Anatomical Obstacles to Regeneration of Ligamenti Cruciati Tear Using Stem Cell Technology

Abstract

Anotācija: Ligamenti Cruciati ir pakļauti ievainojumiem un deģenerācijai, un tiem ir sliktas sadzīšanas spējas. Pašreizējās ārstēšanas stratēģijas nav pilnībā efektīvas, tomēr cilmes šūnu terapija uzrāda daudzsološus rezultātus. LCA plīsuma biežums ir 37:100000 (Lee et al., 2017) ar visaugstāko sastopamību sportistu vidū, galvenokārt saistībā ar dinamisku valgus ceļa locītavas formāciju traumas brīdī (Kobayashi et al., 2010; Labella et al., 2014). Šī ievainojuma dēļ rodas statiska un funkcionāla nestabilitāte, kas izraisa izmaiņas kustību shēmās un palielina osteoartrozes izveidošanās risku (Kvist, 2004; Ajuied et al., 2013), īpaši sievietēm sportistēm (Lohmander, 2004). Cilmes šūnu terapiju veic iegūstot tās no zonām, kur šīs šūnas ir lielā apjomā. Pēc tam tās tiek koncentrētas un ievadītas bojātajā laukumā, palīdzot ķermenim dabiski sadzīt, pateicoties šūnu multipotenciālam. Šajā morfoloģiskajā pētījumā tika ņemtas vērā anatomiskās struktūras, kas ieskauj Ligamenti Cruciati, ļaujot precīzāk uzzināt cilmes šūnu injekcijas klīniskos aspektus.

Mērķis: Izpētīt articulatio genus un saistīto struktūru anatomiju pieauguša cilvēka līķī, lai noteiktu, kādi ir anatomiskie šķēršļi cilmes šūnu ievadīšanai, lai ārstētu daļējus ligamentum cruciatum anterius un posterius plīsumus un novērstu operācijas un nevajadzīgas traumas.

Ievads: Pašlaik LCA traumu ārstēšana sastāv no: 1) konservatīvas ārstēšanas (atpūtas, fizioterapijas un ceļa locītavas stiprinājumiem) un 2) ķirurģiskas pieejas ar saites rekonstrukciju, izmantojot autogrāfus. Neatkarīgi no izmantotā transplantāta, sadzīšanas process ir lēns, un saites funkciju neizdodas pilnībā atgūt daudzos gadījumos, kas liek sportistiem iziet garu rehabilitācijas periodu, un tā panākumu līmenis ir ļoti atkarīgs no pacienta dzīvesveida, vecuma un veselības. Tomēr nesenie sasniegumi cilmes šūnu izpētē var nodrošināt labākus panākumu rādītājus (Lee et al., 2017). Cilmes šūnas tiek uzskatītas par labu iespēju sadzīšanas uzlabošanā pilnīgas rekonstrukcijas operācijās, kā arī daļēju plīsumu ārstēšanā (Kiapour et al., 2014). Šo šūnu avoti ir dažādi: no kaulu smadzenēs iegūtām mezenhimālām cilmes šūnām, no LCA-atvasinātām asinsvadu cilmes šūnām, cīpslas atvasinātām cilmes šūnām un no cilvēka nabas saites asinīm iegūtām mezenhimālām cilmes šūnām. Šīm šūnām ir spēja uzlabot agrīnu saišu traumu dzīšanu, īpaši LCA-cilmes šūnām CD34+ (Guo et al., 2017). Turklāt ir pierādīts, ka kaulu smadzeņu koncentrāta perkutāna intraligamentoza injekcija ir efektīva LCA plīsumu ārstēšanā bez repozīcijas (Centeno et al., 2015).

Materiāli un metodes: Articulatio genus sinistra disekcija tika veikta 75 gadus vecas sievietes līķim, veicot parapatelāru griezumu uz ādas, kam sekoja ādas, zemādas tauku, virspusējo un dziļo fasciju noņemšana no augšstilba līdz apakšstilba vidus apgabalam (priekšpusē) un no augšstilba vidus līdz apakšstilba reģionam, ieskaitot fossa poplitea (aizmugurē).

Rezultāti: Priekšējā disekcijā tika identificēts tractus ili

Abstract: Ligamenti Cruciati is prone to injury and degeneration and has poor healing potential and the current treatment strategies are not fully effective, however stem cell therapy shows promising results. Rupture of ligamentum cruciatum anterius (LCA) occurs in 37:100000 (Lee et al., 2017) with the highest incidence among athletes, mainly due to a dynamic knee valgus alignment at the moment of the injury (Kobayashi et al., 2010; Labella et al., 2014). This injury leads to static and functional instability that causes changes in motion patterns and an increased risk of osteoarthrosis (Kvist, 2004; Ajuied et al., 2013), especially in female athletes (Lohmander, 2004). Stem Cell Therapy is performed by extracting stem cells from an area of high volume, then concentrating the cells and reinjecting them into the damaged area to help the body heal naturally due to the cell’s multipotency. This morphological study considers the anatomical structures surrounding Ligamenti Cruciati allowing a more precise knowledge for the clinical aspect of the injection with stem cells.

Aim: To study the anatomy of articulatio genus and related structures in an adult human cadaver to determine what are the anatomical obstacles to the injection of stem cells for the treatment of partial ruptures of ligamentum cruciatum anterius and posterius as a way of preventing surgery and unnecessary trauma.

Introduction: Currently the LCA injury management consists of: 1) conservative treatment (rest, physiotherapy and knee brace) and 2) surgical approach with reconstruction of the ligament using autografts. Regardless of the graft used, the healing process is slow and fails to regain its full function, which obliges athletes to go through a long rehabilitation period and its success rate highly depends upon the patient lifestyle, age and health. However, recent advances in stem cell research may provide better success rates (Lee et al., 2017). Stem cells have been considered for improvement of healing in total reconstruction surgery and as treatment for partial tears (Kiapour et al., 2014). The sources of these cells vary: bone marrow derived-mesenchymal stem cells, LCA-derived vascular stem cells, tendon-derived stem cells, and human umbilical cord blood derived mesenchymal stem cells. These have the ability to improve the healing of early ligament injury, especially LCA-stem cell CD34+ (Guo et al., 2017). Moreover, it has been shown that percutaneous intraligamentous injection of bone marrow concentrate is effective in treatment of LCA tears without retraction (Centeno et al., 2015).

Materials and Methods: The dissection of articulatio genus sinistra was performed in a 75 year old female cadaver by making a parapatellar incision on skin followed by removal of the skin, subcutaneous fat, superficial and deep fascia from femoral region to mid-crural region (anteriorly) and mid-femoral region to sural region, including fossa poplitea (posteriorly).

Results: In the anterior