Існуючий досвід та перспективи розвитку регенеративних технологій у травматології та ортопедії

07.05.2022

 За матеріалами конференції

Наприкінці минулого року за підтримки Міністерства охорони здоров’я України, Національної академії медичних наук України, ДУ «Інститут травматології та ортопедії НАМН України», Української асоціації ортопедів-травматологів відбулася конференція з міжнародною участю «Регенеративні технології у травматології та ортопедії». Ключові напрямки, що були детально представлені на заході, – це клітинна та тканинна терапія, фундаментальні принципи регенеративних технологій у травматології та ортопедії, а також діяльність тканинних і клітинних банків. Під час конференції провідні науковці галузі поділилися своїми досягненнями, практичними напрацюваннями, обговорили існуючі проблеми та шляхи їх вирішення.

Ключові слова: аспірат кісткового мозку, регенеративні технології, збагачена тромбоцитами плазма, тканинна трансплантація, алотрансплантат.

«Напрями застосування регенеративних технологій у травматології та ортопедії: сучасний стан та перспективи розвитку» у своїй доповіді висвітлив член-кореспондент НАМН України, президент ВГО «Українська асоціація ортопедів-­травматологів», керівник відділу мікрохірургії та реконструктивно-­відновлювальної хірургії верхньої кінцівки ДУ «Інститут травматології та ортопедії НАМН України», доктор медичних наук, професор Сергій Семенович Страфун.

Він розпочав виступ історичним оглядом у пошуках відповіді на питання, що першочергово постає в контексті доповіді: коли ж з’явилася нормальна структура кістки, яка містить кістковий мозок (КМ)? Як виявилось, 370 млн років тому вже з’явилась подібна до теперішньої структура кістки, яка містить КМ, а ще через 120 млн років, а саме у пізньому тріасовому періоді, визначився власне «предмет лікування» – ​перші асептичні некрози у Temnodontosaurus.

Досліджуючи первинні перспективні приклади використання новітніх регенеративних технологій, вчені зупинилися на 100 році н. е. Зокрема, їхню увагу привернула  легенда вікінгів, згідно з якою поранений вождь застосував «технологію», пов’язану з використанням великої кількості тваринного КМ, а лікарів, які не підтримали цю методику, було страчено.

У ХІХ ст. Charles Brown вперше використав желе із КМ для лікування залізодефіцитної анемії й описав це. Згодом сталася ще одна знакова подія: Доннел Є. Томас отримав Нобелівську премію за першу у світі алогенну трансплантацію КМ, виконану у близнюків у 1956 році. Регенеративна медицина бурхливо розвивалася не тільки в ортопедії та травматології, а й в ендокринології, офтальмології, пульмонології.

Доповідач окреслив два шляхи розвитку ортобіологічного напрямку. Перший – ​автоматизація біотехнологій, який передбачає приготування біотехнологічного продукту за допомогою спеціальних центрифуг та сетів без виносу матеріалу з операційної. Другий – ​лабораторні дослідження, коли приготування біотехнологічного продукту здійснюється у спеціалізованих лабораторіях із застосуванням лабораторних методів обробки: ферментації, кріолізації вирощування в біореакторах.

На сьогодні клітинні технології застосовуються при цілому ряді патологій у хворих ортопедо-травматологічного профілю: при тендинітах, травмах сухожилків, артрозах, порушеннях зрощення кісток, аваскулярному некрозі, ушкодженні нервів, вертебральній патології (денегерація міжхребцевих дисків), аутоімунних захворюваннях, ішемічних синдромах кінцівок.

Застосування регенеративної ін’єкційної терапії (РІТ) має абсолютні та відносні протипоказання.
• абсолютні протипоказання:
– синдром дисфункції тромбоцитів;
– критична тромбоцитопенія;
– гіпофібриногенемія;
– септицемія;
• відносні протипоказання:
– прийом нестероїдних протизапальних препаратів за 48 год до процедури;
– ін’єкції кортикостероїдів за 2 тиж до процедури;
– лихоманка;
– висип у місці запланованої ін’єкції;
– онкологічна патологія (особливо пухлини крові та кісток);
– наявність в анамнезі або на момент лікування інфек­ції, викликаної Pseudomonas spp., Enterococcus spp., Klebsiella spp.;
– рівень Hb <100 г/л;
– вміст тромбоцитів у крові <105×109 /л.

Професор С.С. Страфун зупинився на перевагах РІТ порівняно із класичними методами лікування, у т.ч. оперативним (Karina Gordin):

  • економічна вигода (за підрахунками Національного інституту здоров’я США, включення РІТ до страхових протоколів лікування дозволить заощадити системі охорони здоров’я США близько 2 млрд доларів на рік);
  • безпечний засіб для довгострокового знеболення (частота ускладнень – ​0,00016%);
  • застосування методик у режимі хірургії одного дня та навіть «в умовах офіса»;
  • швидке відновлення після процедури й швидке повернення до звичайної активності;
  • відсутність потреби в наркозі чи епідуральній анестезії;
  • зниження потреби в довготривалому прийомі лікар­ських засобів;
  • мінімальна побічна дія;
  • малоінвазивність технік.

Мультицентрові дослідження, у ході яких було проведено аналіз 2 372 процедур із застосуванням продуктів КМ, жирової тканини або культивованих клітин, що виконувалися із 2005 по 2014 рік, виявили відсутність доказів щодо ризику розвитку новоутворень при цьому виді терапії ортопедичних захворювань (Centeno C.J. et al., 2016).

Робоча класифікація біотехнологічних продуктів для РІТ включає:

  • речовини, що стимулюють виділення організмом власних факторів росту (розчини декстрози, фенолу, гліцерину, глюкози, озону тощо);
  • аутологічні тромбоконцентрати (збагачена тромбоцитами плазма – ​PRP, збагачений тромбоцитами гель, кріолізат тромбоцитів);
  • аутологічні концентрати жирової клітковини та КМ;
  • біотехнологічні продукти, отримані шляхом культивування клітин (мезенхімальні стовбурові клітини, фібробласти, хондроцити тощо) або іншої високотехнологічної обробки (екзосоми);
  • фармпрепарати на основі цитокінів, стовбурових клітин, генно-інженерні препарати.

Спікер коротко зупинився на кожній із нозологій, стосовно яких поширене використання регенеративних технологій, а саме: тендиніт, деформуючий остеоартроз, відновлення менісків, порушення репаративного остеогенезу.

Професор С.С. Страфун зазначив, що в літературі міститься багато даних щодо лікування тендинітів, ­ентезопатій, і навів деякі з них:

  • У 2005 році дослідження E. Anitua та колег довели, що виділені із кров’яного згустка, багатого на тромбоцити, речовини можуть стимулювати проліферацію клітин сухожилків.
  • Системний аналіз 16 досліджень показав ефективність застосування PRP у пацієнтів із симптоматичною тендинопатією порівняно із контрольними групами (Miller L.E. et al., 2017).
  • Системний аналіз 38 досліджень показав низьку кількість ускладнень та безпечність РІТ при застосуванні на сухожилках (Sicot J. еt al., 2017).
  • Порівнювали застосування PRP та стромально-­васкулярної фракції (SVF) при тендинопатіях ахіллового сухожилка (по 28 випадків у групі). В обох групах відмічалося достовірне покращення за візуально-­аналоговою шкалою, шкалою Американського ортопедичного това­риства стопи та гомілковостопного суглоба (AOFAS) та іншими шкалами, проте у групі SVF показники були достовірно кращими у період 15-30 днів після ін’єкції (Usuelli F.G., 2017).

Особливо ефективною технологія PRP є у випадках довготривалого захворювання. На підтвердження цього доповідач навів клінічний випадок хворої на епікондиліт, яка протягом 3 років п’ять разів лікувалася ін’єкціями стероїдних протизапальних препаратів, що приводило до поступового зменшення періоду ремісії. Ін’єкції проводилися під ультразвуковим контролем. У процесі динамічного спостереження через 6 тиж після ін’єкції PRP відзначалося зниження рівня больового синдрому та набряку за даними ультразвукової діагностики.

Успішне використання регенеративних технологій при лікуванні деформуючого остеоартрозу продемонстровано у ряді праць:

  • Систематичний аналіз 10 рандомізованих досліджень із порівняння ефективності PRP, гіалуронової кислоти та розчину хлориду натрію виявив, що у віддаленому періоді (12 міс) показники функціональних результатів та больового синдрому у групі РRР були кращими (Dai W.L., 2017).
  • Повідомлялося, що 73% пацієнтів, яким вводився концентрований аспірат КМ, повернулися у спорт.
  • Метааналіз застосування SVF при артрозах показав достовірне зменшення рівня больового синдрому у період до 36 міс після введення, що є значно більшим терміном, ніж після введення гіалуронової кислоти (Michalek J. et al., 2019).

Спікер акцентував увагу на необхідності застосування SVF у пацієнтів із коморбідністю у тих випадках, коли неможливо запропонувати хірургічну тактику лікування. У цих випадках хрящ, звичайно, не відновиться, але позбавити пацієнта милиць і дати можливість пересуватися на ногах – ​цілком можливо.

Метааналіз 11 досліджень показав, що застосування додаткових біологічних аугментів дозволяє знизити ризик невдачі при зшиванні меніска з 25,7 до 9,9% (Zaffagnini S. et al., 2021). У більшості випадків використовується концентрований аспірат КМ. Єдина передумова – ​стабільна внутрішня або зовнішня фіксація несправжнього суглоба чи перелому.

Активно зростає кількість пацієнтів, особливо молодого віку, що пов’язано, у тому числі, і з бойовими ­діями, внаслідок чого дуже багато з них мають множинні локуси асептичного некрозу (АН). Автор доповіді навів приклад із практики успішного використання аспірату КМ, який під артроскопічним контролем вводили субхондрально в зону АН на головці плечової кістки. Під час динамічного спостереження через рік було відзначено відновлення безболісних рухів у плечовому суглобі та зменшення вогнища АН за даними магніто-резонансного контролю. Також позитивні результати спостерігалися при введенні аспірату КМ у півмісяцеву кістку на ранніх стадіях хвороби Кінбека. У результаті структура кістки відновилася, й подальше лікування обмежилося невеликими допоміжними оперативними втручаннями.

Особливу увагу доповідач звернув на ефективність застосування регенеративних технологій при ураженнях периферичної нервової системи, особливо при високих тяжких ушкодженнях плечового сплетення та інших нервів. Так, при ушкодженні плечового сплетення локальна ін’єкція клітин КМ знижувала фіброзування м’язів на 52%, підвищувала діаметр міофібрил на 80% і збільшувала кількість сателітних клітин на 50%.

Доповідач продемонстрував клінічний випадок пацієнтки, у якої жирову тканину використовували для формування ложа після невролізу та пластики стовбурів плечового сплетення й виконували ін’єкцію концентрованого аспірату КМ в атрофований дельтоподібний м’яз. У результаті вдалося запобігти глибоким денерваційним процесам та відновити функцію м’яза.

Наприкінці професор С.С. Страфун окреслив перспективи розвитку РІТ.

На сьогодні виділяють наступні найпоширеніші варіанти досліджуваних клітинних продуктів:

  • аутологічні мезенхімальні СК (КМ, жирова тканина);
  • алогенні мезенхімальні СК (пуповинна кров, плацента, пуповинний канатик);
  • екзосоми – ​це пов’язані з мембраною позаклітинні везикули, що утворюються в ендосомальному компартменті більшості еукаріотичних клітин (виділені з аутологічних та алогенних мезенхімальних СК).

Основними напрямками досліджень із застосування високотехнологічних клітинних продуктів у травматології та ортопедії є лікування деформуючого остеоарт­розу, асептичних некрозів, системних артритів.

Результати досліджень із використання мезенхімальних стовбурових клітин (МСК) різняться й залежать від багатьох факторів, зокрема від їх виду та протоколу застосування. Клінічним дослідженням бракує якості, необхідної для відповіді на основні запитання, включаючи клінічну та структурну ефективність, оптимальну дозу клітин, кількість ін’єкцій, протокол приготування та введення клітин. Подальше вивчення патології захворювання має першочергове значення для розробки методів лікування й розуміння того, як має бути приготований клітинний продукт перед ін’єкцією. Проте більшість метааналізів вказують на вищу ефективність при застосуванні аутологічних МСК, виділених із КМ, при лікуванні деформуючого остеоартрозу колінного суглоба.

На відміну від деформуючого остеоартрозу, при системних артритах стратегічну перевагу за результатами клінічних досліджень показали алогенні МСК. Це зумовлено тим, що є теоретична перспектива уникнути посилення аутоімунної реакції на введені препарати.
Терапевтичний потенціал МСК та екзосом добре зарекомендував себе при ураженні сухожилків, міжхребцевих дисків, при переломах кісток та лікуванні остеопорозу. На сьогодні одним із найбільш перспективних напрямків у клітинній терапії є дослідження регенеративного та терапевтичного потенціалу екзосом як більш стабільного порівняно із клітинними продуктами. Проте автор зазначив, що використання регенеративних технологій потребує ретельного підбору пацієнтів. Адже, як не дивно, але невірно вибраний клітинний продукт на певній стадії захворювання не дасть позитивних результатів.

Історію розвитку та існуючі проблеми у галузі тканинної транс­плантації в Україні висвітлив у доповіді «Тканинна трансплантація у травматології та ортопедії: історія, сьогодення та майбутнє» академік НАМН України, керівник клініки ортопедії і травматології для дорослих ДУ «Інститут травматології та ортопедії НАМН України», доктор медичних наук, професор Георгій Васильович Гайко.

Трансплантологія – ​галузь медичної науки, яка вивчає все, що пов’язано з пересадкою органів, тканин або їх штучних замінників. Офіційне зародження тканинної трансплантології в українській травматології та ортопедії відбулося у січні 1956 року, коли було створено перший на теренах нашої держави тканинний банк – ​лабораторію консервування та трансплантації біологічних тканин. Практичну діяльність лабораторія розпочала у 1959 році. Уже того ж року було заготовлено 234 й видано 228 трансплантатів. Доповідач зазначив, що в досить короткі терміни після її відкриття було захищено понад 26 дисертацій, із яких 6 – ​докторських, присвячених тео­ретичним і практичним аспектам транс­плантології.

Заснування лабораторії пов’язане з ім’ям відомого українського професора Ю.Ю. Воронного, який у 1933 році здійснив першу у світі трансплантацію нирки від померлого донора й є визнаним світовою медичною спільнотою піонером клінічної трансплантології. Із 1950 року він керував відділенням експериментальної хірургії Інсти­туту експериментальної біології та патології (м. Київ), а згодом – ​Інституту гематології та переливання крові. Саме знайомство та спілкування з ним надихнуло А.Ф. Бродського на створення такої лабораторії, якою він керував з 1959 по 1969 рік. Через 10 років лабораторія набула фантастичного розмаху, бо фактично заготовляла всі можливі трансплантати: кістковий, хрящовий, кістковий матрикс, сухожилки, судини, шкіру і т.д.

У 1999 році в Україні було ухвалено новий закон «Про трансплантацію органів та інших анатомічних матеріалів людини», завданням якого було регулювання відносин у сфері трансплантології згідно з міжнародними нормами. Натомість він призвів до занепаду життєво необхідної галузі медицини в нашій державі, бо не передбачав розмежування понять транс­плантації органів та тканинної трансплантації. Із країни, яка визнана міжнародною медичною спільнотою засновницею клінічної трансплантології, Україна через недосконалість власного законодавства та завдяки «допомозі» засобів масової інформації в очах світу та власних громадян почала асоціюватися з осередком так званої чорної трансплантології.

Доповідач зауважив, що у попередньому законі, який знищив в Україні всі зачатки цього напрямку, у статті 6 «Умови та порядок застосування трансплантації» було зазначено: «Трансплантація як метод лікування застосовується виключно за наявності медичних показань та згоди об’єктивно інформованого дієздатного реципієнта лише у випадках, коли усунення небезпеки для життя або відновлення здоров’я реципієнта іншими методами лікування неможливе». Професор Г.В. Гайко прокоментував, що стаття здебільшого відповідає пересадці органів, а не тканинній трансплантології, і саме тому, без своєчасного від­окремлення цих двох понять, трансплантація тканин не змогла розвиватися.

Актуальність розвитку тканинної трансплантації полягає у тому, що в Україні близько 5 тис. пацієнтів, які щороку оперуються з приводу патології опорно-­рухового апарату, потребують застосування кісткової пластики, але усього 10% цих пацієнтів її отримують. Тканинна трансплантація завжди була локомотивом у системі регенеративних технологій у травматології та ортопедії, яка базується перш за все на ауто- та алотрансплантатах. Виготовлення алотрансплантатів пов’язане із суворим дотриманням норм їх застосування, серед яких обов’язковими вимогами є стерильність та анімуногенність.

Свіжі алотрансплантати – фактично не застосовуються через значну антигенність та обмежені можливості для виявлення інфекційних агентів.

Свіжозаморожені – ​як правило, проходять хімічну або термостерилізацію з метою досягнення:

  • низької антигенності;
  • можливості тестування на наявність інфекційних агентів;
  • збереження біомеханічних властивостей;
  • суворого регламентування вимог до препарату;
  • можливості зберігання при температурі від –20 до –70 °C протягом 2-5 років.

Ліофілізовані – ​застосовується хімічна та гамма-­стерилізація, чим забезпечується:

  • найменша антигенність;
  • можливість тестування на наявність інфекційних агентів;
  • часткова втрата біомеханічних властивостей;
  • суворе регламентування вимог до препарату;
  • можливість зберігання при кімнатній температурі до 5 років.

Світовий досвід обробки кісткових алотрансплантатів передбачає застосування наступних сучасних ­технологій:

  • використання гамма-стерилізації (найбільш дієвий спосіб, що потребує попередньої обробки);
  • хімічна стерилізація;
  • термічна стерилізація.

Автор зазначив, що перші два способи потребують виробництва у «чистих» приміщеннях – ​фармзаводи, ліцензовані біотехнологічні лабораторії, – і саме тому є досить дороговартісними. Натомість термічна стерилізація дозволяє отримувати якісні кісткові алотранс­плантати в умовах окремого госпіталю (госпітальні кісткові банки).

В Україні згідно із законом «Про застосування трансплантації анатомічних матеріалів людині» (від  17.05.2018 № 2427-VIII) та підзаконними актами алотрансплантати розділено на дві групи – ​власне алотрансплантати та біоімплан­тати. Регламентування щодо стерильності існує лише стосовно біоімплантатів як виробів медичного призначення. На жаль, ані в законі, ані у підзаконних актах наразі не враховані можливості сучасних інно­ваційних технологій обробки кісткових алотранс­плантатів.

Спікер наголосив на основних відмінностях нового закону про трансплантацію від попереднього:

  • офіційно починає діяти презумпція згоди;
  • створення Єдиної державної інформаційної системи трансплантації органів та тканин;
  • введення нової спеціальності «трансплант-координатор», що дасть змогу уникнути правових невідповідностей при роботі з донорами та їхніми родичами;
  • приведення підзаконних актів у відповідність до євро­пейського законодавства, а саме імплементація Директив ЄС 2004/23/ЕС, 2006/17/ЕС, 2006/86/ЕС, що стосуються встановлення стандартів якості та безпеки для донорства, заготівлі, перевірки, обробки, консервації, зберігання та розподілу людських тканин і клітин.

Одним із найважливіших документів є також «Рекомендації для тканинних банків», які оновлюються кожні 3 роки. Це надає системі регуляції тканинної трансплантації більшої гнучкості й дозволяє враховувати зміни та інновації у цій сфері.

Основними засадами функціонування тканинних банків, згідно з міжнародними нормами, є:

  • етичні – ​згода на донорство на засадах альтруїзму, тобто заборона будь-якої фінансової вигоди за донорство;
  • організаційні та правові;
  • дотримання технічних стандартів.

У зв’язку із практичною відсутністю тканинної транс­плантації, починаючи з 2021 року в Україні виникли госпітальні кісткові банки. Технологія термообробки за допомогою системи локального (госпітального) кісткового банку надає можливість виробництва кісткових алотрансплантатів (скафолдів) в умовах окремо взятого госпіталю згідно з усіма міжнародними стандартами. Технологія локального (госпітального) кісткового банку полягає у термообробці кісткової тканини при температурі до 82,5 °C протягом 94 хвилин (трансплантат являє собою головку стегнової кістки, взятої від живих донорів, за умови їх попередньої згоди, при ендо­протезуванні кульшового суглоба).

Професор Г.В. Гайко зазначив, що за п’ятирічний термін функціонування локального кісткового банку на базі ДУ «Інститут травматології та ортопедії НАМП України» накопичено чималий досвід у цьому напрямі, а саме:

  • в умовах науково-практичного центру тканинної та клітинної терапії у листопаді 2016 року виготовлено перший кістковий алотрансплантат за технологією ­госпітального кісткового банку;
  • заготовлено й застосовано близько 200 трансплантатів;
  • визначено основні потреби у використанні алотрансплантатів – ​ревізійне ендопротезування кульшових суглобів, кістково-гнійна хірургія, дитяча орто­педія (пухлиноподібні захворювання кісток, реконструктивні операції).

Перспективою розвитку тканинної трансплантації має бути відновлення повного спектра тканин опорно-­рухового апарату із залученням трупного донорства, що вимагає змін у сучасному вітчизняному законодавстві (розмежування трансплантації органів та тканинної трансплантації). Також доповідач наголосив на необхідності співпраці з регіонами, оскільки вони потребують широкого впровадження зазначеної технології, яка відповідає міжнародним стандартам.

Підготувала Тетяна Люта

Тематичний номер «Хірургія, Ортопедія, Травматологія, Інтенсивна терапія» № 1-2 (49-50), 2022 р.

СТАТТІ ЗА ТЕМОЮ Хірургія, ортопедія та анестезіологія

07.05.2022 Хірургія, ортопедія та анестезіологія Стандарт екстреної медичної допомоги «Медичне сортування пацієнтів різних вікових груп у відділенні екстреної (невідкладної) медичної допомоги»

...

07.05.2022 Хірургія, ортопедія та анестезіологія «Всі мої пацієнти з України надзвичайно сильні та сміливі люди». Понад 100 лікарів надають безкоштовну медичну допомогу українцям

Ескалація війни в Україні спричинила утворення складної гуманітарної кризи. Бойові дії перешкоджають доступу до медичних послуг і товарів першої необхідності тим, хто потребує їх найбільше. Після розгортання російської агресії проти України ViveoCares Foundation, неприбуткова громадська організація, що базується в Естонії, заснувала ініціативу «Телемедицина без кордонів» для лікарів з усього світу, які хочуть підтримати українських громадян. Лікарі 11 національностей уже доєдналися до платформи та консультують українців трьома мовами – англійською, українською й російською. ...

07.05.2022 Терапія та сімейна медицина Хірургія, ортопедія та анестезіологія ІІІ Міжнародний симпозіум із тромбозу та гемостазу: новітні дослідження та зміна парадигм*

26-28 листопада минулого року відбувся ІІІ Міжнародний симпозіум із тромбозу та гемостазу на базі міжнародної освітньої медичної платформи «Medvoice». Третій рік поспіль цей захід зібрав провідних світових та вітчизняних експертів, відомих фахівців із Франції, Австрії, Угорщини, Ізраїлю, Російської Федерації та Литви. Загалом у симпозіумі взяли участь 23 спікери, які розглянули актуальні питання діагностики й лікування порушень гемостазу в контексті новітніх досліджень. Зміна парадигм у патогенезі коагулопатії при тяжких захворюваннях та травмах, підходах до ефективної корекції ускладнень антикоагулянтної терапії, а також у розумінні стану гемостатичного потенціалу стали ключовими темами симпозіуму. ...

05.05.2022 Хірургія, ортопедія та анестезіологія Місце ропівакаїну у сучасній регіонарній анестезії*

У статті розглянуто фармакологію деяких місцевих анестетиків та можливості їх застосування у різних галузях хірургії. Проаналізовано результати досліджень щодо ефективності й безпеки бупівакаїну та ропівакаїну. Показано, що ропівакаїн є сучасним препаратом із мінімальною кількістю побічних ефектів. ...