УДК 573

Инновации ортобиологических методов лечения

Стаковецкая Ольга – старший преподаватель кафедры биологии Ивановской государственной медицинской академии

Прохорова Елена Владимировна – научный сотрудник лаборатории клеточных технологий и медицинской генетики Национального медицинского исследовательского центра травматологии и ортопедии имени Н. Н. Приорова

Сморчков Михаил Михайлович – соискатель, научный сотрудник лаборатории клеточных технологий и медицинской генетики Национального медицинского исследовательского центра травматологии и ортопедии имени Н. Н. Приорова

Холмогорская Оксана Викторовна – кандидат биологических наук, доцент кафедры биологии Ивановской государственной медицинской академии

Аннотация: Ортобиологические препараты очень популярны в области медицинской науки, особенно в регенеративной медицине. Статья посвящена исследованию инноваций ортобиологии. Автором обосновывается актуальность и значимость темы исследования. Анализ научной литературы позволил автору заключить, что ортобиологические методы значительно улучшают результаты пациентов с патологией опорно-двигательного аппарата. Автор приходит к выводу о необходимости дальнейшего совершенствования ортобиологических методов лечения. Внедрение таких терапевтических инструментов может привести к многочисленным положительным результатам в клинических условиях.

Ключевые слова: ортобиология, инновации, стромально-сосудистая фракция, клетки костного мозга, ортобиологические препараты, регенеративная медицина, жировая ткань.

Согласно заявленной теме, отметим, что ортобиология занимается восстановлением больных органов, тканей и клеток, стимулируя способность организма к регенерации за счет собственных клеток организма или плазмы. При помощи остеохондральных трансплантаций ведутся операции по сохранению подвижности в суставе. Будущее, по мнению ортобиологов, именно за тканевыми трансплантатами в совокупности со специальными уколами, способствующими восстановлению тканей в организме.

Как известно, ортобиологические методы лечения обещают значительно улучшить результаты у пациентов с патологией опорно-двигательного аппарата.

В настоящее время, предпринимаются значительные исследовательские усилия по разработке стратегий, направленных на изменение биологической среды для стимулирования регенерации тканей, заживления и облегчения симптомов. В ортопедической хирургии технологические достижения эволюционировали, чтобы помочь врачам в более ранней диагностике, более быстрой разработке инновационных методов лечения и улучшении периоперационного наблюдения за пациентами. Главной целью технологических инноваций является повышение точности операции, а также точной установки ортопедических имплантатов, достижение ускоренной реабилитации и внедрение улучшенных показателей результатов, связанных с пациентом.

Как отмечает Т. Маццола, потенциальное применение регенеративных методов лечения охватывает всю ортопедию, используя такие подходы, как трансплантация клеток, перенос генов и тканевая инженерия [4]. Эти стратегии значительно отличаются от большинства основных методов лечения в ортопедической практике, поскольку они направлены на устранение основной причины заболевания с целью усиления процессов естественной биологической репарации, предпочтительно на более ранней стадии прогрессирования заболевания. Несмотря на огромные перспективы, большинство ортобиологических подходов остаются пока на ранней стадии на пути к широкому клиническому применению.

Аутологичная и аллогенная клеточная терапия с расширением культивирования, а также генная терапия прошли клинические испытания на людях, и многие пациенты уже получают лечение с использованием современных методов регенерации опорно-двигательного аппарата, разработанных в соответствии с надлежащей производственной практикой. Последние инновации в этой области, включая стратегии, основанные на факторах роста и стволовых клетках, приведут к более быстрому выздоровлению. Еще одно новшество - костные трансплантаты с лекарственным покрытием, которые можно использовать для решения таких проблем, как ортопедическая хирургическая инфекция. Клинические исследования показывают, что факторы роста могут ускорить процесс заживления. Стволовые клетки могут непрерывно саморегенерироваться и дифференцироваться в любой тип клеток, предлагая беспрецедентный источник технологий регенеративной медицины. Хотя многие регенеративные вмешательства остаются на доклинических стадиях исследований, ожидается, что в ближайшем будущем число клинических исследований быстро возрастет. На сегодняшний день, медицина стремится и разрабатывает улучшения и оптимизацию ухода за пациентами, связанные с инновациями и новыми технологиями. Успехи в медицине в основном достигаются за счет постепенного совершенствования устоявшихся базовых технологий, и внедрение прорывных технологий. Так, ортобиологические технологии в травматологии-ортопедии распространены уже достаточно широко и успешно применяются в ведущих зарубежных клиниках и в России. Это очень интересное и прогрессивное направление с прицелом на перспективу полноценного «ремонта» органов опорно-двигательного аппарата и более эффективного разрешения существующих неудовлетворенных клинических потребностей, но только при четком понимании возможных механизмов регенерации органов опорно-двигательного аппарата и умении воспроизвести эти механизмы искусственным путем. Новейшие инструменты научных исследований и открытия в области инженерии, биологии тканей, информационных технологий, управления данными и проектирования клинических исследований, а также лечения переломов — все это, вероятно, внесет существенный вклад в лечение травм опорно-двигательного аппарата в течение следующего десятилетия и далее.

Следует заметить, что, по мнению А.В. Ковалева [2], внедрение ортобиологических технологий в клиническую практику, помимо полезного лечебного результата, повышения эффективности травматологии и ортопедии, уровня образования врачей, которые получают новые знания и новые инструменты для своей работы, связано с совершенствованием медицинской техники, развитием биологической инженерии, а также имеет существенный экономический смысл.

Прогресс в различных ортопедических специальностях многофакторный, и часто появляются передовые новые технологии. А.В. Ковалев отмечает, что ортобиологический подход к терапии чаще персонифицирован, позволяет рассматривать человека как носителя «лекарств» и материалов для ремонта своего собственного тела [1]. В этих технологиях используются преимущественно минимально манипулируемые клетки - собственные клетки, извлеченные из организма без изменения их биологических характеристик, а также естественные биомолекулы, что позволяет говорить о безопасном лечении. Они приводят к улучшению общего состояния пациентов, устранению болевых ощущений, позволяют уменьшить или исключить прием противовоспалительных и обезболивающих лекарственных средств, устраняя риски побочных действий отменяемых лекарств.

Необходимо обратить внимание на то, что способы применения клеток и регуляторных молекул могут быть эффективны только на основе глубоких научных знаний, и если говорить о регенеративной медицине и ортобиологическом подходе к лечению, то ее стратегии основываются преимущественно на биомиметическом подходе, в котором идеи и основные элементы лечения заимствуются у природы. Несомненно, что ортобиология прокладывает путь наукоемким регенеративным технологиям в травматологию и ортопедию.

Для получения и концентрирования регенеративных клеток самого пациента создаются специальные устройства регенеративной медицины. Врачи могут получать нужный для лечения пациентов клеточный материал прямо в условиях операционной, в режиме реального времени с помощью машин, работающих в автоматическом режиме или более простых устройств.

В первом случае даже не нужна специализированная лаборатория для работы с клетками, что делает ортобиологию более доступной для пациентов и более активно вовлекает практикующих врачей.

Жировая ткань и костный мозг рассматриваются как полезные ресурсы организма для ортобиологических технологий.

Среди популярных ортобиологических подходов жировая ткань (включая ее производные) оказалась новым и привлекательным источником клеток для целей тканевой инженерии и регенеративной медицины. Например, стромально-сосудистая фракция показала интересные результаты. Этот биологический материал может служить доказательством того, что он вполне осуществим, поскольку обеспечивает легкий доступ к богатому источнику популяций стволовых клеток и клеток-предшественников [3], которая может эффективно воздействовать на физиопатологию [4]. Кроме того, различные клеточные популяции, присутствующие в стромально-сосудистой фракции, могут дополнительно модулировать обострение воспаления, которое усугубляет дегенеративные процессы в пораженных остеоартритом суставах с помощью секреторных механизмов.

Стромально-сосудистая фракция может быть получена с помощью процедур липосакции и последующей обработки жировой ткани. Следует согласиться с мнением А.В. Ковалева о том, что из липоаспирата может быть выделена стромально-васкулярная фракция жировой ткани, которая представляет собой гетерогенную популяцию свежевыделенных клеток из жировой ткани после ферментативной диссоциации с последующим центрифугированием. Для получения этой фракции можно задействовать специализированную лабораторию с высококвалифицированным персоналом, работающего в автоматическом режиме, внутри которого биологический материал обрабатывается и находится в закрытой системе, откуда выходит готовый к использованию продукт. Он может быть возвращен пациенту в качестве терапевтического средства примерно через 1,5 часа после забора липоаспирата. Само устройство можно закатить в операционную прямо к больному [2].

Ортобиологическая концепция использования организма человека как источника для изготовления персонифицированных клеточных продуктов для регенеративных технологий нашла свое подтверждение и в офтальмологии. Патогенетическое лечение центральных и периферических тапеторетинальных дистрофий, возрастной макулярной дегенерации сетчатки и атрофии зрительного нерва с применением пересадок в область глазницы аутологичных мононуклеарных клеток костного мозга показало высокую клиническую эффективность (6, 7, 8). По сути клеточные трансплантации и последующая паракринная стимуляция регенерации тканей глаза и нейропластичности сетчатки могут быть рассмотрены, как более высокотехнологичное продолжение тканевой терапии и использования биогенных стимуляторов академика Филатова в офтальмологии.

Отметим, что многие регенеративные вмешательства остаются на доклинических стадиях исследований, ожидается, что в ближайшем будущем число клинических исследований быстро возрастет.

Вышесказанное позволяет сделать объективное заключение о том, что ортобиологические препараты демонстрируют значительные перспективы в улучшении результатов лечения пациентов с широким спектром патологий опорно-двигательного аппарата. Ортобиология является новым направлением не только в травматологии и ортопедии, но и в медицине в целом. Наука непрерывно развивается, а вместе с ней развиваются новейшие подходы к лечению заболеваний опорно-двигательного аппарата. Ортобиологические методы дают возможность помогать пациентам на ранних этапах заболевания и предотвращать нетрудоспособность и инвалидизацию в будущем. Современные оборудования позволяют получать из биологических материалов элементы для восстановления поврежденной структуры и запуска природных регенерирующих процессов в организме. Ортобиологические методы лечения можно использовать, как отдельно, так и в качестве сочетании с другой терапией, в том числе при выполнении отдельных хирургических вмешательств. Следует отметить, что ортобиологические методы, как никакие другие, отвечают всем требованиям персонифицированного подхода к лечению пациентов. Во всем мире существуют значительные различия в методах регулирования, которым необходимо следовать. Ориентироваться в этих сложных путях непросто как для ученых, так и для клиницистов. Понимание регуляторных путей, а также логистических и этических факторов, связанных с клиническим внедрением ортобиологических методов лечения, позволит клиницистам лучше подготовиться, поскольку они стремятся предоставить своим пациентам наилучшие шансы на выздоровление, сохраняя при этом их безопасность.

Список литературы

Ковалев А. В. Ортобиология – один из путей к медицине будущего. Издательский дом «Лидер Мнений». – 2022. – № 2 (53)
Ковалев, А. В. Оценка регенеративного потенциала тканевых сфероидов из клеток надкостницы на ин виво модели дефекта кости с использованием интегрированного с телом биореактора / А. В. Ковалев, М. М. Сморчков, В. А. Миронов // Всероссийская научная конференция с международным участием, посвященная памятной дате института (60-летию НИИ морфологии человека имени академика А.П. Авцына): Сборник научных трудов всероссийской научной конференции с международным участием, посвященной памятной дате института. – 2021. – С. 84-86.
Han S, Sun HM, Hwang KC, Kim SW. Adipose-Derived Stromal Vascular Fraction Cells: Update on Clinical Utility and Efficacy. Crit Rev Eukaryot Gene Expr. –2015. № 25 (2). – Р. 45–52.
Peter A Everts, Timothy Mazzola, Kenneth Mautner, Pietro S Randall, Luga Podesta. Modifying Orthobiological PRP Therapies Are Imperative for the Advancement of Treatment Outcomes in Musculoskeletal Pathologies. // Biomedicines. – 2022, – №. 15, – Р. 29-33
Tanner MC, Hagelskamp S, Vlachopoulos W, Miska M, Findeisen S, Grimm A, Schmidmaier G, Haubruck P. Non-Union Treatment Based on the "Diamond Concept" Is a Clinically Effective and Safe Treatment Option in Older Adults. Clin Interv Aging. – 2020 – Jul 21;15. – Р. 1221–1230.
Патент № 2428956 C2 Российская Федерация, МПК A61F 9/00, A61K 35/28, A61P 27/00. Способ лечения атрофии зрительного нерва посредством трансплантации аутологичных стволовых клеток : № 2009126627/14: заявл. 13.07.2009: опубл. 20.09.2011 / А. Д. Ромащенко, А. В. Ковалев. – EDN BRKWMB.
Патент № 2467730 C2 Российская Федерация, МПК A61F 9/00, A61K 35/28, A61K 38/17. Способ комплексного патогенетического лечения центральных и периферических тапеторетинальных дистрофий с применением клеточных технологий: № 2011101671/14: заявл. 19.01.2011 : опубл. 27.11.2012 / А. Д. Ромащенко, А. В. Ковалев. – EDN NMTUDK.
Патент № 2467727 C2 Российская Федерация, МПК A61F 9/00, A61K 35/28, A61K 38/17. Способ лечения влажной формы возрастной макулярной дегенерации сетчатки с применением клеточной трансплантации: № 2011105045/14: заявл. 11.02.2011: опубл. 27.11.2012 / А. Д. Ромащенко, А. В. Ковалев. – EDN RZZPMD.

Интересная статья? Поделись ей с другими: