L международная выставка-презентация
научных, технических, учебно-методических и литературно-художественных изданий
Трансплантат, способ аутотрансплантации костного мозга для стимуляции репаративной регенерации кости и устройство для осуществления трансплантации
| Название | Трансплантат, способ аутотрансплантации костного мозга для стимуляции репаративной регенерации кости и устройство для осуществления трансплантации |
|---|---|
| Разработчик (Авторы) | Ковалев Алексей Вячеславович |
| Вид объекта патентного права | Изобретение |
| Регистрационный номер | 2778615 |
| Дата регистрации | 22.08.2022 |
| Правообладатель | Федеральное государственное бюджетное учреждение "Национальный медицинский исследовательский центр травматологии и ортопедии имени Н.Н. Приорова" Министерства здравоохранения Российской Федерации (ФГБУ "НМИЦ ТО им. Н.Н. Приорова" Минздрава России) |
| Область применения (класс МПК) | A61F 2/02 (2006.01) A61L 27/38 (2006.01) A61L 27/40 (2006.01) A61B 17/56 (2006.01) |
| Медаль имени А.Нобеля |  |
Описание изобретения
Группа изобретений относится к медицине и медицинской технике, а именно к экспериментальной травматологии и ортопедии, регенеративной медицине, и может быть использована для регенеративных технологий. Раскрыт трансплантат для стимуляции репаративной костной регенерации на месте дефекта кости в виде отрезка аутологичного костного мозга из костномозгового пространства диафиза трубчатой кости, способ аутотрансплантации отрезка аутологичного костного мозга для стимуляции репаративной регенерации кости и устройство для осуществления трансплантации отрезка аутологичного костного мозга. Изобретения обеспечивают возможность соединения отломков костей при дефектах, превышающих критический размер, за счет объединения с помощью ортотопической трансплантации обрезка костного мозга с восстановлением медуллярных сосудов и формирования пересаженным костным мозгом костного регенерата, объединяющего костные отломки в единую кость. 3 н. и 4 з.п. ф-лы, 1 ил., 1 пр.
Изобретение относится к области медицины и медицинской технике, а именно к экспериментальной травматологии и ортопедии, регенеративной медицине, устройствам для регенеративных технологий и может быть использовано в травматологии и ортопедии для изучения репаративной регенерации костей после посттравматических дефектов кости с участием пересаженного костного мозга, в том числе при костных дефектах, превышающих критический размер.
Поиск способов успешного восстановления анатомической целостности и формы костей после возникновения посттравматических костных дефектов, превышающих критический размер, остается областью активных исследований в фундаментальной и клинической медицине.
Непосредственный вклад в образование костной мозоли вносят гетерогенные камбиальные остеогенные клетки надкостницы, эндоста и каналов остеона, которые мигрируют к месту перелома, известны и другие клеточные популяции, которые вовлекаются в костную регенерацию. Перициты и стромальные клетки костного мозга координируют процесс восстановления, создают благоприятную локальную среду регенерации, поэтому их считают ключевыми секреторными центрами в месте протекания репаративной регенерации. Для выяснения роли других популяций стволовых клеток/клеток-предшественников, в том числе из мышц, трансдифференцированных хондроцитов, несомненно, требуются дальнейшие научные исследования.
Давно установлено, что аутологичные гетеротопические трансплантаты цельных фрагментов (сегментов) костного мозга могут сохранять свою жизнеспособность в различных экстрамедуллярных участках тела животных-моделей, например крыс, кроликов и собак. Условие выживаемости in vivo таких фрагментов - полное восстановление в них органотипичных кроветворной и стромальной структур костного мозга. Регенерация начинается от сети выживших ретикулярных клеток, которые пролиферируют и дифференцируются в остеобласты, являющиеся источником костной регенерации, давая начало развитию новой губчатой кости на новом месте. Также ретикулярные клетки участвуют в реконструкции микроциркуляции костного мозга в трансплантате. Восстановление в новообразованной кости красного костного мозга и начало гемопоэза происходит только после развития в трансплантате новых синусоидальных сосудов и начала микроциркуляции в них (Tavassoli, М. Transplantation of marrow to extramedullary sites / M. Tavassoli, W.H. Crosby // Science. - 1968. - Vol. 161, no. 3836. - P. 54-56. - DOI: 10.1126/science.161.3836.54).
Развитие методов молекулярной и клеточной биологии позволило уточнить, что экспрессирующие белок МСАМ/CD 146 субэндотелиально расположенные клетки стромы костного мозга человека способны переносить после трансплантации костномозговое окружение в гетеротопные участки тела реципиента, что совпадает с образованием идентичных субэндотелиальных клеток в новом регенерировавшем миниатюрном костном органе. Формирование субэндотелиальных стромальных клеток в развивающейся гетеротопическом костном мозге на животных моделях происходит посредством специфических, динамических взаимодействий этих стромальных клеток с развивающимися синусоидами. Субэндотелиальные стромальные клетки, расположенные на стенке синусоид, являются основными продуцентами ангиопоэтина-1 (важной молекулы «ниши» гемопоэтических стволовых клеток, участвующей в ремоделировании сосудов). Формирование эктопическая ниши костного мозга требует завершения эндохондрального окостенения, с развитием кости и развития эндотелиальной синусоидальной системы в костном органе. Доказано, что CD 146+ периваскулярные ретикулярные клетки стромы костного мозга человека были способны образовывать в нетипичном месте тела реципиента миниатюрный эндохондральный костный орган (кость) в экспериментах с подкожной трансплантацией.
Sacchetti В, Funari A, Michienzi S, Di Cesare S, Piersanti S, Saggio I, Tagliafico E, Ferrari S, Robey PG, Riminucci M, Bianco P. Self-renewing osteoprogenitors in bone marrow sinusoids can organize a hematopoietic microenvironment. Cell. 2007 Oct 19; 131(2): 324-36. doi: 10.1016/j.cell.2007.08.025.
Реконструкция дефектов кости с помощью трансплантатов, состоящих из смеси аутогенного костного мозга и разнообразных носителей, заполняющих вместе с клетками или фрагментами костного мозга образовавшееся свободное пространство на месте утраченной части кости, является широко используемой процедурой в травматологии, ортопедии и челюстно-лицевой хирургии. Цель подобных реконструкций - восстановление первоначальной массы костной ткани, формы и функций поврежденной кости. Подобные трансплантаты применимы и в направленной костной регенерации с использованием специальных мембран для изоляции костного регенерата от окружающих тканей, препятствующих костной регенерации............
Формула изобретения
1. Трансплантат для стимуляции репаративной костной регенерации на месте дефекта кости, представляющий собой цельный отрезок костного мозга, извлеченного из костномозгового пространства диафиза длинной трубчатой кости контрлатеральной интактной конечности, с введенной в ткань трансплантата смесью растворов гемоконсервантов и клеточной культурной питательной среды.
2. Трансплантат по п. 1, отличающийся тем, что в ткань трансплантата вводится суспензия аутологичных культивированных мультипотентных мезенхимальных стромальных клеток.
3. Трансплантат по п. 1, отличающийся тем, что суспензия аутологичных культивированных мультипотентных мезенхимальных стромальных клеток вводится в ткань трансплантата, представляет собой клетки костного мозга.
4. Трансплантат по п. 1, отличающийся тем, что суспензия аутологичных культивированных мультипотентных мезенхимальных стромальных клеток вводится в ткань трансплантата, представляет собой клетки жировой ткани.
5. Способ аутотрансплантации трансплантата по п. 1 для стимуляции репаративной регенерации на месте дефекта кости, характеризующийся тем, что с контрлатеральной стороны проводят хирургический доступ к большеберцовой кости неповрежденной конечности, удаляют кортикальную кость с половины периметра кости, с помощью костного долота отделяют крышку из костной ткани, вскрывают костномозговой канал диафиза, выделяют фрагмент костного мозга, для этого режущими краями бритвенных лезвий перпендикулярно продольной оси кости осуществляют разрез костного мозга в 2-х местах на расстоянии 26-28 мм друг от друга, затем с помощью сломанных под острым углом полотен лезвия, зажатых в иглодержателе, проводят перпендикулярное отсечение отрезка костного мозга, с помощью ложки трансплантат извлекают из раны и рану заполняют стерильной средой F12, затем трансплантат погружают в стерильный лабораторный лоток, заполненный смесью двух растворов, в соотношении объемов глюгицир - 1 часть и 3 части культуральной питательной среды F12, одновременно в лоток погружают устройство по п. 6, с помощью пинцета отрезок костного мозга затягивают в просвет трубы устройства, с помощью шприца проводят введение альгинатного геля в просвет устройства между костным мозгом и трубой путем прокола иглой шприца с гелем стенки трубы и заполнения пространства между внутренней поверхностью трубы и костномозговым трансплантатом, затем извлекают устройство с костным мозгом из лотка, края трансплантата костного мозга отмывают этим же раствором от кровяных сгустков, скальпелем проводят удаление надкостницы с концов костных опилов длиной в 1,5-2 см, с помощью иглы шприца проводят инфильтрацию трансплантата смесью двух растворов в соотношении объемов глюгицир - 1 часть и 4 части культуральной питательной среды F12, со стороны костных опилов вводят питательную среду F12, после гемостаза поверхность реципиентной зоны отмывают средой F12 от кровяных сгустков, проводят крепление устройства между костными опилами отломков костей с сопоставлением костного мозга трансплантата с обнаженными поверхностями костного мозга в открытых костномозговых каналах диафиза отломков костей, края трубы устройства натягивают на опилы кости и фиксируют с помощью металлических пластин крепежного элемента и кортикальных винтов, которые вворачивают в кость, рану заполняют стерильной средой F12 с пенициллин-стрептомицином, 100-х в растворе, проводят послойное ушивание раны, накладывают аппарат Илизарова.
6. Устройство для осуществления трансплантации трансплантата по п. 1, представляющего собой отрезок костного мозга, извлеченного из костномозгового пространства диафиза длинной трубчатой кости с контралатеральной интактной конечности, включающее биоинертную политетрафторэтиленовую мембрану в форме трубы, циркулярное утолщение биоинертной мембраны по внутреннему радиусу на краях трубы, альгинатный гель на внутренней поверхности трубы, металлические пластины, кортикальные винты для крепления металлических пластин и трубы к концам отломков кости.
7. Устройство по п. 6, отличающееся тем, что труба имеет рентгенконтрастные метки, расположенные вдоль длины трубы.
Медаль Альфреда Нобеля