Коллаген в восстановлении хряща: каркасы и импланты
Хрящ плохо восстанавливается сам, поэтому используют коллагеновые каркасы: они удерживают клетки в дефекте и направляют образование новой хрящевой ткани.
Почему хрящ так трудно восстановить
Суставной хрящ покрывает концы костей и обеспечивает гладкое скольжение в суставе. Его особенность — почти полное отсутствие кровеносных сосудов. Питание поступает за счёт диффузии из суставной жидкости. Из-за этого хрящ практически не умеет восстанавливаться самостоятельно: повреждение, которое в коже зажило бы за дни, в хряще может не закрыться никогда. Отсюда интерес к материалам, помогающим регенерации.
Основной белок хряща — коллаген II типа (в отличие от кожи и кости, где преобладает I тип). О различиях типов читайте на странице типы коллагена.
Роль коллагеновых каркасов
Коллагеновый каркас в хрящевых технологиях решает ключевую проблему — удержать клетки, способные строить хрящ, точно в зоне дефекта и в правильной трёхмерной среде. Без каркаса клетки просто вымоются из сустава. Каркас даёт им опору, форму и сигналы к образованию хрящевого матрикса.
Хрящевые клеточные технологии — это сложные многоэтапные процедуры, которые выполняют в специализированных центрах. Раздел носит ознакомительный характер.
Клеточные технологии с коллагеном
Один из подходов к восстановлению хряща — пересадка собственных хрящевых клеток пациента (хондроцитов). Их берут при первой операции, размножают в лаборатории и возвращают в дефект. Коллаген здесь используют как носитель: клетки заранее заселяют в коллагеновую мембрану или гель, который затем фиксируют в дефекте. Это удобнее и надёжнее, чем вводить клетки в жидком виде.
| Элемент | Функция |
|---|---|
| Коллагеновая мембрана / гель | Каркас и носитель клеток |
| Хондроциты или стволовые клетки | Строят новый хрящ |
| Сустав пациента | Среда для созревания ткани |
Бесклеточные матрицы
Существуют и подходы без предварительного выращивания клеток. В дефект устанавливают коллагеновую матрицу, рассчитывая, что её заселят собственные клетки пациента, в том числе из подлежащей кости. Иногда это сочетают с методиками, при которых в кости делают микроотверстия, чтобы привлечь стволовые клетки костного мозга в каркас.
Связь с костью и тканевой инженерией
Хрящ часто повреждается вместе с подлежащей костью. Для таких дефектов разрабатывают двухслойные (остеохондральные) импланты: костный слой на основе минерал-коллагенового композита (см. костные трансплантаты) и хрящевой слой на основе коллагена. По сути это частный случай тканевой инженерии, где из каркаса и клеток выращивают сложную ткань.
Ограничения
Восстановление хряща остаётся сложной задачей. Новая ткань не всегда полностью идентична исходному хрящу по прочности и долговечности, а результат зависит от размера дефекта, возраста и нагрузки на сустав. Поэтому показания и метод определяет ортопед индивидуально.
Частые вопросы
Почему хрящ не заживает сам?
В нём почти нет кровеносных сосудов, питание идёт диффузией из суставной жидкости. Без сосудов и клеток-ремонтников восстановление крайне ограничено.
Какой коллаген преобладает в хряще?
Коллаген II типа, тогда как в коже и кости — I типа. Подробнее в разделе типы коллагена.
Полностью ли восстанавливается хрящ?
Не всегда. Новая ткань может уступать исходному хрящу по свойствам, а исход зависит от многих факторов, которые оценивает врач.