Восстановление связок и сухожилий: надежда на чашку Петри

В скором времени, травмированные сухожилия и связки можно будет восстановить с помощью стволовых клеток или силикона. Необходимость в проведении операции будет возникать уже не так часто, как в настоящее время.

Наступает ли в Аскоте , месте проведения ежегодных скачек близ Виндзора, день скачек, британцы носят модные шляпы и их головы полны коэффициентами и лошадьми. Однако, Энди Голдберг [AndyGoldberg] при слове "Аскот" (Ascot)думает о стволовых клетках. Примерно в часе езды от места самых традиционных британских лошадиных скачек, лондонский хирург работает над "Ascat". Так называется его исследование – первое, при лечении воспаления ахилловых сухожилий с помощью стволовых клеток. Сходство в названиях не является случайным. Скаковых лошадей с проблемами сухожилий, уже на протяжении многих лет лечат с помощью стволовых клеток. Впечатляющие результаты ветеринарной медицины вселяют в него оптимизм, что лечение будет работать также хорошо и на людях. При данном методе, собственные стволовые клетки пациента, взятые из гребня подвздошной кости – у лошадей их берут из грудины – размножаются в лаборатории и затем вводятся в поврежденное сухожилие. Стволовые клетки являются “не специализированными” клетками, то есть они представляют собой класс недифференцированных клеток, которые характеризуются своим потенциалом дифференцироваться в специализированные клетки различных тканей и органов, например: в клетки мышц, клетки крови, жировой ткани или как раз в сухожильные клетки. В какой именно тип специализированных клеток превратятсястволовые клетки, зависит отокружающей их среды. При введении стволовых клетокв поврежденное человеческое ахиллово сухожилие, есть надежда, что они дифференцируются в тендоциты (сухожильные клетки) и ускорят процессвыздоровления.

С помощью сухожилиймышцы прикрепляются к костям, стабильные связки удерживают и фиксируют между собой различные участки костей. Без них было бы невозможно движение. Как сухожилия, так и связки подвергаются действию больших растягивающих сил, их прочностьи способность выдерживать большое усилие на растяжениеобеспечиваютвключенныев состав их тканейколлагеновые волокна. Ахиллово сухожилие может выдержать тягу на разрыв, составляющую более одной тонны, это самое мощное сухожилие в теле человека.

Удары и сотрясения, переломы и вывихи - такие травмы, при которых происходит повреждение сухожилий или связок, претерпеваетбольшинство людей в какой-то момент их жизни. Восемь из десяти мужчин в Германии однажды уже были травмированы во время занятий спортом, а средиженщин подобные травмы имела каждая вторая.

Kогда происходят такие несчастные случаи, тоочень часто раздаются звонки на телефонслужбы экстренной помощи в Кёльне-Мерхайме. "Наши врачи, наблюдающие спортивные команды, пришли к мнению," - отмечает Боуильон, - "что большинство травм происходит в вечернее время или в выходные дни, когда проходят соревнования."От двенадцати до пятнадцати звонящих по телефону, обращаются за помощью к специалистам "в обычные выходные дни". Иногда бывает достаточно телефонной консультации со специалистом, во многих случаях непосредственно согласуется дата проведения обследования. Требует ли травма хирургического вмешательства, зависит от ее тяжести и от того, находится ли сустав под угрозой в долгосрочной перспективе: поскольку связки порваны, сустав утрачивает свою подвижность, а хрящевые поверхности изнашиваются гораздо быстрее. Может преждевременноразвиться остеоартроз.

Лечение повреждений и травм сухожилий с помощью инъекции стволовых клеток является лишь одним из нескольких методов, ориентированных на будущее и диктующих создание нового направления в медицине. Другой метод основан на, так называемом, биоконструировании - из культивированного из стволовых клеток материала, который вводится в качестве трансплантата в поврежденное сухожилие. Изучением данного метода занимается болгарский микробиолог Деница Дочева. Десять лет назад она основала группу по исследованию сухожилийв университетской клинике Мюнхена. Цель исследований заключается в том, чтобы полностью понять клеточные функции и получить возможность использования ткани сухожилия для трансплантации. Группа Дочевой уже получила один важный результат после испытаний на моделях ахиллесова сухожилия: клетки сухожилий подходятдля биоконструирования лучше, чем клетки костного мозга. “Оба типа клеток оказывают положительное влияние на процесс исцеления” - говорит Дочева. Но, при этом, производит впечатление, что клетки сухожилий напоминают ткань из которой былиизвлечены.” В прошлом году Мюнхенская группа по исследованию сухожилийсмогла, также, доказать, что стволовые клетки из ткани сухожилий имеют высокую чувствительность к стимуляции: при механической нагрузке, произведенной исследователями во время выращивания трансплантата, появились более прочные конструкции, чем без этих раздражителей.

Однако, до того момента, когда выращенные в лабораторных условиях ткани смогут быть помещены в сухожилия человека, понадобится еще некоторое время. "Безопасность очень важна", - объясняет Дочева. "Только тогда, когда нам, без всяких сомнений, будет известно, какие клетки являются наиболее подходящими и как они поведут себя в теле человека, мы начнем проводить контролируемые клинические испытания." До этого момента необходимы, по крайней мере, еще пять лет интенсивных исследований".

Наибольшее количество всехспортивных травм связано с повреждениямиголеностопного и коленного суставов. Почти треть всех спортивных травм, которые случаются при занятиях спортом в рамках членства в спортивных клубах (обществах), связано с повреждениями голеностопного сустава. Вслед за этим следуют травмы коленного сустава, головы и кисти руки. Повреждения плечевого сустава составляют пять процентов от травм. Статистические данные приблизительно соответствуют практическому опыту Бертила Боуильона [BertilBouillon] в Клинике города Кельна. "У большинства пациентов, к счастью, случаются только вывихи. Однако, в ряде случаев, наблюдаются повреждения связок, при которых наиболее часто повреждению подвергаются внешние связки голеностопного сустава, передняя крестообразная связка или вращательная манжета плеча."

Травмы связок голеностопного сустава в настоящее время редко оперируют. Раньше это было по-другому: до конца 80-х годов при повреждении связок голеностопного сустава проводилось хирургическое лечение, при котором разорванные связкисшивались; данная процедура была обычным делом. Сегодня мы знаем, что при консервативном лечении, также могут быть достигнуты хорошие – по крайней мере, аналогичные полученным в результате хирургического лечения – результаты. В течение первых  нескольких дней после получения травмы, главная цель заключается в том, чтобы контролировать боль и опухание. Вслед за этим, от одной до четырех недель, следует фаза восстановления, во время которой организм увеличивает производство коллагена для восстановления поврежденных структур. Затем, ткань приспосабливается к механическим нагрузкам и становится прочнее. Не менее чем через четыре, а в большинстве случаев через шесть недель после инцидента, голеностопный сустав снова может выдерживать нагрузки. "Для идеального хода реабилитации и успешного протекания восстановительных процессов, важно относиться с уважением к фазе восстановления," - говорит Раймонд Бест, врач-ортопедКлиники спортивной медицины города Штутгарта. Сегодня для фиксации сустава обеспечивается твердый ортез, который охватывает сустав ив дальнейшем постепенно удаляется, когда достигается следующая фаза восстановления. Дополнительно, для лечения может использоваться гиалуроновая кислота или аутологичная плазма, которые в виде инъекций вводятся в травмированные структуры.

Связочно-мышечный аппарат колена склонен к повреждениям. По статистике, в Германии 137 раз в день происходит разрыв передней крестообразной связки. При разрыве одной из крестообразных связок возникает постоянная нестабильность сустава, хрящевые поверхности вовлеченных костей изнашиваются гораздо быстрее, что ведет к преждевременномуизнашиванию коленного сустава.

Тем не менее, не всегда при разрыве крестообразной связкинеобходима операция. Решение относительно проведения хирургического вмешательства зависит от различных факторов, таких как, например, наличие сопутствующих травм и уровня физических нагрузок на колено. Операция всегда включает в себя риски: она наносит вред кровеносным сосудам, повышает вероятность возникновения инфекции или тромбоза и задерживает выздоровление пациента. Тем не менее, при ощущении пострадавшим явной нестабильности сустава и если он активно занимается спортом, то с помощью реконструкции крестообразной связки, пациент может восстановить свою прежнюю физическую выносливость и способность выдерживать нагрузки. В частности, при контактных видах спорта и резких движениях на неровной поверхности “отсутствие передней крестообразной связки едва ли можнополностью компенсировать мышечной силой и тонусом” – отмечаетсяв Швейцарском журнале “Спортивная медицина и спортивная травматология".

В большинстве случаев, во время операции врачи заменяют разорванную крестообразную связку аутогенным сухожильным трансплантатом (то есть в качестве новой крестообразной связки коленного сустава используется кусочек собственного сухожилия пациента). Предпочтет ли хирург использовать сухожилия мышц-сгибателей, сухожилие полусухожильной мышцы и сухожилие тонкой мышцы бедра или сухожилие надколенника (надколенной чашки), зависит от предшествующих повреждений, обычной деятельности пострадавшего, а также его телосложения. В течение долгого времени, стандартным методом хирургического лечения считалась операция, при которой сухожилие извлекалось через разрез на голени. Между тем, другим популярным методом является хирургическое вмешательство, при котором хирург делает разрез кожи в подколенной ямке. Эта методика позволяет выполнить операцию значительно быстрее и оставить лишь неприметный шрам.

Закрепление трансплантанта из сухожилия происходит без винтов, с использованием, так называемой, ‘Press-Fit’ технологии.При этом, хирург решает, какую часть связки надколенника (коленной чашечки) использовать, а также какой оперативный доступ он будет применять: в ходе операции маленькие костные блоки прессуют в просверленные каналы в верхней и нижней части голени. "Таким образом, этот хирургическийметод является большим вызовом проблеме восстановления крестообразной связки", - объясняет Манфред Бернард [ManfredBernard], медицинский директор Kлиники Сан-Суси в городеПотсдаме. “Так как, посредством этой технологии, вновь появившееся сухожилие прочно прикрепляется к кости. ”Кроме того, после операции с использованием ‘Press-Fit’ технологии, период реабилитации значительно короче и движение почти не ограничено.

В Институте обработки пластмасс и синтетических материалов при Рейнско-Вестфальском техническом университете (RWTH) Аахена, исследователи пытаются воссоздать крестообразные связки из силиконового каучука. Таким образом, “запасные части” впоследствии будутэластичными, стабильными и торсионноустойчивыми (устойчивыми при кручении), как настоящие крестообразные связки. "Текстильные имплантаты уже иногда используются. Тем не менее, они не оказались особенно прочными в качестве крестообразной связки, поскольку они быстро изнашиваются при тесном соприкосновении или трении о кость", - говорит Даниэль Кальтбайтцель [DanielKaltbeitzel], который возглавляет проект в качестве дипломированного инженера. Вполне возможно, что в будущем можно будет заменять оригинальную связку на сделанную из силикона или текстильного плетения и в индивидуальном порядке корректировать ее длину, диаметр и устойчивость к нагрузкам. Прототипы таких связок уже существуют, но "мы изучаем, прежде всего, работает ли вообще

Плечевой сустав, соединяющийруку с туловищем, также является одним из наиболее часто подвергающимся травмам сухожилий и связок, суставом. При сложном взаимодействииплечевой кости, лопатки и ключицы, самый мобильный из всех суставов человеческого тела - плечевой сустав (представляющий собой шаровидный сустав) позволяет верхней конечности совершать движения во всех трех плоскостях в пространстве. Около 20 раз в неделю, в Клинике "Sporthopaedicum" города Регенсбурга, специалист в области хирургии плечевого и локтевого суставов Проф. Д-р Стефан Грайнер [StefanGreiner] восстанавливает сложную структуру на операционном столе. В начале истории страданий его пациентов часто находится вывихплечевого сустава – его дислокация. “При такой травме необязательно сразу делать операцию”, - объясняет специалист, который с недавнего времени занимает должность профессора в Берлинской Клинике “Шарите” [Charite]. "Однако, разрыв капсулы и верхней губы плечевого сустава может привести к длительной нестабильности и повторному вывиху. Это, в свою очередь, наносит вред хрящу." Кроме того, повторыйвывих сустава часто является точкой “без возврата” (т.е., без возможности восстановления нормального функционирования сустава) - с этого момента профессор Грайнер настоятельно рекомендует проведение операции.

При несчастных случаях, разрывы сухожилия вращательной манжеты плеча, пострадавший едва ли может обойтись без хирургического вмешательства. "Это не восстанавливается само по себе," - говорит профессор Грайнер, - “потому что разорванные сухожилия оторвались от мышцы." Если стабильность плеча была восстановлена хирургическим путем, то не рекомендуется слишком ранний возврат к прежним нагрузкам. Обычная нагрузка на плечевой сустав допускается не ранее, чем через полгода после операции. "Мы должны после такого вмешательства всегда найти среднее состояние между иммобилизацией (нахождением в состояние покоя), чтобы структуры могли исцелиться, и движением, чтобы поддерживать и сохранить функционирование плечевого сустава," - объясняет профессор Грайнер.

Поэтому, для достижения максимального успеха, после каждой операции на суставе, решается вопрос о достижении компромисса между состоянием покоя и нагрузкой. Так как, например, удачный исход реконструкции крестообразной связки до 50 процентов зависит от качества последующей реабилитации. Если ранее врачи советовали пациентам строгое соблюдение отдыха, то в настоящее время общий консенсус состоит в том, что раннее движение и функциональное послеоперационное лечение ускоряют восстановление и противодействуют мышечной атрофии. Кроме того, ничего не изменится, когда замена поврежденных сухожилий на сухожилия из стволовых клеток станет стандартным методом лечения, а силикон из лаборатории заменит крестообразные связки.

По материлам журнала Focus, автор СИНА ХОРСТХЕМКЕ , перевод собственный