Регенерація міжхребцевого диска шляхом застосування культивованих in vitro хондроцитів у світлі концепції рестабілізації хребта (експериментальне дослідження)

Abstract

The intervertebral disc (ID) has low reparative capacity. In this regard, researcher aimed at improving the capacity of the re­parative structures are carried out. A variety of growth factors, mesenchymal stem cells, autologous and allogenic chondrocytes, etc are used for this purposes. Objective: to study the structure of the traumatized intervertebral disc after transplantation of allogenic chondroсуtes in combination with spinal restabiliza­tion using method of dynamic spine neutralization of vertebral motion unit (VMU). Methods for optimizing ID regeneration in the rat tail vertebral segment we selected high-density culture of chondrocytes obtained from the limb bud 7–10 day old rat embryos in which cells retain cartilaginous phenotype and gen­otype was confirmed by electron microscopy. Performed four se­ries of experiments: I — intact animals, II — ID injury (control), III — traumatic ID injury with dynamic neutralization (method G. Dubois et al, 1999), IV — ID injury with dynamic neutraliza­tion and transplantation of chondrocytes. One month the opera­tion the animals were euthanized, and a comparative morpho­logical analysis with morphometry was carried out. Results: it found that uncontrolled movements in the injured VMU lead to destructive changes in the ID. In terms of restabilization and dy­namic neutralization of the vertebral motor segment ID has been replaced by connective tissue, its height reduced. Chondrocyte culture is different from the fibrous ring and nucleus pulposus cells. However, with the introduction of chondrocytes in the in­jured ID and maintaining the controlled mobility of the VMU the proliferation of hyaline cartilage in its peripheral parts has been noted. Conclusion: combination of allogeneic chondro­cytes transplantation into disk and dynamic neutralization leads to the formation of hyaline cartilage territories and maintains the height of the injured ID.

Межпозвонковый диск (МПД) обладает низкими репаративными возможностями. В связи с этим проводятся исследования, направленные на повышение репаративного потенциала структур МПД. Для этого используют различные факторы роста, мезенхимальные стволовые клетки, ауто- и аллогенные хондроциты и др. Цель: изучить структуру травмированного МПД крыс после трансплантации аллогенных хондроцитов в комбинации с рестабилизацией и использованием метода динамической нейтрализации позвоночного двигательного сегмента (ПДС). Методы: для оптимизации регенерации МПД в хвостовом отделе позвоночника крыс выбрана культура хондроцитов высокой плотности, полученная из зачатков конечностей 7–10-дневных крысиных эмбрионов, в которой клетки сохраняли хрящевой фенотип и генотип, что подтверждено с помощью электронной микроскопии. Выполнено четыре серии экспериментов: I — интактные животные, II — повреждение МПД (контроль), III — повреждение МПД с динамической нейтрализацией (метод G. Dubois et al., 1999), IV — повреждение МПД, динамическая нейтрализация и трансплантация аллогенных хондроцитов. Через 1 мес. после операции животных выводили из эксперимента, проводили сравнительный морфологический анализ с морфометрией. Результаты: установлено, что неконтролируемые движения в травмированном ПДС приводят к прогрессированию деструктивных изменений в МПД. В условиях рестабилизации и динамической нейтрализации позвоночного двигательного сегмента МПД был замещен соединительной тканью, его высота снижена. Культура хондроцитов отличалась от клеток фиброзного кольца и студенистого ядра. Однако при введении хондроцитов в травмированный МПД и сохранении контролируемой подвижности ПДС отмечено разрастание гиалиновой хрящевой ткани в его периферических отделах. Выводы: сочетание трансплантации в диск аллогенных хондроцитов и динамической нейтрализации приводит к образованию территорий гиалиновой хрящевой ткани и сохранению высоты травмированных МПД.

Міжхребцевий диск (МХД) має низькі репаративні можливості. У зв’язку з цим проводяться дослідження, спрямовані на підвищення репаративного потенціалу структур МХД. Для цього використовують різні фактори росту, мезенхімальні стовбурові клітини, ауто- і алогенні хондроцити тощо. Мета: вивчити структуру травмованого МХД щурів після трансплантації алогенних хондроцитів у комбінації з рестабілізацією і використанням методу динамічної нейтралізації хребтового рухового сегмента (ХРС). Методи: для оптимізації регенерації МХД у хвостовому відділі хребта щурів обрана культура хондроцитів високої щільності, отримана із зачатків кінцівок 7–10-денних ембріонів щурів, в якій клітини зберігали хрящовий фенотип і генотип, що підтверджено за допомогою електронної мікроскопії. Виконано чотири серії експериментів: I — інтактні тварини, II — ушкодження МХД (контроль), III — ушкодження МХД із динамічною нейтралізацією (метод G. Dubois et al., 1999), IV — ушкодження МХД, динамічна нейтралізація і трансплантація алогенних хондроцитів. Через 1 міс. після операції тварин виводили з експерименту, проводили порівняльний морфологічний аналіз із морфометрією. Результати: встановлено, що неконтрольовані рухи в травмованому ХРС призводять до прогресування деструктивних змін у МХД. В умовах рестабілізації та динамічної нейтралізації хребтового рухового сегмента МХД заміщений сполучною тканиною, його висота знижена. Культура хондроцитів відрізнялася від клітин фіброзного кільця і драглистого ядра. Однак у разі введення хондроцитів у травмований МХД, збереженні контрольованої рухливості ХРС відзначено розростання гіалинової хрящової тканини в його периферичних відділах. Висновки: поєднання трансплантації в диск алогенних хондроцитів і динамічної нейтралізації призводить до утворення територій гіалінової хрящової тканини і збереження висоти травмованих МХД.