velikost textu

Nosiče kostní tkáně s mesenchymálními kmenovými buňkami

Upozornění: Informace získané z popisných dat či souborů uložených v Repozitáři závěrečných prací nemohou být použity k výdělečným účelům nebo vydávány za studijní, vědeckou nebo jinou tvůrčí činnost jiné osoby než autora.
Název:
Nosiče kostní tkáně s mesenchymálními kmenovými buňkami
Název v angličtině:
Bone carriers with mesenchymal stem cells
Typ:
Disertační práce
Autor:
MUDr. Tomáš Kučera, Ph.D.
Školitel:
doc. MUDr. Karel Urban, CSc.
Oponenti:
doc. MUDr. Martin Repko, Ph.D.
doc. MUDr. Jiří Gallo, Ph.D.
Id práce:
112623
Fakulta:
Lékařská fakulta v Hradci Králové (LFHK)
Pracoviště:
Katedra chirurgie (15-440)
Program studia:
Chirurgie (P5116)
Obor studia:
-
Přidělovaný titul:
Ph.D.
Datum obhajoby:
2. 5. 2012
Výsledek obhajoby:
Prospěl/a
Jazyk práce:
Čeština
Abstrakt:
SOUHRN Dizertační práce se zabývá některými otázkami souvisejícími s problematikou kostní regenerace. Je rozdělena na část experimentální a klinickou. V experimentální studii je stanovován počet, viabilita a proliferační schopnost mezenchymálních kmenových buněk získaných z kostní dřeně proximálního femuru od 24 pacientek s koxartrózou, kterým byla implantována totální endoprotéza kyčelního kloubu. Zároveň je zjišťován výskyt osteopenie/osteoporózy v koincidenci s koxartrózou a jejich vliv na vlastnosti mezenchymálních kmenových buněk. Výsledkem je nález významné prevalence nižší kostní denzity a její koincidence s koxartrózou, dále při shodné viabilitě mezenchymálních kmenových buněk je u kosti s nižší denzitou menší počet a nižší proliferační schopnost těchto buněk. V druhé fázi byla sledována aktivita mezenchymálních kmenových buněk na vybraných nosičích. Tyto buňky byly obsaženy buď v aspirátu kompletní kostní dřeně nebo v monocytárním koncentrátu. Z nosičů jsme testovali spongiózní aloštěp, demineralizovanou kostní matrix, porézní β-trikalciumfosfát, lisovaný hydroxyapatit a kalciumsulfát. Hodnotili jsme tvorbu kolagenních vláken a mineralizované extracelulární matrix. Použili jsme expanzní médium a osteogenní diferenciační médium. Zároveň jsme srovnávali aktivitu mezenchymálních kmenových buněk při aplikaci kompletní kostní dřeně a monocytárního koncentrátu. Nejvýraznější tvorba kolagenu a extracelulární mineralizované matrix byla již v expanzním médiu na aloštěpu, méně na demineralizované kostní matrix. U umělých náhrad v expanzním médiu nebyla tato tvorba patrná, museli jsme použít osteogenní diferenciační médium a nejlepší výsledky byly zaznamenány u porézního β-trikalciumfosfátu. Dále bylo lepších výsledků dosaženo při aplikaci kompletní kostní dřeně než u monocytárního koncentrátu. V klinické části jsme hodnotili hojení 87 kostních defektů u nádorům podobných afekcí a benigních tumorů s průměrným objemem 15 cm3. 28 defektů bylo vyplněno autologními kostními štěpy, 44 porézním β-trikalciumfosfátem (Poresorb-TCP®) a 15 kombinací obou materiálů v poměru 1:2 ve prospěch β-trikalciumfosfátu. V průběhu pooperačních kontrol jsme na rentgenových snímcích hodnotili resorpci výplně a trabekulaci defektu. U všech třech výplní jsme zaznamenali rychlejší fázi resorpce, resp. trabekulace do 12. měsíce od operace, následovanou pomalejší fází. U autologních kostních štěpů byla resorpce jen nepatrná a trabekulace přesahovala 70 % 12 měsíců od operace, navíc jsme zjistili jen minimální komplikace při odběru štěpů z lopaty kosti kyčelní. Poresorb-TCP® byl velmi dobře tolerován bez nežádoucích reakcí, také v případě úniku do měkkých tkání byl bez komplikací plně resorbován. Nicméně resorpce výplně a trabekulace materiálu byla relativně pomalá. Srovnatelné výsledky byly zaznamenány i u kombinace obou materiálů, pouze v prvních šesti měsících byla oproti samotnému Poresorbu rychlejší jak resorpce, tak trabekulace. Umělé náhrady kostních štěpů zatím nedosahují kvalit autologní kostní tkáně. Při stanovení kritéria úspěšného hojení - 80% trabekulace defektu 12 měsíců od operace byl nalezen hraniční objem defektu 4 cm3, do kterého byl výsledek trabekulace obdobný jak při výplni autologními kostními štěpy, tak Poresorbem-TCP®. Nebyla zjištěna statisticky významná závislost hojení defektů na věku, ani na poloze defektu v kosti s převahou spongiózní, kortikospongiózní nebo kortikální. Avšak v klinickém sledování hojení defektů v diafýzách trvalo déle. Bylo zjištěno zpomalení trabekulace defektu při současně provedené osteosyntéze a zrychlení při progredující povolované zátěži končetiny. Standardem pro výplň kostních defektů zůstávají autologní kostní štěpy. Poresorb-TCP® je však spolehlivá náhrada kostních štěpů použitelná u dětí i dospělých. Lze ho použít samostatně nebo jako doplnění kostních štěpů. Nejlepší výsledky byly dosaženy při výplni defektů do 4 cm3 objemu.
Abstract v angličtině:
BONE CARRIERS WITH MESENCHYMAL STEM CELLS SUMMARY Thesis deals with certain issues relating to bone regeneration. It is divided into experimental and clinical part. In the experimental part is determined number, viability and proliferative ability of mesenchymal stem cells obtained from the bone marrow of proximal femur of 24 female patients with hip osteoarthritis, who had already undergone a total hip arthroplasty implantation. At the same time is ascertained the incidence of osteopenia / osteoporosis in coincidence with hip osteoarthritis and their influence on the properties of mesenchymal stem cells. The final outcome is a significant prevalence of low bone density and its coincidence with hip osteoarthritis, and moreover when identical viability of mesenchymal stem cells, in bones with lower density, there is smaller number and reduced proliferative capacity of such cells. In the second phase was monitored activity of mesenchymal stem cells in selected carriers. These cells were found either in the aspirate of complete bone marrow or in monocyte concentrate. From the carriers we tested cancellous bone allograft, demineralized bone matrix, porous β-tricalcium phosphate, molded hydroxyapatite and calcium sulfate. We evaluated the formation of collagen fibers and the mineralized extracellular matrix. We used expansion medium and osteogenic differentiation medium. At the same time we compared the activity of mesenchymal stem cells during complete bone marrow application and during monocyte concentrate application. The most significant production of collagen and extracellular mineralized matrix was in the expansion medium for allograft, and less in the demineralized bone matrix. When bone graft substitutes with mesenchymal stem cells were present in the expansion medium such a formation was not evident, thus we had to use the osteogenic differentiation medium, with best results noted when β-tricalcium phosphate had been used. Furthermore, better results were achieved when applying complete bone marrow, rather than monocyte concentrate. In the clinical part, we evaluated the healing of 87 bone defects in tumors-like lesions and benign tumors with an average volume of 15 cm3. 28 defects were filled with autologous bone grafts, 44 porous β-tricalcium phosphate ( Poresorb-TCP ®) and 15 combinations of both materials in a 1:2 ratio in favor of β-tricalcium phosphate. During the course of postoperative control, using radiographs we evaluated the filling resorption and the defect trabeculation. Comparing all three fillings we recorded faster resorption phase, respectively, trabeculation up to 12th month after the operation, followed by a slower phase. In autologous bone graft resorption was only slight and trabeculation exceeded 70% in the 1st year post-operatively. In addition, we noted minimal complications harvetsing grafts from ones iliac crest. Poresorb-TCP ® was well tolerated without any undesirable reactions, also in case of leakage into the soft tissues was fully absorbed with no complications. However, filling resorption, and material trabeculation was relatively slow. Comparable results were seen even in combinations of both materials, with evidently faster resorption as well as trabeculation only during the first six months, compared to Poresorb itself. Bone graft substitutes are so far inferior to autologous bone. In establishing criteria for successful healing - 80% trabeculation of the defect during the 1st year after the operation has been calculated as the borderline defect volume of 4 cm3, up to which trabeculation of the defect was similar, either filled with autologous bone grafts, or Poresorb-TCP ®. There were no statistically significant dependence of the defect healing with age, or the location of the defect in the bone, with a predominance of cancellous, cortical, or cortical-cancellous bone. However, in clinical monitoring healing of defects in diaphysis lasted longer. It was found deceleration of the defect trabeculation in cases of a simultaneously performed osteosynthesis and acceleration when progressively weight-bearing the concerned extremities. Standard for filling bone defects remain autologous bone grafts. Poresorb-TCP ® however, is a reliable substitute of bone grafts applicable in both children and adults. It can be used alone or together with bone grafts. The best results were obtained when filling defects with volume up to 4cm3.
Dokumenty
Stáhnout Dokument Autor Typ Velikost
Stáhnout Text práce MUDr. Tomáš Kučera, Ph.D. 5.25 MB
Stáhnout Abstrakt v českém jazyce MUDr. Tomáš Kučera, Ph.D. 73 kB
Stáhnout Abstrakt anglicky MUDr. Tomáš Kučera, Ph.D. 56 kB
Stáhnout Autoreferát / teze disertační práce MUDr. Tomáš Kučera, Ph.D. 504 kB
Stáhnout Posudek oponenta doc. MUDr. Martin Repko, Ph.D. 77 kB
Stáhnout Posudek oponenta doc. MUDr. Jiří Gallo, Ph.D. 216 kB
Stáhnout Záznam o průběhu obhajoby 140 kB