- Abstrakt
- 1. Úvod
- 2. Materiál a metody
- 2.1. Materiály a metody Zvířecí model
- 2.2. Zvířata se v klecích chovala v souladu s pravidly pro chov zvířat. Schválení zvířat
- 2.3. Materiály pro kostní štěpy
- 2.3.1. Autograft
- 2.3.2. Allograft
- 2.4. Design studie
- 2,5. T3: histologický řez. Chirurgické postupy
- 2.5.1. Ovariektomie (OVX)
- 2.5.2. Osteoporotická kostní struktura u potkanů Defekt proximální tibie
- 2,6. Mikro-CT skenování a mikroarchitektonická analýza
- 2.7 . Histologie a histomorfometrie
- 2.8. Objem kostí byl vypočten jako podíl množství kostních nálezů a celkového počtu nálezů. Statistická analýza
- 3. Výsledky
- 3.1. Výsledky analýzy Pozorování zvířat
- 3.2. Potkani vystavení OVX přibývali na hmotnosti během prvních 12 týdnů z g na g (). Třídimenzionální mikroarchitektonické vlastnosti
- 3.2.1. Vliv na mikroarchitektonické vlastnosti kosti. Indukce osteoporózy u potkanů
- 3.2.2. Změny mikroarchitektury při ošetření autotransplantátem a alograftem
- 3.3. Histologie a histomorfometrie
- 3.3.1. Histologie
- 3.3.2. Tvorba kosti v oblasti defektu. Histomorfometrie
- 4. Diskuse
- 5. V případě, že je alograft používán po dobu 21 dní, je možné, že se výsledky potvrdí. Závěr
- Dostupnost údajů
- Konflikty zájmů
- Poděkování
Abstrakt
Úvod. V oblasti ortopedické chirurgie je použití osteogenního materiálu u větších defektů nezbytné. Známé jsou metody autotransplantace i alotransplantace, přičemž za nejlepší volbu se považuje autotransplantace. Autograft je však spojen s dalšími invazivními postupy, které se u křehkých pacientů mohou ukázat jako obtížné, a může způsobit lokální vedlejší účinky po odběru kosti. Pro proveditelné účely se tímto zvyšuje použití alograftu a porovnává se účinnost a rozdíly mezi autograftem a alograftem jsou zásadní pro klinický výsledek u pacientů. Metoda. Do studie bylo zařazeno 24 samic norských hnědých potkanů, 12 normálních a 12 potkanů s indukovanou osteoporózou (OP). Indukce OP byla ověřena in vivo pomocí objemové frakce kosti (BV/TV) po 90 dnech od ovariektomie (OVX). Primární chirurgický zákrok u každého potkana spočíval v tom, že do proximální tibie byl oboustranně voperován otvor o průměru mm. Autotransplantát a alotransplantát byly náhodně přiděleny do pravé a levé holenní kosti. Po 21 dnech pozorování byli potkani usmrceni. Vzorky tibie byly odebrány, mikro-CT skenovány pro zjištění indukce kosti a mikroarchitektonických vlastností a poté vloženy na histologii. Výsledky. Indukce OP byla ověřena tři měsíce po OVX snížením trámčité kosti BV/TV o 68,5 % ve srovnání s normální kostí. Analýza mikroarchitektury a histologie neprokázaly po 3 týdnech žádné významné rozdíly v kostotvorných schopnostech mezi autotransplantátem a alotransplantátem v normální nebo osteoporotické kosti. Závěr. Tato studie neprokázala žádný rozdíl mezi autotransplantátem a alotransplantátem v normálním nebo osteoporotickém modelu tibiálního defektu potkana po 21 dnech, což naznačuje, že alotransplantát je dobrou alternativou k autotransplantátu.
1. Úvod
Ztráty a defekty kostí mohou být způsobeny traumatem, infekcemi nebo po artroplastikách. Jsou kategorizovány jako jeden z největších klinických problémů v ortopedické chirurgii . Implantologie je obecný pojem a zahrnuje velkou část intervenčních operací, jako je oprava kostních defektů v ortopedické chirurgii, neurochirurgii, ústní a čelistní chirurgii. Odhaduje se, že tyto operace se provádějí více než 2 milionykrát ročně, a tím mají velký dopad na pacienty a ekonomické výsledky .
Autotransplantát kosti se považuje za „živý“ materiál nesoucí osteogenní, osteoindukční a osteokondukční vlastnosti a měl by poskytovat nejlepší léčbu, přičemž alotransplantát tvoří neaktivní „mrtvá“ kost s převážně osteokondukčními vlastnostmi . Odběr autotransplantátu kosti je však dalším invazivním zákrokem a dostupné množství je často nedostatečné. Autotransplantát odebraný z kosti ilického hřebene se označuje jako autogenní kostní štěp ilického hřebene (AICBG) . Tento postup může být spojen s morbiditami, jako je ztráta krve, bolest v místě dárce, riziko infekce a poranění nervů. Bylo prokázáno, že míra neúspěšnosti operací autotransplantací kostních štěpů dosahuje 50 %, což je způsobeno různými typy odběrů, manipulací, použitou metodou implantace a rozdíly mezi stavem pacienta a vitalitou kosti . Vzhledem k těmto komplikacím a vysokým nákladům se jako alternativní materiál pro štěpy často používá alogenní kostní materiál. Alogenní kost se získává pohodlně bez vedlejších účinků od jiných pacientů. Tento štěpový materiál má však především osteokondukční účinek a má potenciální rizika přenosu onemocnění, bakteriálních infekcí, autoimunitní reakce hostitele a nespojení štěpu s hostitelem. Tyto vedlejší účinky jsou závažnější, jsou však velmi vzácné . Teoreticky nejšetrnější léčbou je alograft. S přibývajícím počtem starších a křehkých pacientů je nezbytné získat poznatky srovnáním na příslušném modelu defektu, a to jak u běžných, tak u křehkých kostních struktur. Alternativou ke snížení potřeby odběru živého kostního štěpu je substituce . Přístup byl široký od použití kmenových buněk z různých tkání až po kombinace s růstovými faktory na zvířecích a klinických modelech . Přesto žádná náhrada neprokázala stabilní účinek, který by nahradil všechny postupy využívající autotransplantát a alotransplantát v klinice.
Osteoporóza je onemocnění související s věkem, které narůstá, a je významným zdravotním problémem souvisejícím se zvyšujícím se věkem populace a tímto se celosvětově zvyšuje prevalence a náklady na léčbu o 20-30 % v roce 2030 . Osteoporóza je onemocnění kostí s výrazným snížením hustoty kostních minerálů. Je způsobena osteoklasty (OC), které resorbují více kosti, než mohou osteoblasty (OB) vytvořit, čímž dochází k narušení stability v remodelační jednotce kosti (BMU), což vede k nerovnováze mezi resorpcí a tvorbou kosti a nakonec k jejímu úbytku . Z toho vyplývá důležitost používání ověřených modelů a testování jak normálních, tak křehkých kostních struktur pro co nejlepší klinickou korelaci, aby se zlepšila korelace s příslušnou situací.
Dosud existují jen omezené znalosti o rozdílech mezi autotransplantátem a alotransplantátem při reparaci kostních defektů.
Tato studie je zaměřena na zkoumání účinků autotransplantátu a alotransplantátu na reparaci tibiálního defektu in vivo u normálních i osteoporotických potkanů. Zejména podélné mikroarchitektonické změny in vivo po operaci, a to po 7 dnech, 14 dnech a 21 dnech. Hodnocení bylo provedeno pomocí mikro-CT skenů ve všech časových bodech a histomorfometrického hodnocení po euthanizaci ve 21 dnech. Primárním cílem bylo zhodnotit tvorbu kosti mezi autotransplantátem a alotransplantátem. Sekundárním cílem bylo ověřit indukci osteoporózy 90 dní po odstranění vaječníků. Předpokládalo se, že mezi autotransplantátem a alotransplantátem nebyly rozdíly v opravách defektů jak u normálních, tak u osteoporotických potkanů, což může pomoci omezit klinické použití autotransplantátu v modelech defektů jak u normálních, tak u křehkých kostních struktur a snížit potřebu dalších invazivních odběrových postupů.
2. Materiál a metody
2.1. Materiály a metody Zvířecí model
Do studie bylo zařazeno 24 samic hnědého norského inbredního (BN/SsNOlaHsd) potkana. Normální i osteoporotičtí potkani byli ve věku 4 měsíců s průměrnou hmotností g. Byli ustájeni a aklimatizováni 2 měsíce před operací v Biomedical Laboratory, University of Southern Denmark. V kontrolovaném prostředí byla teplota 21-28 °C, vlhkost 40-60 %, světlo se rozsvěcovalo mezi 6. a 18. hodinou a potkani měli přístup ke sterilní vodě a normální stravě nebo stravě s nedostatkem Ca ad libitum. Klece měly pilinovou podlahu a podestýlku. Zvířata byla každý den pozorována zootechniky nebo výzkumným pracovníkem, zda nedochází ke změnám chování nebo projevům nepohodlí.
2.2. Zvířata se v klecích chovala v souladu s pravidly pro chov zvířat. Schválení zvířat
Všechny experimentální postupy byly provedeny v souladu s dánskými pokyny pro výzkum na zvířatech. Tento experimentální protokol byl schválen Dánským úřadem pro pokusy na zvířatech a inspekci (č. 2011/561-1959). Tento článek se řídí pokyny pro výzkum na zvířatech: (ARRIVE – Reporting of In Vivo Experiments).
2.3. Materiály pro kostní štěpy
2.3.1. Autograft
Kostní materiál pro autograft byl odebrán z oboustranných tibií potkanů během vrtání při operaci defektu tibie. Kost byla ošetřena sterilně a třísky měly velikost přibližně 0,5-1 mm. Při vyplňování defektu tibie měla normální kost z vrtacího postupu dostatečný objem k vyplnění mezery. U osteoporotických potkanů však bylo nutné defekt dodatečně vyplnit kostním materiálem z ocasních obratlů. U osteoporotických potkanů byl další kostní materiál získán z ocasních obratlů. Malým řezem 2 mm distálně od připojení ocasu k tělu byla chirurgickým zařízením odstraněna měkká tkáň a rozřezána na třísky. Potřeba dodatečné kosti byla způsobena výrazným úbytkem hustoty kostního minerálu po vyvolání osteoporózy. Tato metoda je dobře známá pro odběr autologní kosti při použití na modelu potkana .
2.3.2. Allograft
Tento byl získán z jedné zdravé hnědé samice norského potkana. Byla eutanazována pentobarbitalem podle pokynů a za sterilních podmínek byly odebrány kondyly femuru, tibie a humeru. Další měkké tkáně byly opatrně odstraněny. Kost byla připravena pomocí kostního mlýnku (Ossano Scandinavia ApS, Stockholm, Švédsko). Trabekulární struktura kosti byla rozdělena na třísky o průměru 0,5-1 mm a uložena při 80 °C. Před použitím byla zmražená kost rozmrazována po dobu 30 minut a přidána pomocí chirurgických standardů do defektu. Všechny tyto postupy byly prováděny za aseptických podmínek na chirurgickém sále pro malá zvířata v Biomedicínské laboratoři na Univerzitě Jižního Dánska.
2.4. Design studie
Byl použit párový design longitudinální studie s jednou kontrolní a jednou intervenční skupinou v každé tibiální kosti. Celkem 24 samic norského inbredního (BN/SsNOlaHsd) potkana bylo rozděleno do dvou skupin po 12 v normální a osteoporotické kosti. Autograft a alograft byly zaslepeně a náhodně rozděleny v pravém a levém tibiálním defektu a dále zaslepeně ve fázi hodnocení (obr. 1). Ve 13. týdnu před operací tibie byla 12 potkanům provedena ovariektomie (OVX) za účelem indukce osteoporózy. Alograftový materiál byl rozmrazen 30 minut před použitím a autograft byl připraven a odebrán v anestezii pro primární operaci defektu proximální tibie. V den 0, den 7, den 14 a den 21 po operaci byly provedeny mikro-CT snímky pro průběžné hodnocení. Při oběti byly odebrány oboustranné vzorky defektu proximální tibie pro histologické vyšetření a histomorfometrii.
2,5. T3: histologický řez. Chirurgické postupy
2.5.1. Ovariektomie (OVX)
Hřbet potkana byl oholen a dezinfikován jódem a etanolem (70 %). Nad kaudální částí hřbetu byl proveden ostrý řez dlouhý přibližně 1 cm a tupě vypreparován až k fascii. Proniknutím do dutiny byl pinzetou odebrán vaječník a vedle vaječníku byl proveden podvaz stehem 5,0 ethilon a odstraněn. Rána byla uzavřena ve dvou vrstvách. Všechny operace byly provedeny ve stejnou denní dobu a na stejném místě. Pooperačně byli potkani analgetizováni buprenorfinem (Temgesic, RB Pharmaceuticals Limited, Berkshire, UK), 0,2 ml/100 g tělesné hmotnosti s.c. v intervalu 8 hodin po dobu následujících 3 dnů. Po ovariektomii dostávali potkani speciální dietu s nízkým obsahem vápníku a vodu ad libitum. Navození osteoporotické kostní struktury bylo ověřeno po 12 týdnech a mohla být zahájena primární operace tibiálního defektu.
2.5.2. Osteoporotická kostní struktura u potkanů Defekt proximální tibie
Anestetický protokol při operaci se řídil metodikou operace OVX.
Bilaterální defekty proximální tibie byly u všech potkanů provedeny standardním chirurgickým postupem. Obě končetiny byly izolovány, oholeny a dezinfikovány jodovým vetem (Kruuse Vet, Dánsko) a 70% etanolem. Ostrým řezem a tupou explorací byla prezentována mediální strana proximální tibie, kde byl na základě výsledků pilotní studie vytvořen cylindrický defekt o velikosti 2,8 mm a hloubce 3 mm do protilehlé kortikální skořepy. Operace pro skupinu alograftů byla provedena jako první, a to z důvodu odběru autotransplantátů z obou nohou. Celkem bylo vytvořeno 48 cylindrických defektů, které byly vyplněny buď autotransplantátem, nebo alotransplantátem naplánovaným na základě randomizace. Rána byla uzavřena ve dvou vrstvách stehem 4.0. Pooperačně byli potkani analgetizováni buprenorfinem (Temgesic, RB Pharmaceuticals Limited, Berkshire, Velká Británie), 0,2 ml/100 g tělesné hmotnosti s.c. v intervalech 8 hodin po dobu 4 dnů.
2,6. Mikro-CT skenování a mikroarchitektonická analýza
Bilaterální proximální tibiální oblasti byly skenovány in vivo pomocí mikrotomografického systému s vysokým rozlišením (vivaCT 40, Scanco Medical AG, Brüttisellen, Švýcarsko).
In vivo mikro-CT skenování pro hodnocení vývoje kostního růstu u normálních a osteoporotických potkanů bylo provedeno v následujících 4 časových bodech: den před operací (den 0) a poté 7, 12 a 21 dní po operaci.
Dále bylo pro ověření modelu indukce osteoporózy provedeno longitudinální hodnocení ve 3 časových bodech: (1) před operací OVX pro stanovení základní hodnoty hustoty kostního minerálu (90. den), (2) před operací tibie (7. den) a (3) po operaci tibie (0. den).
Při snímání in vivo byli potkani anestetizováni izofluranem v uzavřeném boxovém systému, 1 l/min kyslíku a 4 ml/min izofluranu (IsoFlo vet, Abbott Laboratories Ltd, Berkshire, Anglie) po dobu 6 minut, s regulací podle reflexů potkana. Po úplné sedaci byli potkani umístěni na lůžko zakryté maskou s běžícím přívodem kyslíku a isofluranu podle protokolu. Oblast zájmu byla fixována pro přesné snímání. Snímky byly naskenovány ve vysokém rozlišení, což vedlo k 3D rekonstrukci voxelů o velikosti μm3 (pixelů) pro 500 řezů pro reprezentativní hodnocení každé oblasti defektu. Doba skenování pro každý vzorek byla 30 minut.
Parametry specifikované tímto skenováním zahrnovaly mikroarchitektonické vlastnosti trámčité kosti pro potvrzení indukce osteoporózy a účinku štěpů na zvýšení kostní hmoty . To zahrnovalo objem kosti/objem tkáně (BV/TV), index strukturního modelu, hustotu konektivity (CD), tloušťku trabekul (TbTh), trabekulární separaci (Tb.Sp), stupeň anizotropie (DA), hustotu povrchu kosti, poměr povrchu kosti k objemu (BS/TV), zdánlivou hustotu a hustotu materiálu.
2.7 . Histologie a histomorfometrie
21 dní po operaci byli potkani vyšetřeni a usmrceni předávkováním pentobarbitalem podle licenčního protokolu pro zvířata. Oboustranné proximální tibie včetně transplantačního materiálu a kosti byly fixovány ve formaldehydu (4 %) a vyměněny za fosfátem pufrovaný fyziologický roztok (PBS). Po dehydrataci a dekalcifikaci byly vzorky fixovány a vloženy do parafínu. Vzorky byly rozřezány na 3 po sobě jdoucí řezy o tloušťce 3-4 μm s odstupem 500 μm. Všechny 3 řezy byly obarveny hematoxylinem a eosinem (H&E).
Oblast zájmu (ROI) pro histomorfometrii byla charakterizována jako původní plocha tibiálního defektu porovnávaná mezi autotransplantátem a alotransplantátem (obr. 2). V rámci předem definované ROI byly vypočteny objemové frakce podle Cavalieriho principu s použitím ověřeného stereologického softwaru (newCast Visiopharm, Dánsko) pro počítání bodů s 300-600 zásahy na řez mikroskopem Olympus BX 51 (Ballerup, Dánsko) .
Tkáň v rámci ROI řezů obarvených HE byla klasifikována jako kost, vazivová tkáň, různé, sval nebo dřeň. Objem kostí byl vypočten jako podíl množství kostních nálezů a celkového počtu nálezů a uveden v procentech.
2.8. Objem kostí byl vypočten jako podíl množství kostních nálezů a celkového počtu nálezů. Statistická analýza
Dvouvýběrový dvouvýběrový -test a jednocestná ANOVA byly použity k porovnání případných rozdílů mezi skupinami pomocí programu GraphPad Prism v. 7 (GraphPad Software, Inc.). Hodnota menší než 5 % byla považována za významnou.
Objem vzorku zahrnoval nejméně 10 defektů pro každý štěp. Vzhledem k riziku vyřazení jsme zvolili zařazení 12 potkanů do každé skupiny. Chyba výpočtu prvního druhu byla stanovena na 1,96/95 % a chyba druhého druhu na 0,84 vzhledem ke zvolené síle 80 %. Minimální relevantní rozdíl i směrodatná odchylka byly nastaveny na 70 % .
3. Výsledky
3.1. Výsledky analýzy Pozorování zvířat
Z 24 potkanů během 3 pooperačních týdnů uhynuli celkem 4, z toho 2 z každé skupiny. Tři z nich uhynuli jako reakce na anestezii během mikro-CT skenování in vivo a jeden uhynul v důsledku infekce. Zbývající potkani byli zařazeni do studie. Během pozorovacího období pokusu byla zvířata denně pozorována zootechnikem nebo výzkumným pracovníkem, zda nevykazují známky nepohodlí nebo zda neporušují licenci pro zvířata. Po operaci defektu holenní kosti nebyla u žádné ze skupin pozorována významná změna hmotnosti. Potkani vystavení OVX přibývali na hmotnosti během prvních 12 týdnů z g na g ().
3.2. Potkani vystavení OVX přibývali na hmotnosti během prvních 12 týdnů z g na g (). Třídimenzionální mikroarchitektonické vlastnosti
3.2.1. Vliv na mikroarchitektonické vlastnosti kosti. Indukce osteoporózy u potkanů
Po 12 týdnech došlo u potkanů léčených OVX ke snížení objemové frakce kosti, hustoty spojení, hustoty povrchu kosti a zdánlivé hustoty () ve srovnání s normální kostí. Index strukturního modelu se zvýšil z typické destičky, -1,4, na typickou tyčku, 3,3. Zvýšila se trabekulární separace, stupeň anizotropie, hustota materiálu a poměr povrchu kosti k jejímu objemu (). Tloušťka trámčiny se významně nezměnila () (tabulka 1).
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
3.2.2. Změny mikroarchitektury při ošetření autotransplantátem a alograftem
(1) Změny mikroarchitektury u normální kosti. BV/TV se u defektů s alograftem snížil ve srovnání s autograftem ve dnech 0, 7 a 14 (). V den 21 však nebyl mezi oběma skupinami statistický rozdíl (obrázek 3). Reprezentativní 3D rekonstrukce mikro-CT snímků byly zobrazeny na obrázku 4.
(a)
(b)
(a)
(b)
Stejný trend platil i pro spojovací tkáň se sníženou hodnotou v 0., 7. a 14. den (), ale bez rozdílu v 21. den. Tloušťka trámčiny se ve všech časových bodech ve skupinách s alograftem zvýšila () a ve stupni anizotropie nebyl žádný rozdíl (obr. 3).
(2) Změny mikroarchitektury u osteoporotické kosti. BV/TV osteoporotické kosti vykazovala ve dnech 0, 7 a 14 () ve skupině s alograftem zmenšení kosti a po 21 dnech žádný rozdíl (obrázky 4 a 5).
Tloušťka trabekul byla signifikantně vyšší ve skupině s autotransplantátem ve dnech 0, 14 a 21 (), ale bez rozdílu ve dnech 7. Hustota konektivity a stupeň anizotropie neměly v žádném časovém bodě signifikantní rozdíl (obrázek 5).
3.3. Histologie a histomorfometrie
3.3.1. Histologie
V oblasti defektu byla u všech vzorků pozorována tvorba nové kosti. Nebylo možné rozlišit rozdíl mezi zbytky štěpu a novou kostí, zatímco celkový objem kosti v oblasti defektu byl vypočítán jako kost v rámci ROI (Obrázek 1, T3).
3.3.2. Tvorba kosti v oblasti defektu. Histomorfometrie
Objem kosti nevykazoval žádný významný rozdíl mezi skupinami s autotransplantátem a alotransplantátem v rámci normální a osteoporotické kosti. Při porovnání autotransplantátu a alotransplantátu z normální kosti s autotransplantátem a alotransplantátem v osteoporotické kosti došlo k významnému snížení množství kosti po 21 dnech hodnocení ().
Průměrná tvorba nové kosti včetně materiálu štěpu v defektu v normální kosti byla u autotransplantátu 53 %, zatímco u alotransplantátu 51 %. V osteoporotické kosti měl alograft nejvyšší objem kosti s průměrnou hodnotou 35 %, zatímco autograft 33 % (obr. 6). Mezi ostatními měřenými parametry v rámci defektu nebyl žádný významný rozdíl ().
4. Diskuse
Tato studie porovnávala účinky autotransplantátu a alotransplantátu na modelu tibiálního defektu u potkanů pro nejlepší reparaci defektu u normálních a osteoporotických kostí. Hypotézou bylo, že nebude rozdíl v tvorbě kosti při použití autotransplantátu nebo alotransplantátu, ať už je použit v normální nebo osteoporotické kosti. Výsledky z mikro-CT nebo histomorfometrie neprokázaly žádný významný rozdíl při použití autotransplantátu a alotransplantátu v defektu tibiální kosti po 21 dnech sledování, a to ani v normální, ani v osteoporotické kostní struktuře. Mikro-CT snímky však ukázaly snížené množství nové kosti ve skupině s alograftem po 0, 7 a 14 dnech.
Když studie porovnávají své invence, panují určité neshody, zda má jako zlatý standard sloužit autograft nebo alograft. Rozdíl je především mezi akademickými a klinickými názory a tím, který druh defektu je ve studii použit. Srovnáním v rámci stejného modelu lze získat cenné informace pro akademické účely i pro klinické použití, zejména vzhledem k rostoucímu důrazu na náhradní materiály s cílem překonat problémy při používání štěpových materiálů a jejich omezení .
Při hodnocení výsledků z této studie je třeba poznamenat, že jak u normálních, tak u osteoporotických kostí je BV/TV na mikro-CT skenu výrazně nižší ve skupině s alograftem v den 0, což může být způsobeno procesem vyplňování defektu. Allograft byl získán z normální kosti a autotransplantát ze stejného zvířete s normální nebo osteoporotickou kostí. Tloušťka trabekul je nižší ve skupině s autotransplantátem v normální kosti, ale vyšší v osteoporotické kosti. Teoreticky by to mělo být s opačnými výsledky jako u snížené hustoty v osteoporotické kosti. Mohlo by to však být z vlivu kostního mlýnku a velikosti a pohyblivosti čipů. Zajímavým aspektem je, že vývoj od 0. do 21. dne je rychlejší ve skupině alograftů s 65,8% nárůstem oproti pouze 16,4% nárůstu ve skupině autograftů. Ve 21. dni není mezi autograftem a alograftem žádný rozdíl kvantifikovaný pomocí histomorfometrie nebo mikroarchitektonické analýzy.
Histomorfometrie odhalila 21. den sníženou celkovou tvorbu kosti při pokusu o použití štěpových materiálů v osteoporotické kosti (obr. 6). Opět je třeba poznamenat, že alograft je od zdravého dárce, a přesto poskytuje výrazně nižší regeneraci než v normální kosti. To dokonale zdůrazňuje potřebu testovat štěpné materiály nebo zdravotnické prostředky v osteoporotické kosti, aby bylo možné vyhodnotit jejich plnou účinnost. Zdá se však, že toto testování štěpového materiálu v normální i osteoporotické kostní tkáni postrádá regenerační potenciál.
Indukce osteoporózy na krysím modelu byla již dříve ověřena, přičemž byla ilustrována důležitost pozorování až do indukce. Kinney a kol. zkoumali změny v trabekulární kosti v důsledku OVX a zjistili, že postup OVX vede k okamžitému a kontinuálnímu úbytku trabekulární kosti a po 50 dnech ztratili potkani po OVX 50 % objemu kosti bez zpětného efektu. Campbell a kol. stanovili podrobný podélný časový průběh úbytku kostní hmoty u modelu OVX potkanů za dvanáct týdnů. Výsledky této studie naznačují, že během prvních 12 týdnů po OVX dochází u potkaního modelu k mikroarchitektonickým změnám. Tímto se při sledování 21 dní nepředpokládá rebound efekt.
Současné poznatky v oblasti použití alograftů a autograftů jsou takové, že studie ověřují různé výsledky v závislosti na lokalitě. U kranioplastik se ukázalo, že alograft je lepší ; u předního klíčního vazu (ACL) prokázal autograft lepší účinek na tvorbu kosti , zatímco u zadního klíčního vazu (PCL) jsou výsledky mezi oběma štěpy stejné. Při porovnávání výsledků pro klinické provedení je tedy pro správné srovnání nezbytné použít správný štěp. Optimálních výsledků se dosáhne při použití obou štěpů pro pozitivní i negativní kontrolu. Tím bude klinický dopad vyšší a bude možné dosáhnout celkově přesvědčivých výsledků.
Při čelení klinické implementaci je dále nutné zaměřit se na ekonomický výsledek a výsledek související s pacientem. Uvádí se, že náklady na použití autotransplantátu jsou nižší například při operacích ACL , ale možný vedlejší účinek při odběru autotransplantátu je spojen s poměrně závažnými vedlejšími účinky. To dává dilema pro volbu metodiky při odběru autotransplantátu, ale ještě více si žádá potřebu jiné náhrady, která by nahradila oba transplantační materiály. Současné tkáňové inženýrství a biomateriály s kmenovými buňkami by mohly poskytnout novou naději na regeneraci kosti.
Silnou stránkou této studie je standardizovaný model defektu tibie u potkanů a dobře ověřená indukce osteoporózy. Přesto se nic v této práci neopírá o předchozí výsledky a indukce osteoporózy je ověřena stejným skenerem, který hodnotí výsledky u intervenčních skupin. To znamená, že se zvyšuje spolehlivost výsledků této studie. Kromě toho jsou výsledky a stejné metody testovány na různých typech kostní struktury, což umožňuje nejlepší srovnání materiálu štěpu, zejména proto, že alograft v normální a osteoporotické kosti pochází od stejného dárce.
Omezením je absence prázdného defektu, který by mohl prokázat základní účinnost regeneračního potenciálu kosti bez kostních štěpů v normální i osteoporotické kosti. Tato studie se však zaměřuje na porovnání potenciální účinnosti mezi jednotlivými materiály štěpů, a nikoliv podle konkrétní výchozí hodnoty pro návrhový model. Dalším omezením je významný rozdíl v den 0 mezi skupinami. Když je však hodnocení omezeno na 21 dní a alograft dokáže poskytnout stejné výsledky za tak krátkou dobu, a proto jsou výsledky v tomto modelu validní.
5. V případě, že je alograft používán po dobu 21 dní, je možné, že se výsledky potvrdí. Závěr
Tato studie dochází k závěru, že autotransplantát a alotransplantát mají podobnou schopnost tvorby kosti při pozorování po dobu 21 dnů v defektu tibie u potkaního modelu, což naznačuje, že alotransplantát by mohl být dobrou alternativou k alotransplantátu. Navíc je operace OVX pro trvalé navození osteoporózy na modelu potkana proveditelnou metodou.
Dostupnost údajů
Údaje pro tuto studii byly analyzovány pomocí histomorfometrie a všechny údaje jsou uloženy v ortopedické výzkumné laboratoři, oddělení ortopedie & traumatologie, univerzitní nemocnice v Odense, Institut klinického výzkumu, Univerzita jižního Dánska v datových souborech od společnosti VisioPharm, Dánsko, která ověřuje každý počet a statistiku provedenou pro analýzy zahrnuté v této studii. Mikro-CT skeny jsou velké soubory uložené na TB páskách. Všechna data použitá na podporu závěrů této studie jsou na vyžádání k dispozici u odpovídajícího autora.
Konflikty zájmů
Autoři neprohlašují žádný konflikt zájmů.
Poděkování
Rádi bychom poděkovali pracovníkům Biomedicínské laboratoře Univerzity jižního Dánska, zejména Anne Mette Durand, za sdílení odborných znalostí. Dále děkujeme Gitte Højlund Reinberg za podporu během celé studie. Tato studie byla laskavě podpořena Dánskou radou pro zdravotnický výzkum (SSVF22-04-0705, MD).
.