软骨表面移植减少疼痛，恢复髋关节功能的狗

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特蕾西皮克 特蕾西_peake@ncsu.edu

在一项对有中度骨关节炎症状的狗进行的研究中，一种含有来自干细胞的软骨的以纺织品为基础的植入物减轻了疼痛，并将髋关节功能恢复到基线水平。这项研究由北卡罗来纳州立大学(North Carolina State University)、华盛顿大学圣路易斯分校(Washington University in St. Louis)和Cytex Therapeutics Inc.的研究人员牵头，可能是狗和人类在关节表面修复方面迈出的重要的第一步，它可以预防关节表面修复带来的创伤，降低其对人体的伤害。

对人类和狗来说，一层一毫米厚的软骨就意味着活跃的生活方式和痛苦的骨关节炎之间的区别。这个微小的软骨帽保护关节表面，让骨头在彼此之间顺畅地滑动。年龄或关节损伤会导致软骨退化，导致骨关节炎和进行性关节疼痛。

“骨科的圣杯之一是替换软骨，但还没有一种有效的方法来做到这一点，”Duncan Lascelles说，他是北卡罗来纳州立大学外科和转化性疼痛研究和管理教授，也是该研究的共同通讯作者。“目前的研究重点大多是用人造材料替换或修复软骨表面，但目前还不可能再生软骨。而且许多正在使用的人造产品并没有与人体结合。”

华盛顿大学Mildred B.Simon矫形外科教授Farshid Guilak与Bradley Estes和Frank Moutos共同创立了Cytex Therapeutics公司，以开发一种可以替代受损或缺失软骨的植入物。该植入物采用独特的制造技术与最终形成了一个部分织物，部分3D打印结构，可以植入患者自身的干细胞。

Estes说：“将3D打印与先进的纺织品相结合，使我们能够设计出一种植入物，从植入后的第一天起模拟关节中天然健康组织的功能。”。“我们还将其设计为随时间溶解，以便在愈合过程中最终将关节功能转移回患者自身组织。”

研究人员设计了一项研究来测试这种植入物在狗身上关节表面的置换效果，这是将这项技术应用于犬类和人类患者的关键一步。

在这项研究中，在手术前，软骨被允许在植入物上生长数周。然后将植入物放入髋关节球关节的受损区域。随着时间的推移，植入物溶解，最终在修复的髋关节中只留下患者自己的自然组织。

研究中的狗被分为两组，一组接受了植入，另一组没有。Lascelles、北卡罗来纳州立大学研究助理Masataka Enomoto和他们北卡罗来纳州立大学的同事进行了手术，并测量了两组患者随后的关节疼痛和功能。

术后4个月，接受软骨植入物的组在功能和疼痛方面均恢复到基线水平，而对照组从未改善。研究人员还发现有证据表明，植入物已经成功地融入髋关节，有效地对髋关节进行了表面修复。

Lascelles说:“我们看到的是，这些狗在植入后的表现与完全关节置换后一样好，甚至更好。”

埃斯蒂斯说:“我们很高兴看到植入物能如此有效地恢复动物的活动水平。”“毕竟，这就是病人去看医生的原因——他们想要能打网球，和孩子一起玩，总的来说，重新回到一种被关节炎夺走的无痛的积极生活方式。”

Lascelles希望这种植入物能够解决一些与年轻和活跃患者的全关节置换相关的问题。

拉塞勒斯说：“年轻患者的全关节置换术有明显的缺点。”。手术更为复杂，人工关节只有在特定的几年内才能使用，直到必须更换为止，每次的效果往往较差。

“这种手术的侵入性较小，植入物使用人体自身的细胞，与受损区域融合，几乎没有排斥的危险。我们相信，这是一个早期干预，可能是一个重大进展，推迟了狗的关节置换，希望有一天人类。”

该作品出现在科学进步由Shriners儿童医院、关节炎基金会、Nancy Taylor慢性病基金会和美国国立卫生研究院资助，资助编号为AR055042、AG46927、AG15768、AR74240、AR073752和AR074992。Cytex Therapeutics已经获得了植入技术的许可。Enomoto和Estes是该论文的共同第一作者。来自威斯康辛医学院和普渡大学的研究人员也对这项工作做出了贡献。

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编辑注意：一个抽象的。

“髋关节骨关节炎犬模型的生物表面重建”

内政部：10.1126 / sciadv.abi5918

作者:布拉德利·T·埃斯特斯、富兰克林·T·穆托斯、文森特·P·威拉德、Cytex治疗学公司；马萨塔卡·伊诺莫托、梅根·A·卡森、乔纳森·史泰里奇、北卡罗来纳州立大学邓肯·拉塞勒斯；威斯康星州医学院杰弗里·M·托斯、彼得·艾格特；圣路易斯华盛顿大学法希德·吉拉克的黛博拉·J·维斯；普渡大学的黛安·利特尔城市
发表:九月十五日科学进步

文摘:
关节软骨具有独特的承载特性，但具有最小的内在修复能力。在这里，我们使用3D编织、添加剂制造和自体间充质干细胞来创建组织工程双组分植入物，以在犬髋关节骨关节炎模型中恢复髋关节功能。这种可吸收植入物专门设计用于从修复时起的机械功能，以及与天然组织的生物整合，以实现长期修复。在骨骼发育成熟的猎犬的髋部形成了一个巨大的骨软骨损伤，并用植入物修复或留下空白（对照组）。超过6个月的纵向结果测量表明，植入狗的疼痛和功能恢复到正常的术前值。植入的狗的解剖结构和功能生物力学特性也得到了恢复。对照组动物从未恢复正常，并表现出结构缺陷修复。这项研究提供了临床相关证据，表明双组分植入物可能是治疗中度髋关节骨关节炎的一种潜在疗法。