절차는 Lipogems 시스템을 사용 하 여 수행 됩니다.

연구 기관 또는 국가 연구 위원회 그리고 1964 헬싱키 선언 및 최신 개정 또는 유사한 윤리 윤리 기준에 따라 관련 된 인간의 참가자 들은 모든 절차 수행 표준입니다.
1. 병력
<ol><li>자세한 환자의 역사와 임상 시험을 시작 합니다. 참고:는 OLT 해야 합니다 항상 될 의심 발목의 불안정성의 경우 붓기, 뻣 뻣 함, 통증과 공동 방해와 관련 된 반복적인된 염 좌와 함께. 또한, 많은 경우에 OLT 염증 또는 혈관 질환, 신경 병 또는 신경학 적 질환, 당뇨병 등 전신 질환의 역사와 관련 있을 수 있습니다. 약물 이나 치료에 영향을 미칠 수 있는 의료 문제를 사용 하 여 평가 하 고 고려 해야 합니다.</li>
</ol>2. 임상 시험
<ol><li>발목 또는 뒷 발 기형 orthostatic 위치에 환자를 평가 합니다. 운동 (ROM)의 근육 및 힘 줄 기능 및 발목 범위를 평가 합니다. 확산 부드러움 자주, 특히 최대 굴곡 및 확장, 중 이며 관절 관절의 수준에서 터치 영역을 발생 하는 것은 드물지 않다.</li>
	<li>부수적인 측면 발목 불안정성을 식별 하는 앞쪽 및 후부 서랍 시험을 수행 합니다.</li>
	<li>수술 전 상담 하는 동안 다음 임상 및 기능 점수 기록: 미국 정형 외과 발 & 발목 사회 (AOFAS) 발목과 뒷 다리-발 점수15, 시각적 아날로그 규모 (VAS) 통증 점수16및 12 항목 약식 건강 조사 (SF-12)17.</li>
</ol>3. 방사능 평가
<ol><li>발과 발목의 방사선 사진 베어링 양측 무게를 수행 합니다. 기존의 체중 베어링 anteroposterior (AP), 구멍과 발목의 측면 체중 베어링 조회 이것에 의하여 이루어져 있다. 중립 위치에 AP 장 붓 구멍을 수행 하는 탈 러 스의 더 나은 시각화에 대 한 내부 회전의 15도 함께 합니다. 참고: OLT의 50%만 방사선 사진; 진단 될 수 있다 큰 병 변 일 경우 radiolucency로 둘러싸인 분리 된 뼈의 지역 지적된18수 있습니다.</li>
	<li>기존의 계산 된 단층 촬영-검사 (ct) 발목의 수행 합니다. CT 검사는 식별 또한 뼈 조각을 분리 시 정확한 위치와 크기의 병 변, 수 있습니다. CT의 약점은 연골의 상태를 표시 하는 기능. 이전 학문은 보여주었다 민감도 특이성 0.81와 0.99, 각각, 코네티컷19,20OLTs를 감지.</li>
	<li>발목의 자기 공명 영상 (MRI)을 수행 합니다. MRI는 연골과 마찰의 뼈 평가에 기본적 이다. 또한, MRI 이온화 방사선을 포함 하지 않는 그리고 부드러운 조직의 더 나은 시각화 수 있습니다. 문학은 민감도 특이성 OLTs21,22검출에서 96%의 보고 합니다.</li>
</ol>4. 수술 방법
<ol><li>수확 및 지방이 많은 직물의 처리
	<ol>
<li>클라인 솔루션 준비: 9 g/L의 염 분의 1 L, 1 %lidocaine 50 mL, 1:1000 피 네 프 린의 1 mL, 10 mL의 8.4% 나트륨 중 탄산염, 그리고 triamcinolone 아 세토 니드의 10 mg/mL의 0.1 mL.</li>
		<li>메스 칼 날 약 0.5 c m의 두 파라-배꼽 절 개를 만듭니다. 클라인 솔루션의 약 300 mL 18 G 바늘 (그림 1) 60 mL 주사기를 사용 하 여 절 개 통해 복 부의 피하 지방 조직에 주사.</li>
		<li>40-45 mL 20 mL 주사기에 부착 하 고 처리 키트 (그림 2)에 13 G 무딘 정을 사용 하 여 줄기의 수확. 일반적으로, peri-배꼽 영역에서 수확 수행 합니다.</li>
		<li>닫힌된 시스템에서 lipoaspirate의 100-130 mL를 삽입 합니다. 이 겨 내는 lipoaspirate 장치에 큰 필터를 첫 번째 클러스터 감소; 동시에 식 염 수 솔루션의 해당 수량 낭비 가방으로 종료합니다. 중요 한 역할은 기름, 혈액, 그리고 염 분 사이 임시 유제를 스테인리스 구슬에 의해 재생 됩니다. 염 분 해결책의 중력 카운터 흐름에 의해 기름 잔류물과 오염 된 혈액을 제거 합니다.</li>
		<li>(흐르는 솔루션 나타납니다 명확 하 고 lipoaspirate 노랑)이 세척 단계 후 염 분 유량을 멈추고 반전 장치 (최대 회색 모자), 두 번째 지방 클러스터 감소에 지도. 필터를 통해 두 번째 절단 6 각형, 아래에서 10 mL 주사기로 액체를 밀어 부동 지방 클러스터를 추진 하 여 감소를 얻을. 소자의 위 개통에 연결 10 mL 주사기로 최종 제품을 수집 합니다. 참고: 지방 조직에 대 한 처리 키트 향상 표준 lipofilling 기술: 사실, 시스템은 폐쇄, 전체-침수, 저압 원통형 시스템 구성, pericytes의 큰 숫자를 포함 하는 유연 하 고 균일 한 제품을 얻기 위하여. 이 절차에는 온화한 기계적인 힘, 독점적으로 통해 지방 세포의 처리와 stromal 혈관 틈새의 무결성을 보존 수 있습니다. 과정 이상 외상 가능 이며 효소 처리 또는 확장 하지 않고 짧은 시간 (15-20 분)에서 사용할 수 있는 최종 제품을 만드는. 손상 되지 않은 vasculostromal 틈새 치유 과정을 도움이 됩니다.</li>
		<li>일단은 줄기는 수확 하 고, 복 부에 압축 붕대를 적용 합니다.</li>
	</ol></li>
	<li>수술 및 지방 조직 분사
	<ol>
<li>지 혈 대, 출혈 감소 및 더 나은 절경 시각화1허용 허벅지의 수준에서 250 mmHg의 압력으로 척추 마 취 부정사 위치에 환자를 배치 합니다.</li>
		<li>Dermographic 펜으로 피부에 해부학 적 랜드마크를 표시 합니다. 랜드마크는 의원 성 상해를 피하기 위해 필수적입니다. 다음 표 (그림 3). 두 malleoli (측면 (LM)과 중간 (MM)) 이전 공동 선 (JL)과 dorsi-와 발바닥-굴곡 발목 관절의 식별 tibialis 앞쪽 힘 줄 (문신)과 아 킬 레 스 힘 줄 위대한 saphenous 정 맥, 중간 malleolus 앞두고 실행 표면 비 골 신경 (SPN)</li>
		<li>첫째, anteromedial 포털 그냥 중간 tibialis 앞쪽 힘 줄, 부드러운 자리와 동시에 수행 합니다. 이 포털을 접근 포털을 나타냅니다. 대부분의 경우, dorsiflexion에서 발목으로 우울증은 표시 하 고 만져 서.<ol>
<li>블레이드, 단지 피부를 잘라내어 다음 무딘 절 개 하 여 캡슐을 구멍. Saphenous 신경 및 큰 saphenous 정 맥을 피하기 위해 주의. 신경은 약 7.4 m m 포털 측면 saphenous 정 맥 옆으로 포털에 위치 9 mm 이다. 이 두 개의 기본 보기 포털 중 하나를 구성합니다.</li>
		</ol>
</li>
		<li>공동 라인 확인 anterolateral 포털, 중간 측면 발목을 놓고 신 근 digitorum 힘 측면. 참고: anterolateral 포털을 수행할 때 중간 등 쪽 피부 신경 (표면 비 골 신경의 측면 지점);에 어떤 부상을 방지합니다 이러한 이유로, 절단 후, 피부 해야 합니다 뒤에 무딘 해 부.</li>
		<li>크기와 위치를 평가 하기 위해 관절 연골을 검사 합니다. palpator와 연골의 품질과 상태를 평가 합니다. 탈 러 스의 Osteochondral 병 변은 일반적으로 posteromedially 또는 anterolaterally.<ol>
<li>비록 일부 외과 더 큰 4mm arthroscope 사용 되며 관절의 앞쪽 쉬는 시간에 악기를 계속 30 ° 보기 각을 가진 광각 2.7 m m arthroscopes를 사용 하 여 절경 치료를 수행 합니다. 비-침략 적 공동 주의 기술과 하이퍼 발바닥의 굴곡에서 돔의 대부분을 사용할 수 있습니다.</li>
			<li>사후 병 변 시 시경 공동을 산만 하 게 병 변 노출 하는 Hintermann 분산기 장소. Hintermann 분산기는 오프닝 레버 팔 이전에 위치 하 고 경골에서 뼈 medially 또는 옆으로, 병 변 측에 따르면 2 개의 K-철사에 적용. 측면 병 변의 경우 알아서 tibial 뼈, 비 골, 관절의 더 주의 달성 하기 위해 피하에 인접 K-와이어를 삽입.</li>
		</ol>
</li>
		<li>병 변은 퀴 렛을 준비, 불안정 하 고 손상 된 연골을 제거, 석 회 질된 층 및 일반 모양 만들려면 괴 고 경화 뼈 포함 어깨 테두리가 있는 병 변. 이 단계에 대 한 표준 절경 퀴 렛 (그림 4)를 사용 합니다.</li>
		<li>병 변의 안쪽에 외부에서 둥글게 microperforations를 수행 하는 마찰의 뼈에서 골 수 줄기 세포를 자극.<ol>
<li>그들 사이 약 3 m m의 간격으로 구멍을 실시 합니다. Microfractures Chondral 선택을 사용 하 여 결함 (그림 5) 아래 건강 한 마찰의 뼈 유도. 참고: 섬유 소 혈전의 형성에는 출혈 발생합니다. 혈액 응고 염증 캐스케이드 활성화를 통해 제품 출시 vasoactive 중재자, 성장 인자, cytokines. 이러한 요소는 병 변의 chondral 부분으로 중간 엽 줄기 세포의 마이그레이션 및 혈관 내 습을 자극 하 능력을가지고. 이 만능 세포는 섬유 아 세포, chondrocytes, 및 osteoblasts로 분화 하 고 병 변의 수리의 자극에 중요 한 역할을 자극 된다. Paracrine 관절 환경에서 성장 인자 세포 외 기질 형성 및 fibrocartilage의 생산을 촉진합니다. 같은 시간에 뼈 부분의 병 변 세포는 성숙한 뼈에 의해 점차적으로 대체 되는 미 성숙한 뼈 조직 생성.</li>
		</ol>
</li>
		<li>포부와 공동 완전히 건조 될 때까지 면 스폰지를 사용 하 여 나머지 액체에 면도기를 사용 하 여 내부 관절 물 제거.</li>
	</ol></li>
	<li>지방 유래 줄기 세포 주입
	<ol>
<li>이전 준비 단계 4.1.3에서 두 개의 포털 (anteromedial 또는 anterolateral) 중 하나를 사용 하 여 발목 관절에 지방 유래 줄기 세포의 5-7 mL를 주사.</li>
		<li>지 혈 대를 놓습니다.</li>
	</ol></li>
</ol>5. 수술 후 관리
<ol><li>전체 방전에서 운영된 사지와 함께 15 일 동안 발목의 움직임을 피하십시오.</li>
	<li>수술 후, 15 일 전체 복구 및 모션의 범위에 도달할 때까지 발목의 능동 및 수동 움직임을 허용 합니다.</li>
	<li>30 일 수술 후 충전을 허용.</li>
</ol>6. 임상 및 방사선 후속
<ol><li>임상 방사선학 6의 그리고 12 달에, 그 후, 매년 환자를 평가 합니다. 후속 프로토콜 AOFAS 발목과 뒷 다리-발 점수, VAS 통증 점수, 및 SF-12 각 끝점15,,1617에 구성 되어 있습니다. 방사선 검사는 MRI 및 CT 스캔 운영된 발목의 포함 되어 있습니다.</li>
</ol>

<ol>
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J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Current+Concepts+Review+Update:+Osteochondral+Lesions+of+the+Talus.">Current Concepts Review Update: Osteochondral Lesions of the Talus.</a> Foot Ankle Int. 38 (3), 331-342 (2017).</li><li>Looze, C. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Evaluation+and+Management+of+Osteochondral+Lesions+of+the+Talus.">Evaluation and Management of Osteochondral Lesions of the Talus.</a> Cartilage. 8 (1), 19-30 (2017).</li><li>Dragoo, J. L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Healing+full-thickness+cartilage+defects+using+adipose-derived+stem+cells.">Healing full-thickness cartilage defects using adipose-derived stem cells.</a> Tissue Eng. 13 (7), 1615-1621 (2007).</li><li>Lee, S. Y., Kim, W., Lim, C., Chung, S. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Treatment+of+Lateral+Epicondylosis+by+Using+Allogeneic+Adipose-Derived+Mesenchymal+Stem+Cells:+A+Pilot+Study.">Treatment of Lateral Epicondylosis by Using Allogeneic Adipose-Derived Mesenchymal Stem Cells: A Pilot Study.</a> Stem Cells. 33 (10), 2995-3005 (2015).</li><li>Feisst, V., Meidinger, S., Locke, M. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=From+bench+to+bedside:+use+of+human+adipose-derived+stem+cells.">From bench to bedside: use of human adipose-derived stem cells.</a> Stem Cells Cloning. 8, 149-162 (2015).</li></ol>

페데리코 주세페 Usuelli, 메릴랜드, 개인 비용 인 티와 Geistlich, 보조금 및 개인적인 짐머에서 제출된 작품 밖에 서 보고합니다.

최근 몇 년 동안, 임상 및 전 임상 시험은 다른 근 골격 계 병 리를 치료 하는 줄기의 효과에 그들의 주의 집중 했다. 이 문서의 목표 연관 절경 microperforations microfractured 및 순화 된 지방 조직을 사용 하 여 탈 러 스의 osteochondral 장애의 치료에 대 한 프로토콜을 설명 하는. 프로토콜은 합병증의 고 위험으로 몇 가지 중요 한 단계를 포함 한다. 지방 채취 하는 동안 합병증 로컬 또는 전신 합병증으로 ?...

관절의 통증, 기능, 복원 하 고 삶의 질 향상, 특히 젊고 활동적인 환자에서에서 목표와 탈 러 스 (OLTs)의 osteochondral 장애의 치료에 대 한 황금 표준입니다.
현재, 절경 기법 세 가지 방법으로 나눌 수 있다. 와 기술 debridement 그리고 병 변의 수준에서 microperforations를 통해 골 수에서 파생 된 세포를 자극. 재건 기술 병 변 헌 또는 분리 ostechondral 이식을 사용 하 여 대체 합니다. 재생 기술 이용 손상 된 조직을1,2,3,,45,6 재구성 multipotent 세포 분화와 복제를 수 .
최근 몇 년 동안, 재생 기술 OLTs, 및 지방 조직 (줄기)7,8 에서 파생 된 특히 중간 엽 줄기 세포의 치료에 대 한 수많은 생체 외에서 그리고 vivo에서 연구의 대상이 되고있다 , 9. 이러한 중간 엽 줄기 세포 전시 다른 조직;에서 고립 된 다른 multipotent 셀에 유사한 형태학 적 및 기능적 특성 그들은 또한 여러 가지로 분화 하는 능력 있고 다른 셀룰러 라인 생체 외에서 그리고 vivo에서모두10,,1112,13. 이러한 세포에 관한 연구에 대 한 포커스는 주로 그들의 지역화, 사실 그들은 조직13,14의 그램 당 5000 세포의 농도와 정상 체중의 30%로 10%에서 대표. 다른 한편으로, 이러한 셀의 사용을 제한 하는 요소는 실험실 절차 동안 처리 관련. 집계의 adipocytes, 콜라겐 섬유, 정상 혈관을 포함 하는 lipoaspirate A 타입, 그리고 문화 전에 혈 대상이 콜라겐 효소 처리 됩니다. 목표는 여기 microfractured 및 순화 된 지방 조직을 사용 하 여 탈 러 스의 osteochondral 장애의 치료에 대 한 프로토콜을 설명 하는 것입니다.

<table><tbody><tr><td>PROCESS KIT - PROCESSING KIT FOR FAT TISSUE</td><td>LIPOGEMS</td><td>LG PK 60</td><td>Lipogems Kit to obtain microfractured and purified ADSCs</td></tr><tr><td>HINTERMANN SPREADER</td><td>INTEGRA</td><td>119654</td><td>The spreader allow to access most of the talar dome, in particular in case of posterior lesion</td></tr><tr><td>CUP CURETTE</td><td>ARTHREX</td><td>AR-8655-02</td><td>To remove the damaged cartilage and necrotic and sclerotic bone</td></tr><tr><td>CHONDRAL PICK 30&amp;deg; TIP / 60&amp;deg; TIP</td><td>ARTHREX</td><td>AR-8655-05&lt;br/&gt; AR-8655-06</td><td>To perfrom microperforation at the level of the lesion, stimulating bleeding from the subchondral bone</td></tr><tr><td>SHAVER</td><td>ARTHREX</td><td>AR-7300SR</td><td>To clean the joint and aspirate water</td></tr></tbody></table>

autologous microfractured and purified adipose tissue for arthroscopic management of osteochondral lesions of the talus

최근 몇 년 동안, 재생 기술 되어 점점 더 공부 하 고는 탈 러 스의 osteochondral 병 변을 치료 하는 데 사용. 특히, 여러 연구 결과 중간 엽 줄기 세포는 지방 조직에서 파생 된에 그들의 주의 집중 했다. 지방 유래 줄기 세포 (줄기) 형태학 상 특성 및 속성 다른 중간 엽 세포와 비슷한 고 여러 세포 선으로 분화 할 수 있다. 또한, 이러한 세포 조직의 그램 당 5000 세포의 농도와 정상적인 몸 무게의 10-30%를 대표 하는 피하 조직에서 널리 사용할 수 있습니다.
제시 기술, 첫 번째 단계는 줄기를 수확 하는 복 부와 미세 및 정화;의 과정에서 포함 한다 다음, 수술 완전히 arthroscopically 적은 부드러운 조직 절 개, 더 나은 공동 시각화와 표준 오픈 절차와 비교 된 더 빠른 복구 수행 됩니다. 관절에 병 변 식별, 절연, 및 microperforations; 준비 첫 단계 특징 이다 두 번째 단계, 수행된 건조, 지방 조직 병 변의 수준에서의 주입을 포함 한다.
1 월 2016 9 월 2016 년 사이 4 명의 환자 microfractured와 순화 된 지방 조직 탈 러 스의 osteochondral 병 변의 절경 치료를 받았다. 모든 환자 보고 된 합병증으로 수술 후 6 개월 임상 개선 보고. 최신 후속에 기능 점수 장려 하 고 신뢰할 수 있는 통증과 탈 러 스의 osteochondral 병 변 환자에서 개선을 제공 하는 기술을 확인 합니다.

1 월 2016 9 월 2016 년 사이 4 명의 환자 microfractured와 순화 된 지방 조직 탈 러 스의 osteochondral 병 변의 절경 치료를 받았다. 모든 환자에서 수술 후 6 개월 임상 개선을 보고. 예비 임상 결과 표 1에 보고 됩니다. 아니 합병증 보고 했다.
최근 몇 년 동안, 발 및 발목 pathologies의 치료를 위한 줄기의 사용 증가 했다. 2013 년...

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Autologous Microfractured and Purified Adipose Tissue for Arthroscopic Management of Osteochondral Lesions of the Talus

이 연구의 목적은 microfractured 고 순화 된 지방 유래 줄기 세포를 사용 하 여 탈 러 스의 osteochondral 장애의 절경 치료에 대 한 프로토콜을 보고입니다.

헌 Microfractured 고 순화 된 지방 조직에서 탈 러 스의 Osteochondral 장애의 절경 관리에 대 한

In recent years, regenerative techniques have been increasingly studied and used to treat osteochondral lesions of the talus. In particular, several ...

autologous-microfractured-purified-adipose-tissue-for-arthroscopic

Research

JoVE Journal

Medicine

10.2K 조회수.  IRCCS Istituto Ortopedico Galeazzi - C.A.S.C.O. Piede e Caviglia. 이 연구의 목적은 microfractured 고 순화 된 지방 유래 줄기 세포를 사용 하 여 탈 러 스의 osteochondral 장애의 절경 치료에 대 한 프로토콜을 보고입니다.

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Repair of a Critical-sized Calvarial Defect Model Using Adipose-derived Stromal Cells Harvested from Lipoaspirate

Craniofacial skeletal repair and regeneration offers the promise of de novo tissue formation through a cell-based approach utilizing stem cells. Adipose-derived stromal cells (ASCs) have proven to be an abundant source of multipotent stem cells capable of undergoing osteogenic, chondrogenic, adipogenic, and myogenic differentiation. Many studies have explored the osteogenic potential of these cells in vivo with the use of various scaffolding biomaterials for cellular delivery. It has been demonstrated that by utilizing an osteoconductive, hydroxyapatite-coated poly(lactic-co-glycolic acid) (HA-PLGA) scaffold seeded with ASCs, a critical-sized calvarial defect, a defect that is defined by its inability to undergo spontaneous healing over the lifetime of the animal, can be effectively show robust osseous regeneration. This in vivo model demonstrates the basis of translational approaches aimed to regenerate the bone tissue - the cellular component and biological matrix. This method serves as a model for the ultimate clinical application of a progenitor cell towards the repair of a specific tissue defect.

This protocol describes the isolation of adipose-derived stromal cells from lipoaspirate and the creation of a 4 mm critical-sized calvarial defect to evaluate skeletal regeneration.

Lipoaspirate에서 수확 지방 - 파생 Stromal 셀을 사용하여 임계 크기 Calvarial 결함 모델의 수리

Craniofacial skeletal repair and regeneration offers the promise of de novo tissue formation through a cell-based approach utilizing stem cells. ...

연구

의학

Treatment of Ankle Osteoarthritis with Total Ankle Replacement Through a Lateral Transfibular Approach

Total ankle replacement (TAR) is a valid option for the treatment of ankle osteoarthritis. The traditional surgical approach for TAR is the anterior approach. Recently, the lateral transfibular approach to the ankle has gained popularity since a new TAR implant was designed to be performed via this approach that results in an ideal visualization of the center of rotation of the ankle and curved resections that allow for sparing bone cuts. The aim of the present paper is to present our preoperative, operative, and postoperative protocols for the treatment of the osteoarthritis of the ankle with TAR via lateral approach. We present our preoperative clinical and radiographic protocol. In addition, we describe our surgical technique with some technical tips. Finally, we report our follow-up schedule that includes the collection of clinical, functional, and radiographic data. The results of this procedure are encouraging: TAR through a lateral transfibular approach provides reliable pain relief and improvements in functional outcomes in patients with ankle osteoarthritis.

We present our preoperative, operative, and postoperative protocols for the treatment of osteoarthritis of the ankle with total ankle replacement via lateral transfibular approach.

측면 Transfibular 방식을 통해 총 발목 보충 발목 관절염의 치료

Total ankle replacement (TAR) is a valid option for the treatment of ankle osteoarthritis. The traditional surgical approach for TAR is the anterior ...

행동분석학

Matrix-assisted Autologous Chondrocyte Transplantation for Remodeling and Repair of Chondral Defects in a Rabbit Model

Articular cartilage defects are considered a major health problem because articular cartilage has a limited capacity for self-regeneration 1. Untreated cartilage lesions lead to ongoing pain, negatively affect the quality of life and predispose for osteoarthritis. During the last decades, several surgical techniques have been developed to treat such lesions. However, until now it was not possible to achieve a full repair in terms of covering the defect with hyaline articular cartilage or of providing satisfactory long-term recovery 2-4. Therefore, articular cartilage injuries remain a prime target for regenerative techniques such as Tissue Engineering. In contrast to other surgical techniques, which often lead to the formation of fibrous or fibrocartilaginous tissue, Tissue Engineering aims at fully restoring the complex structure and properties of the original articular cartilage by using the chondrogenic potential of transplanted cells. Recent developments opened up promising possibilities for regenerative cartilage therapies.
The first cell based approach for the treatment of full-thickness cartilage or osteochondral lesions was performed in 1994 by Lars Peterson and Mats Brittberg who pioneered clinical autologous chondrocyte implantation (ACI) 5. Today, the technique is clinically well-established for the treatment of large hyaline cartilage defects of the knee, maintaining good clinical results even 10 to 20 years after implantation 6. In recent years, the implantation of autologous chondrocytes underwent a rapid progression. The use of an artificial three-dimensional collagen-matrix on which cells are subsequently replanted became more and more popular 7-9.
MACT comprises of two surgical procedures: First, in order to collect chondrocytes, a cartilage biopsy needs to be performed from a non weight-bearing cartilage area of the knee joint. Then, chondrocytes are being extracted, purified and expanded to a sufficient cell number in vitro. Chondrocytes are then seeded onto a three-dimensional matrix and can subsequently be re-implanted. When preparing a tissue-engineered implant, proliferation rate and differentiation capacity are crucial for a successful tissue regeneration 10. The use of a three-dimensional matrix as a cell carrier is thought to support these cellular characteristics 11.
The following protocol will summarize and demonstrate a technique for the isolation of chondrocytes from cartilage biopsies, their proliferation in vitro and their seeding onto a 3D-matrix (Chondro-Gide, Geistlich Biomaterials, Wollhusen, Switzerland). Finally, the implantation of the cell-matrix-constructs into artificially created chondral defects of a rabbit's knee joint will be described. This technique can be used as an experimental setting for further experiments of cartilage repair.

An experimental technique for the treatment of chondral defects in the rabbit's knee joint is described. The implantation of autologous chondrocytes seeded on a matrix is a well-accepted method for the remodeling and repair of articular cartilage lesions providing satisfying long-term results. Matrix-assisted autologous chondrocyte transplantation (MACT) offers a standardized and clinically established implantation method.

토끼 모델에서 Chondral 결함의 리모델링 및 수리를위한 매트릭스를 이용한자가 연골 세포 이식

Articular cartilage defects are considered a major health problem because articular cartilage has a limited capacity for self-regeneration 1. Untreated ...

Treatment of Osteochondral Defects in the Rabbit's Knee Joint by Implantation of Allogeneic Mesenchymal Stem Cells in Fibrin Clots

The treatment of osteochondral articular defects has been challenging physicians for many years. The better understanding of interactions of articular cartilage and subchondral bone in recent years led to increased attention to restoration of the entire osteochondral unit. In comparison to chondral lesions the regeneration of osteochondral defects is much more complex and a far greater surgical and therapeutic challenge. The damaged tissue does not only include the superficial cartilage layer but also the subchondral bone. For deep, osteochondral damage, as it occurs for example with osteochondrosis dissecans, the full thickness of the defect needs to be replaced to restore the joint surface 1. Eligible therapeutic procedures have to consider these two different tissues with their different intrinsic healing potential 2. In the last decades, several surgical treatment options have emerged and have already been clinically established 3-6.
Autologous or allogeneic osteochondral transplants consist of articular cartilage and subchondral bone and allow the replacement of the entire osteochondral unit. The defects are filled with cylindrical osteochondral grafts that aim to provide a congruent hyaline cartilage covered surface 3,7,8. Disadvantages are the limited amount of available grafts, donor site morbidity (for autologous transplants) and the incongruence of the surface; thereby the application of this method is especially limited for large defects.
New approaches in the field of tissue engineering opened up promising possibilities for regenerative osteochondral therapy. The implantation of autologous chondrocytes marked the first cell based biological approach for the treatment of full-thickness cartilage lesions and is now worldwide established with good clinical results even 10 to 20 years after implantation 9,10. However, to date, this technique is not suitable for the treatment of all types of lesions such as deep defects involving the subchondral bone 11.
The sandwich-technique combines bone grafting with current approaches in Tissue Engineering 5,6. This combination seems to be able to overcome the limitations seen in osteochondral grafts alone. After autologous bone grafting to the subchondral defect area, a membrane seeded with autologous chondrocytes is sutured above and facilitates to match the topology of the graft with the injured site. Of course, the previous bone reconstruction needs additional surgical time and often even an additional surgery. Moreover, to date, long-term data is missing 12.
Tissue Engineering without additional bone grafting aims to restore the complex structure and properties of native articular cartilage by chondrogenic and osteogenic potential of the transplanted cells. However, again, it is usually only the cartilage tissue that is more or less regenerated. Additional osteochondral damage needs a specific further treatment. In order to achieve a regeneration of the multilayered structure of osteochondral defects, three-dimensional tissue engineered products seeded with autologous/allogeneic cells might provide a good regeneration capacity 11.
Beside autologous chondrocytes, mesenchymal stem cells (MSC) seem to be an attractive alternative for the development of a full-thickness cartilage tissue. In numerous preclinical in vitro and in vivo studies, mesenchymal stem cells have displayed excellent tissue regeneration potential 13,14. The important advantage of mesenchymal stem cells especially for the treatment of osteochondral defects is that they have the capacity to differentiate in osteocytes as well as chondrocytes. Therefore, they potentially allow a multilayered regeneration of the defect.
In recent years, several scaffolds with osteochondral regenerative potential have therefore been developed and evaluated with promising preliminary results 1,15-18. Furthermore, fibrin glue as a cell carrier became one of the preferred techniques in experimental cartilage repair and has already successfully been used in several animal studies 19-21 and even first human trials 22.
The following protocol will demonstrate an experimental technique for isolating mesenchymal stem cells from a rabbit's bone marrow, for subsequent proliferation in cell culture and for preparing a standardized in vitro-model for fibrin-cell-clots. Finally, a technique for the implantation of pre-established fibrin-cell-clots into artificial osteochondral defects of the rabbit's knee joint will be described.

An experimental technique for the treatment of osteochondral defects in the rabbit's knee joint is described. The implantation of allogeneic mesenchymal stem cells into osteochondral defects provides a promising development in the field of tissue engineering. The preparation of fibrin-cell-clots in vitro offers a standardized method for implantation.

섬유소 혈전의 동종 간엽 줄기 세포의 주입에 의한 토끼의 무릎 관절의 골 연골 결함의 치료

The treatment of osteochondral articular defects has been challenging physicians for many years. The better understanding of interactions of articular ...

Application of Atomic Force Microscopy to Detect Early Osteoarthritis

Biomechanical properties of cells and tissues not only regulate their shape and function but are also crucial for maintaining their vitality. Changes in elasticity can propagate or trigger the onset of major diseases like cancer or osteoarthritis (OA). Atomic force microscopy (AFM) has emerged as a strong tool to qualitatively and quantitatively characterize the biomechanical properties of specific biological target structures on a microscopic scale, measuring forces in a range from as small as the piconewton to the micronewton. Biomechanical properties are of special importance in musculoskeletal tissues, which are subjected to high levels of strain. OA as a degenerative disease of the cartilage results in the disruption of the pericellular matrix (PCM) and the spatial rearrangement of the chondrocytes embedded in their extracellular matrix (ECM). Disruption in PCM and ECM has been associated with changes in the biomechanical properties of cartilage. In the present study we used AFM to quantify these changes in relation to the specific spatial pattern changes of the chondrocytes. With each pattern change, significant changes in elasticity were observed for both the PCM and ECM. Measuring the local elasticity thus allows for drawing direct conclusions about the degree of local tissue degeneration in OA.

We present a method to investigate early osteoarthritic changes at the cellular level in articular cartilage by using atomic force microscopy (AFM).

조기 골관절염을 검출하기 위한 원자력 현미경 검사법 적용

Biomechanical properties of cells and tissues not only regulate their shape and function but are also crucial for maintaining their vitality. Changes in ...

생체공학

Clinical Protocol of Producing Adipose Tissue-Derived Stromal Vascular Fraction for Potential Cartilage Regeneration

Osteoarthritis (OA) is one of the most common debilitating disorders.&#160;Recently, numerous attempts have been made to improve the functions of the knees by using different forms of mesenchymal stem cells (MSCs). In Korea, bone marrow concentrates and cord blood-derived stem cells have been approved by the Korean Food and Drug Administration (KFDA) for cartilage regeneration. In addition, an adipose tissue-derived stromal vascular fraction (SVF) has been allowed by the KFDA for joint injections in human patients. Autologous adipose tissue-derived SVF contains extracellular matrix (ECM) in addition to mesenchymal stem cells. ECM excretes various cytokines that, along with hyaluronic acid (HA) and platelet-rich plasma (PRP) activated by calcium chloride, may help MSCs to regenerate cartilage and improve knee functions. In this article, we presented a protocol to improve knee functions by regenerating cartilage-like tissue in human patients with OA. The result of the protocol was first reported in 2011 followed by a few additional publications. The protocol involves liposuction to obtain autologous lipoaspirates that are mixed with collagenase. This lipoaspirates-collagenase mixture is then cut and homogenized to remove large fibrous tissue that may clog up the needle during the injection. Afterwards, the mixture is incubated to obtain adipose tissue-derived SVF. The resulting adipose tissue-derived SVF, containing both adipose tissue-derived MSCs and remnants of ECM, is injected into knees of patients, combined with HA and calcium chloride activated PRP. Included are three cases of patients who were treated with our protocol resulting in improvement of knee pain, swelling, and range of motion along with MRI evidence of hyaline cartilage-like tissue.

Here, we present a protocol to produce an adipose tissue-derived stromal vascular fraction and its application to improve knee functions by regenerating cartilage-like tissue in human patients with osteoarthritis.

지방 조직 유래 Stromal 혈관 분수 잠재적인 연골 재생을 위한 생산의 임상 프로토콜

Osteoarthritis (OA) is one of the most common debilitating disorders.&#160;Recently, numerous attempts have been made to improve the functions of the ...

<meta charset="utf8"></head><body>외식물 모델을 사용한 골형성의 멀티모달 분석

Comprehensive Characterization of Tissue Mineralization in an Ex Vivo Model

The extensive characterization of tissue mineralization in the context of bone regeneration represents a significant challenge, given the numerous modalities that are currently available for analysis. Here, we propose a workflow for a comprehensive evaluation of new bone formation using a relevant large animal osseous ex vivo explant. A bone defect (diameter = 3.75 mm; depth = 5.0 mm) is created in an explanted sheep femoral head and injected with a macroporous bone substitute loaded with a pro-osteogenic growth factor (bone morphogenetic protein 2 - BMP2). Subsequently, the explant is maintained in culture for a 28-day period, allowing cellular colonization and subsequent bone formation. To evaluate the quality and structure of newly mineralized tissue, the following successive methods are set up: (i) Characterization and high-resolution 3D images of the entire explant using micro-CT, followed by deep learning image analyses to enhance the discrimination of mineralized tissues; (ii) Nano-indentation to determine the mechanical properties of the newly formed tissue; (iii) Histological examinations, such as Hematoxylin/Eosin/Saffron (HES), Goldner's trichrome, and Movat's pentachrome to provide a qualitative assessment of mineralized tissue, particularly with regard to the visualization of the osteoid barrier and the presence of bone cells; (iv) Back-scattering scanning electron microscopy (SEM) mapping with internal reference to quantify the degree of mineralization and provide detailed insights into surface morphology, mineral composition, and bone-biomaterial interface; (v) Raman spectroscopy to characterize the molecular composition of the mineralized matrix and to provide insights into the persistence of BMP2 within the cement through the detection of peptide bonds. This multimodal analysis will provide an effective assessment of newly formed bone and comprehensive qualitative and quantitative insights into mineralized tissues. Through the standardization of these protocols, we aim to facilitate interstudy comparisons and improve the validity and reliability of research findings.

<meta charset="utf8"></head><body>저자 스포트라이트: 뼈 재생 연구에서 조직 무기질화를 특성화하기 위한 고급 기법

The proposed protocol entails a global approach to assess bone formation in the context of bone regeneration using multimodal analyses. It aims to provide qualitative and quantitative information on new bone formation, enhancing the rigor and validity of basic and pre-clinical investigations.

Ex vivo 모델에서 조직 광물화의 포괄적인 특성 분석

The extensive characterization of tissue mineralization in the context of bone regeneration represents a significant challenge, given the numerous ...

Destabilization of the Medial Meniscus and Cartilage Scratch Murine Model of Accelerated Osteoarthritis

Osteoarthritis is the most prevalent musculoskeletal disease in people over 45, leading to an increasing economic and societal cost. Animal models are used to mimic many aspects of the disease. The present protocol describes the destabilization and cartilage scratch model (DCS) of post-traumatic osteoarthritis. Based on the widely used destabilization of the medial meniscus (DMM) model, DCS introduces three scratches on the cartilage surface. The current article highlights the steps to destabilize the knee by transecting the medial meniscotibial ligament followed by three intentional superficial scratches on the articular cartilage. The possible analysis methods by dynamic weight-bearing, microcomputed tomography, and histology are also demonstrated. While the DCS model is not recommended for studies that focus on the effect of osteoarthritis on the cartilage, it enables the study of osteoarthritis development in a shorter time window, with special focus on (1) osteophyte formation, (2) osteoarthritic and injury pain, and (3) the effect of cartilage damage in the whole joint.

The present protocol describes the controlled microblade scratches on the surface of the articular cartilage after destabilizing the mouse knee by cutting the medial miniscotibial ligament. This animal model presents an accelerated form of osteoarthritis (OA) suitable for studying osteophyte formation, osteosclerosis, and early-stage pain.

내측 반월판 및 연골 스크래치 쥐의 불안정화 가속화된 골관절염의 모델

Osteoarthritis is the most prevalent musculoskeletal disease in people over 45, leading to an increasing economic and societal cost. Animal models are ...

헌 Microfractured 고 순화 된 지방 조직에서 탈 러 스의 Osteochondral 장애의 절경 관리에 대 한

요약

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토끼 모델에서 Chondral 결함의 리모델링 및 수리를위한 매트릭스를 이용한자가 연골 세포 이식

섬유소 혈전의 동종 간엽 줄기 세포의 주입에 의한 토끼의 무릎 관절의 골 연골 결함의 치료

조기 골관절염을 검출하기 위한 원자력 현미경 검사법 적용

지방 조직 유래 Stromal 혈관 분수 잠재적인 연골 재생을 위한 생산의 임상 프로토콜

Ex vivo 모델에서 조직 광물화의 포괄적인 특성 분석

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내측 반월판 및 연골 스크래치 쥐의 불안정화 가속화된 골관절염의 모델