of these defects, creating conditions for optimizing reparative processes, reducing trauma during surgery, and increasing adhesion to the surface of the defect.

Поставленная задача достигается тем, что восстановление целостности гиалинового хряща сустава осуществляется путем введения фетальных хондроцитов на нижнюю поверхность росткового слоя хряща, введение осуществляют инъекционно после расчленения мягких тканей путем туннелирования кости, фетальные хондроциты вводят в количестве 30-100·10⁶.The task is achieved in that the restoration of the integrity of the hyaline cartilage of the joint is carried out by introducing fetal chondrocytes on the lower surface of the growth layer of the cartilage, the injection is carried out after the dissection of soft tissues by tunneling the bone, fetal chondrocytes are administered in an amount of 30-100 · 10 ⁶ .

Краевая часть суставного хряща питается за счет сосудов, исходящих из кости, центральная часть хряща - за счет внутрисуставной жидкости. В заявляемом способе питание осуществляется краевой части хряща, т.е. регенерация ткани происходит за счет деления краевых клеток хряща от краев к центру в отличие от прототипа, в котором восстановление осуществляется только центральной части хряща, не затрагивая краевой части хряща.The marginal part of the articular cartilage is nourished by vessels originating from the bone, the central part of the cartilage is fed by intraarticular fluid. In the inventive method, nutrition is carried out at the edge of the cartilage, i.e. tissue regeneration occurs due to the division of the cartilage marginal cells from the edges to the center, in contrast to the prototype, in which restoration is carried out only in the central part of the cartilage, without affecting the marginal part of the cartilage.

Заявляемый способ возможно использовать при различных патологиях хряща, например при артрозе, где нет нарушения анатомической целостности хряща, а есть его истончение. Восполнение дефектов суставного хряща в заявляемом способе осуществляется в полном объеме. Использование способа препятствует развитию дистрофических процессов в суставах с хондральными дефектами путем органотипичного восстановления этих дефектов, создает условие для оптимизации репаративных процессов, снижает травматичность в процессе операции, повышает адгезию на поверхности дефекта.The inventive method can be used for various pathologies of the cartilage, for example with arthrosis, where there is no violation of the anatomical integrity of the cartilage, but there is a thinning. Replenishment of defects of articular cartilage in the present method is carried out in full. Using the method prevents the development of dystrophic processes in joints with chondral defects by organotypic restoration of these defects, creates a condition for optimizing reparative processes, reduces trauma during the operation, and increases adhesion on the surface of the defect.

За время регенерации отслоенный хрящ увеличивается в размере, так как не испытывает нагрузки, получает достаточное питание вследствие диффузии питательных веществ из синовильной жидкости, что позволяет осуществить полное замещение дефекта. Микроскопические исследования показали, что дефект замещался истинно гиалиновым хрящом.During regeneration, the exfoliated cartilage increases in size, since it does not experience stress, receives sufficient nutrition due to the diffusion of nutrients from the synovial fluid, which allows for complete replacement of the defect. Microscopic studies showed that the defect was replaced by a true hyaline cartilage.

Способ осуществляется следующим образом.The method is as follows.

Проводят расчленение мягких тканей в области коленного сустава. Выполняют туннелирование кости под контролем электронно-оптического преобразователя к месту повреждения хряща до нижнего поверхностного росткового слоя хряща. Затем инъекционно в данный слой вводят фетальные хондроциты в количестве 30-100·10⁶. Убранная в момент туннелирования кость возвращается в канал, рана ушивается. После операции производится амбулаторное наблюдение: с помощью магнитно-резонансной томографии и ренгенографии изучается степень восстановления хряща. Заметное улучшение отмечается в срок от 6 до 12 месяцев после операции.Soft tissues are dissected in the area of the knee joint. Bone tunneling is performed under the control of an electron-optical transducer to the site of cartilage damage to the lower superficial cartilage growth layer. Then, fetal chondrocytes in the amount of 30-100 · 10 ^{6 are} injected into this layer. The bone removed at the time of tunneling returns to the canal, the wound is sutured. After the operation, outpatient observation is performed: with the help of magnetic resonance imaging and X-ray diffraction, the degree of cartilage restoration is studied. Noticeable improvement is noted in the period from 6 to 12 months after surgery.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет решить задачу биологического восстановления хрящей при лечении наиболее тяжелых и часто встречающихся повреждений и заболеваний суставов.Thus, the proposed method allows to solve the problem of the biological restoration of cartilage in the treatment of the most severe and common injuries and diseases of the joints.

Claims

1. A method of restoring the integrity of the hyaline cartilage of a joint by introducing fetal chondrocytes into the joint, characterized in that the fetal chondrocytes are injected onto the lower surface of the growth layer of the cartilage, the injection is carried out after injection of soft tissue dissection by tunneling the bone.

2. A method of restoring the integrity of the hyaline cartilage of a joint according to claim 1, characterized in that the fetal chondrocytes are administered in an amount of 30 ÷ 100 · 10 ⁶ .