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치유 인대나 힘줄의 세포에 변형 과정이 있습니까? 그렇다면 그들은 무엇입니까?

치유 인대나 힘줄의 세포에 변형 과정이 있습니까? 그렇다면 그들은 무엇입니까?



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나는 근골격계의 비근육 조직이 어떻게 치유되는지 더 잘 이해하려고 노력하고 있습니다. 특히 한 번 찢어진 인대나 힘줄이 어떻게 치유되는지에 관심이 있습니다.

다음 텍스트를 읽었습니다.

근육이 손상된 힘줄을 잡아당겼다가 풀면 세포가 감지할 수 있는 변형 주기가 있습니다. 그들은 또한 오리엔테이션과 관련하여 필요한 정보를 받습니다. 이것이 초기 캘러스의 탄력이 중요한 이유입니다. 조직은 방향에 대한 정보를 수신하기 위해 당겨졌다가 원래 모양으로 돌아갈 수 있어야 합니다.

출처: http://www.peraspenberg.com/texts/how-do-tendons-and-ligaments-heal/

나는 그들이 "변형주기"를 의미하는 것과 세포가 그것을 감지하는 방법을 이해하지 못합니다.

이 주기의 이름이 있습니까? 그렇다면 세포는 조직 변형을 어떻게 감지합니까?

또한 인대나 힘줄 조직에 대한 전문적인 문헌이 있으면 추천해 주시면 감사하겠습니다. 나는 근육 조직에 충분하고 일부는 뼈에 있지만 인대 또는 힘줄 조직 재생은 없습니다.


추상적 인

무릎 인대 부상은 특히 스포츠 및 스포츠 관련 활동에서 흔합니다. 이 인대의 파열은 무릎 가동성과 안정성 사이의 균형을 무너뜨리고 비정상적인 무릎 운동학 및 관절 내부 및 주변의 다른 조직 손상을 초래하여 이환율과 통증을 유발합니다. 지난 30년 동안 무릎 인대의 생체 역학 및 생화학적 특성과 관절 기능에 대한 기여도를 개별 구성 요소로 특성화하는 데 상당한 발전이 있었습니다. 또한 치유 과정과 파열 후 인대 교체에 대한 중요한 지식은 다양한 치료 절차의 효과를 평가하는 데 도움이 되었습니다.

이 검토 보고서는 정상적인 무릎 인대와 부상 후 인대 치유 및 재건에 대한 현재의 생물학적 및 생체역학적 지식에 대한 개요를 제공합니다. 또한 인대의 치유와 인대 간의 계면 개선을 목표로 하는 새롭고 흥미로운 기능적 조직 공학 접근법(예: 성장 인자, 유전자 전달 및 유전자 치료, 세포 치료, 기계적 요인, 지지체 재료 사용)을 다룹니다. 대체 이식편과 뼈. 또한 현재 재건 절차의 해부학적, 생물학적 및 기능적 관점을 탐구합니다. 로봇 공학 기술과 컴퓨터 모델링의 활용을 통해 무릎의 운동학 및 무릎 인대 및 교체 이식편의 제자리 힘에 대한 더 나은 이해가 있습니다.

여기에 요약된 연구는 궁극적으로 인대 부상의 치료를 개선하는 데 도움이 될 다학문적이고 최첨단입니다. 제시된 자료는 미래의 구도자들에게 영감을 주는 역할을 해야 합니다.


줄기 세포에 대해 자주 묻는 질문

1. 줄기세포란 무엇이며 왜 우리는 줄기세포에 대해 많이 듣습니까?
줄기 세포는 기존의 건강한 조직에서 새로운 세포를 생성하는 데 도움이 되며 손상되거나 손상된 부위의 조직을 복구하는 데 도움이 될 수 있습니다. 그것들은 신체의 각 기관을 구성하는 특정 세포 유형의 기초입니다. 줄기세포는 몇 가지 중요한 특징에 의해 다른 세포와 구별됩니다. 줄기세포는 자가 재생 능력이 있으며 장기간 분열할 수 있는 능력이 있으며 특정 조건에서 독특한 특성을 가진 특수 세포로 분화하도록 유도될 수 있습니다. 심장 세포, 간 세포, 지방 세포, 뼈 세포, 연골 세포, 신경 세포 및 결합 조직 세포를 포함하나 이에 제한되지 않는 기능(표현형). 세포가 다양한 다른 세포로 분화하는 능력을 다분화능(multipotency)이라고 합니다. 과학자들이 줄기 세포 분화 제어에 대해 배우는 것은 많은 심각한 질병 및 부상에 대한 새로운 치료법의 기초가 될 수 있습니다.

2. 배아줄기세포와 성체줄기세포의 차이점은 무엇인가요?
일부 장기에는 성체 줄기 세포라고 하는 줄기 세포가 포함되어 있으며, 이 줄기 세포는 평생 지속되며 이러한 장기의 유지 및 복구에 기여합니다. 모든 기관이 이러한 세포를 포함하는 것은 아니며 일반적으로 성체 줄기 세포는 증식 능력이 제한되어 있고 소수의 세포 유형만 생성할 수 있다는 점에서 발달 잠재력이 제한되어 있습니다. 대조적으로 배아줄기세포는 거의 무한정 분열할 수 있고 신체의 모든 세포 유형을 생성할 수 있어 연구 및 이식 요법을 위한 가장 다재다능한 세포 공급원이 될 수 있음을 시사합니다.

3. 줄기세포는 어디에서 왔습니까?
연구에 사용되는 줄기 세포의 출처는 여러 가지가 있습니다. 배아 줄기 세포는 배반포의 내부 세포 덩어리에서 얻습니다. 배반포는 수정란 또는 접합자가 분열하여 2개의 세포를 형성한 다음 다시 4개의 세포를 형성하는 과정에서 형성되며, 이러한 과정을 반복하여 약 150개의 세포로 이루어진 속이 빈 공이 됩니다. 이제 배반포라고 불리는 세포 공은 실제로 두 가지 유형의 세포, 즉 영양막과 내부 세포 덩어리를 포함합니다. 내부 세포 덩어리에는 분리 및 배양할 수 있는 만능 줄기 세포가 포함되어 있습니다. 줄기 세포는 또한 몸 전체의 분화된 조직과 기관에서 발견됩니다.

종종 성체 줄기 세포 또는 조직 특이적 세포라고도 하며 모든 조직과 기관에서 확인되지는 않았지만 많은 경우에 존재하며 질병으로 인해 손상되거나 손상된 조직을 복구하고 유지하는 역할을 확인했습니다. . 성체 줄기 세포는 액체에 현탁된 세포와 함께 조직 샘플에서 분리할 수 있으며 형광 활성화 세포 분류(FACS)를 사용하여 세포 표면 마커를 기반으로 분리할 수 있습니다. 신생아의 탯줄에서 채취한 혈액에도 혈액 줄기 세포가 포함되어 있으며 연구를 위해 또는 기증자가 필요할 수 있는 향후 치료를 위해 향후 사용을 위해 종종 채취 및 보관됩니다. 양수는 다능하고 종종 다른 수단에 의해 유도된 줄기 세포보다 더 강력한 줄기 세포의 또 다른 풍부한 공급원입니다. 마지막으로, 유도 만능 줄기 세포(iPS 세포)는 배아 유사 줄기 세포 상태로 변형되는 신체의 분화된 세포(예: 피부, 지방, 근육 등)의 큰 풀에서 파생될 수 있습니다.

4. 유도만능줄기세포(iPS)란 무엇입니까?
유도 만능 세포는 배아 줄기 세포와 같은 상태로 되돌아간 체세포(성체, 비 생식계열) 세포에서 파생됩니다. 배아 줄기 세포와 마찬가지로 iPS 세포는 신체의 모든 세포로 분화될 수 있으므로 다능성으로 간주됩니다. 종종 "재프로그래밍"이라고 하는 이러한 세포를 생성하는 과정에는 레트로바이러스에 의해 전달되는 전사 인자에 대한 3~4개의 유전자 조합을 체세포에 도입하는 과정이 포함됩니다.

보다 최근의 방법은 형질전환에 필요한 유전자의 수를 대체 및 감소시키거나, 유전자를 세포 내로 전달하기 위해 대체 전달 방법을 사용하거나, 유전자를 화학적 인자로 대체하는 방법을 모색하고 있습니다. ALS, 파킨슨병 또는 심혈관 질환과 같은 특정 질병을 가진 환자로부터 세포를 채취하여 iPS 세포를 형성하도록 유도할 수 있습니다. 질병 과정을 연구하기 위한 분석법의 개발, 안전성과 유효성을 위한 약물 후보 스캔 또는 재생 의학에 대한 적용을 포함하여 보다 전문화된 세포 유형으로 분화될 때 iPS 세포에서 다중 용도가 파생될 수 있습니다.

5. 성체줄기세포는 어떻게 얻나요?
성체줄기세포는 가장 일반적으로 골반의 바깥쪽인 장골능(iliac crest)에서 얻습니다. 장골에 바늘을 삽입하고 바늘을 통해 골수를 빼내거나 흡인합니다. 이러한 방식으로 한 영역에서 여러 샘플을 얻을 수 있습니다. 그런 다음 줄기 세포는 골수의 다른 세포에서 분리되어 실험실에서 성장하거나 확장될 수 있습니다. 7~21일이 소요될 수 있습니다. 줄기세포는 뼈와 같은 특정 조직 환경에 놓이면 활성화됩니다. 분열하면서 새로운 줄기 세포와 2세대 전구 세포를 만듭니다. 숙주 조직과 동일한 표현형을 갖는 새로운 세포로 분화할 수 있는 것은 전구 세포이다.

6. 과학자들은 왜 줄기세포를 사용하려고 합니까?
줄기세포 연구자들은 미래에는 줄기세포를 이용한 세포치료제를 어느 정도 응용함으로써 광범위한 질병과 외상이 치유될 수 있기를 희망하고 있습니다. 현재 기증된 장기와 조직은 많은 장애에서 손실되거나 손상된 조직을 대체하는 데 사용됩니다. 줄기 세포의 큰 재생 잠재력은 파킨슨병과 알츠하이머병, 골관절염, 류마티스 관절염, 척수 손상, 뇌졸중, 화상, 심장병 및 당뇨병을 치료하기 위해 조직을 교체하는 것을 목표로 하는 실험과 관련된 집중적인 연구를 만들어냈습니다. 실험 동물로 어느 정도 성공을 거둔 반면, 인간을 대상으로 한 실험은 극히 제한적이었습니다. 그러나 이러한 몇 가지 실험은 줄기 세포에 대한 큰 잠재력을 보여주었습니다. 과학자들은 줄기 세포 분화의 복잡한 현상에 대한 깊은 이해가 암 및 여러 성장 및 발달 장애와 같은 비정상적인 세포 분열 및 분화로 인한 심각한 의학적 상태에 대한 잠재적인 치료로 이어질 것이라고 믿습니다.

줄기 세포 생물학자들이 이 분야에 열광하는 또 다른 이유는 인간 줄기 세포가 신약을 테스트하는 데에도 사용될 수 있기 때문입니다. 예를 들어, 새로운 약물은 줄기 세포 클론에서 분화된 특수 세포에 적용하여 안전성을 테스트할 수 있습니다. 예를 들어, 항암제가 종양 줄기 세포를 표적으로 삼도록 맞춤화될 수 있다면 암 치료는 엄청난 이점을 얻을 수 있습니다.

7. 줄기세포를 이용한 근골격계 치료의 예는 무엇입니까?
현재 대부분의 줄기세포를 이용한 근골격계 치료는 대조임상시험의 일환으로 연구소에서 시행되고 있다. 줄기세포 시술은 골절 및 불유합을 치료하고, 관절염 관절의 관절 연골을 재생하고, 인대나 힘줄을 치료하기 위해 개발되고 있습니다. 자세한 내용은 아래에 나와 있습니다.

뼈 골절 및 불유합: 뼈에서 전구 세포는 골아세포를 생성하여 성숙한 뼈 세포 또는 골세포가 될 수 있습니다. 골세포는 성숙한 뼈 조직의 살아있는 세포입니다. 줄기 세포는 뼈 성장을 자극하고 손상된 뼈의 치유를 촉진할 수 있습니다. 전통적으로 골 결손은 골절 또는 불유합 부위에 고형 골 이식재를 배치하여 치료했습니다. 줄기 세포와 전구 세포는 이제 뼈 이식편과 함께 배치되어 치유를 자극하고 가속화합니다.

관절 연골: 관절의 내벽을 관절연골이라고 합니다. 관절 연골의 손상은 종종 관절의 퇴화와 고통스러운 관절염으로 이어질 수 있습니다. 관절 연골 손상을 치료하는 현재의 기술은 결함을 채우기 위해 연골의 이식 및 이식을 사용합니다. 줄기 세포가 일차 유리 연골의 성장을 만들어 정상적인 관절 표면을 복원하기를 바랍니다.

인대 및 힘줄: 중간엽 줄기 세포는 결합 조직에 특이적인 세포로 발달할 수도 있습니다. 이것은 대퇴사두근이나 아킬레스건 파열과 같은 인대와 힘줄 부상의 더 빠른 치유를 가능하게 합니다. 이 경우 줄기 세포는 1차 복구 프로세스의 일부로 포함됩니다.

8. 의사와 과학자들이 인간 배아 줄기 세포에 열광하는 이유는 무엇입니까?
줄기 세포는 건강 및 의학 연구의 다양한 분야에서 잠재력을 가지고 있습니다. 우선, 줄기 세포를 연구하는 것은 줄기 세포가 어떻게 우리를 만들어주는 눈부신 특수 세포 배열로 변형되는지 이해하는 데 도움이 될 것입니다. 암 및 선천적 기형과 같은 가장 심각한 의학적 상태 중 일부는 이 과정의 어딘가에서 발생하는 문제로 인해 발생합니다. 정상적인 세포 발달에 대한 더 나은 이해는 우리가 이러한 의학적 상태를 일으키는 오류를 이해하고 아마도 수정하도록 허용할 것입니다. 줄기 세포의 또 다른 잠재적 응용은 의학적 치료를 위한 세포와 ​​조직을 만드는 것입니다.

오늘날 기증된 장기와 조직은 병에 걸리거나 파괴된 장기와 조직을 대체하는 데 자주 사용됩니다. 불행히도 이식이 필요한 사람의 수는 이식 가능한 장기의 수를 훨씬 초과합니다. 만능 줄기 세포는 파킨슨병, 근위축성 측삭 경화증, 척수 손상, 화상, 심장병, 당뇨병 및 관절염을 비롯한 수많은 질병, 상태 및 장애를 치료하기 위한 대체 세포 및 조직의 재생 가능한 공급원의 가능성을 제공합니다.

9. 과학자들이 세포를 치료제로 만드는 것이 얼마나 어려운 일입니까?
힘든 일이야. 첫째, 세포가 원하는 세포 유형이 되도록 동축되어야 합니다. 그 과정을 차별화라고 합니다. 예를 들어, 연구자들은 화학 물질을 성공적으로 사용하여 배아 줄기 세포를 신경 세포, 박동 심장 세포, 인슐린 생성 섬 세포 등으로 전환했습니다. 그러나 인체에 있는 무수한 세포의 분화 과정은 과학자들이 이제 막 이해하기 시작한 매우 복잡한 과정입니다. 일단 세포가 체내에 들어가면 의사가 원하는 것을 하도록 세포를 얻는 것은 큰 도전입니다. 둘째, 과학자들은 세포가 환자의 면역 체계에 의해 거부되는 것을 방지하는 방법을 찾아야 합니다. 일부 치료법의 경우 세포를 환자와 일치시키는 것이 이식을 수행할 때 의사가 골수를 일치시키는 것과 유사할 수 있습니다.

10. 줄기세포가 세포치료에 활용되기 전에 극복해야 할 장애물은 무엇입니까?
줄기 세포 치료의 약속 중 일부는 실현되었습니다. 대표적인 것이 골수 이식이다. 그러나 여기에도 해결해야 할 많은 문제가 남아 있습니다. 줄기 세포 치료가 직면한 문제는 다음과 같습니다. 성체 줄기 세포 성체의 조직 특이적 줄기 세포는 드문 경향이 있습니다. 게다가, 동물이나 사람에서 스스로 재생될 수 있지만 일반적으로 실험실에서 성장하고 확장하기가 매우 어렵습니다. 이 때문에 연구 및 임상 용도로 사용할 수 있는 많은 성체 줄기 세포 유형을 충분히 확보하기가 어렵습니다. 예를 들어, 골수에 있는 조혈 또는 조혈 줄기 세포는 골수의 10만 세포 중 1개만 구성합니다. 그것들은 분리될 수 있지만 실험실에서 매우 제한된 양만 확장될 수 있습니다. 다행히도 많은 수의 전체 골수 세포를 분리하여 다양한 혈액 질환 치료에 투여할 수 있습니다. 그러나 피부 줄기 세포는 확장될 수 있으며 화상 치료에 사용됩니다.

중간엽 줄기세포와 같은 다른 유형의 줄기세포의 경우 시험관 내에서 세포 확장에 어느 정도 성공했지만 동물에 적용하는 것은 어렵습니다. 한 가지 주요 문제는 관리 방식입니다. 골수 세포는 혈류에 주입될 수 있으며 골수로 가는 길을 찾을 것입니다. 근육줄기세포, 간엽줄기세포, 신경줄기세포와 같은 다른 줄기세포의 경우 사람에게 투여하는 경로가 더 문제다. 그러나 건강한 줄기 세포가 틈새를 찾으면 조직을 복구하기 시작할 것으로 믿어집니다. 또 다른 접근법에서는 줄기 세포를 기능적 조직으로 분화시킨 다음 이식하려는 시도가 이루어집니다.

마지막 문제는 거절입니다. 환자의 줄기세포를 이용하면 면역계의 거부반응이 문제가 되지 않는다. 그러나 기증자 줄기 세포의 경우 면역 체계가 약물에 의해 억제되지 않는 한 받는 사람의 면역 체계가 세포를 거부합니다. 골수 이식의 경우 또 다른 문제가 발생합니다. 골수에는 기증자의 면역 세포가 들어 있습니다. 이들은 수용자의 조직을 공격하여 때로는 치명적인 이식편대숙주병을 일으킵니다. 만능 줄기 세포 모든 배아 줄기 세포주는 매우 초기 단계의 배아에서 유래하므로 모든 환자와 유전적으로 다릅니다. 따라서 면역 거부가 주요 문제가 될 것입니다. 이러한 이유로 재프로그래밍 과정을 통해 환자의 세포에서 생성되는 iPS 세포는 거부되지 않기 때문에 주요 돌파구입니다. 그러나 문제는 많은 iPS 세포주가 바이러스를 이용한 유전자 삽입에 의해 생성되어 암세포로의 형질전환 위험이 있다는 점이다. 또한, 미분화 배아줄기세포 또는 iPS 세포는 마우스에 이식될 때 종양을 형성합니다. 따라서 배아줄기세포 또는 iPS 세포에서 유래한 세포는 종양 형성을 피하기 위해 원래의 줄기세포가 없어야 한다. 이것은 주요 안전 문제입니다. 두 번째 주요 과제는 다능성 세포를 성인 환자에서 기능하고 '이식 등급' 조직 및 세포에 필요한 표준을 충족하는 세포 또는 조직으로 분화하는 것입니다. 만능 세포의 주요 장점은 실험실에서 무한정 성장하고 확장할 수 있다는 것입니다. 따라서 성체 줄기 세포와 달리 세포 수는 제한 요소가 적습니다. 또 다른 이점은 매우 광범위한 잠재력을 감안할 때 기관에 존재하는 여러 유형의 세포가 생성될 수 있다는 것입니다. 따라서 실험실에서 장기를 재구성하기 위해 정교한 조직 공학 접근 방식이 개발되고 있습니다. 동물 모델의 결과는 유망하지만 줄기 세포 및 다양한 인간 질병 치료에 대한 적용에 대한 연구는 아직 초기 단계입니다. 모든 의학적 치료와 마찬가지로 장기적인 효능과 안전성을 보장하기 위해 엄격한 연구 및 테스트 프로세스를 따라야 합니다.

11. 줄기세포 연구는 언제 새로운 질병 치료제로 이어질 것인가?
성체 줄기 세포 기반 치료법은 이미 널리 임상에 사용되고 있으며 골수 이식의 형태로 40년 넘게 사용되어 왔습니다. 백혈병, 림프종 및 유전성 혈액 장애를 치료하는 데 사용되는 이러한 절차는 매년 많은 생명을 구하고 치료 개념으로서 줄기 세포 이식의 유효성을 입증합니다. 혈액암 외에 다발성 경화증, 심혈관 질환, 뇌졸중, 자가면역 및 대사 장애, 만성 염증성 질환의 치료를 위해 줄기세포를 사용하여 새로운 임상 응용을 모색하고 있습니다. 인간 임상 시험이 이러한 많은 응용 분야에서 시작되었지만 이러한 치료법이 환자에게 널리 보급되기까지는 여전히 몇 년이 걸릴 수 있습니다.그럼에도 불구하고 우리는 성공이 가능하고 새로운 줄기 세포 기반 치료법이 임상 시험을 완료하면 사용할 수 있게 될 것이라고 낙관합니다.

12. 줄기세포 치료는 안전한가요?
그것은 두고 봐야 할 일입니다. 잠재적인 위험은 다음과 같습니다.

  • 줄기세포가 스스로 재생되어 다른 종류의 세포가 될 수 있기 때문에 암세포가 되어 종양을 형성할 수 있습니다.
  • 실험실에서 성장한 줄기 세포 또는 줄기 세포로 재프로그래밍된 성체 세포는 유전적 손상을 가질 수 있습니다.

또한 줄기 세포를 신체 밖으로 빼내거나(예: 지방 흡입술 또는 척수 천자) 줄기 세포를 신체로 전달하는 데 사용되는 일부 절차(예: 심장, 뇌, 척수 또는 다른 기관). 그것은 줄기 세포에 관한 것이 아니라 절차 자체 때문입니다. 연구원들은 그 모든 것을 연구하고 있습니다. 신중하게 통제된 임상 시험 없이는 장기적으로 또는 단기적으로 어떤 일이 일어날지 알 방법이 없습니다. 이것이 FDA가 임상 시험이나 승인된 치료법을 제외하고 줄기 세포의 사용을 권장하지 않는 이유입니다. 모든 의료 절차에는 위험이 있습니다. 임상 시험의 목표는 치료의 잠재적 이점이 위험을 능가하는지 여부를 결정하는 것입니다. 일부 줄기 세포 치료의 가능한 위험은 종양이나 암의 발병일 수 있습니다. 예를 들어, 세포가 배양에서 성장할 때(확장이라고 하는 과정), 세포는 성장을 제어하는 ​​정상적인 메커니즘을 잃을 수 있습니다. 만능 세포의 특별한 위험은 분화되지 않은 경우 기형종이라는 종양을 형성할 수 있다는 것입니다. 다른 가능한 위험에는 감염, 조직 거부 및 의료 절차 자체에서 발생하는 합병증이 있습니다.

13. 자신의(자가) 줄기세포를 사용한 치료가 안전한가요? 왜 이것들을 규제해야 합니까?
자신의 세포가 면역 체계에 의해 거부될 가능성이 적지만 이것이 반드시 세포가 치료 치료제로 사용하기에 안전하다는 의미는 아닙니다. 세포를 분리, 변형, 성장 또는 이식하는 데 사용되는 방법은 세포를 변경하거나 감염을 일으키거나 기타 알려지지 않은 위험을 유발할 수 있습니다. 세포가 원래 있던 것과 다른 신체 부위에 세포를 이식하는 것은 예상치 못한 위험, 합병증 또는 예측할 수 없는 결과를 초래할 수 있습니다.

14. 검증되지 않은 치료를 시도하면 무엇을 잃을 수 있습니까?
진료소에서 줄기 세포로 치료할 수 있다고 주장하는 상태 중 일부는 다른 방법으로 치료할 수 없는 것으로 간주됩니다. 사람들이 증명되지 않은 시도를 해도 잃을 것이 없다고 느끼는 이유를 쉽게 이해할 수 있습니다. 그러나 즉각적이거나 장기적으로 합병증이 발생할 위험이 매우 높으며 이점을 경험할 가능성은 매우 낮습니다. 한 공개된 사례에서 어린 소년은 줄기 세포 치료의 결과로 뇌종양이 발생했습니다. 입증되지 않은 치료를 받으면 다가오는 임상 시험에 참여하지 못할 수 있습니다. 비용이 높은 곳에서는 환자, 가족 및 지역사회에 장기적인 재정적 영향이 있을 수 있습니다. 여행이 관련된 경우 추가 고려 사항이 있으며 그 중 가장 중요한 것은 가족 및 친구와 떨어져 있는 것입니다.

15. 다양한 종류의 줄기세포 치료를 제공하는 클리닉이 있다고 들었습니다. 사실인가요?
전 세계의 많은 클리닉에서 다양한 질병에 대한 줄기 세포 요법을 제공합니다. 그러나 이러한 치료법 중 상당수는 입증되지 않았으며, 또한 이러한 치료법은 매우 비싼 경향이 있습니다.

16. 줄기세포를 질병 치료에 사용하는 것 외에 다른 용도가 있습니까?
예. 줄기 세포는 특정 질병에 걸린 특정 환자에게 특정한 세포주를 생성하는 데 사용할 수 있습니다. 이들 세포의 생물학적 데이터를 환자의 임상 병력과 일치시킴으로써 분자 경로와 질병의 원인 간의 연관성에 대한 보다 관련성 있는 정보를 추출하는 것이 가능할 수 있습니다. 세포주는 심장 근육, 특정 유형의 뉴런, 신장 세포 등과 같은 특정 조직의 줄기 세포에서 유래할 수 있으며 질병 치료에 있어 수천 가지 화합물의 안전성과 유효성을 검사하기 위해 생물학적 분석에 사용할 수 있습니다. 줄기 세포는 또한 배아 및 태아 발달에 대한 이해를 확장하는 데 중요한 역할을 하며, 정상(및 비정상) 조직 및 기관 형성의 패턴을 안내하는 세포와 분자를 식별하는 데 도움이 됩니다.


근육 긴장의 임상 분류

근육 긴장의 임상 양상은 손상 부위에서 발생하는 근육 파괴 및 혈종의 정도와 특성에 따라 다릅니다. 운동 유발 계통에서 혈종은 가장 흔히 발생합니다. 근육내. 손상되지 않은 근막 내에서 유출된 혈액은 근육내 압력을 증가시키고, 이는 후속적으로 출혈 혈관을 압박하여 결국 혈종의 크기를 제한합니다. 심한 긴장에서는 손상된 근육의 상피도 파열될 수 있으며 그 다음 근육간 혈종이 발생할 수 있습니다. DOMS 가장 경미한 형태의 좌상 손상으로 간주될 수 있지만 DOMS에서 근육 섬유가 찢어지지 않기 때문에 많은 사람들이 이를 좌상 손상으로 간주하지 않습니다. 이름조차 사실은 하나의 증상일 뿐이지만 잘 알려져 있고 널리 사용되기 때문에 결핍된 병인 용어의 대용어로도 사용합니다. 임상적 손상에 따라 근육 손상은 전통적으로 경증, 중등도 또는 중증으로 분류되었습니다6. 경증 (등급 I) 긴장은 힘의 손실이 없거나 최소인 운동 제한(가동 능력)과 함께 약간의 부기 및 불편함을 동반하는 소수의 근육 섬유의 파열을 나타냅니다. 보통의 (등급 II) 긴장은 차례로 기능(수축 능력)의 명백한 상실과 함께 근육의 더 큰 손상입니다. 극심한 (등급 III) 긴장은 파열이 근육의 전체 단면을 가로질러 확장될 때 발생하며(과도한 내재력만으로는 매우 드문 결과) 따라서 사실상 완전한 근육 기능 상실을 초래합니다.

위에서 설명한 기존의 분류 시스템은 손상의 정확한 위치를 고려하지 않으며, 현재의 능력과 자기 공명(MRI) 및 초음파(US) 영상과 같은 최신 영상 기술의 가용성으로 이제 정확하게 식별할 수 있습니다. Chanet al. 7은 최근 MRI 또는 ​​US 조사 결과를 기반으로 한 새롭고 매우 실용적인 분류 시스템을 설명했습니다. 여기서 부상은 위치에 따라 근위, 중간 또는 원위로 정의되고 근육내, 근막, 근막/근막 또는 근건으로 추가로 정의됩니다( Tab . 1 ). Chan et al.에 의한 최근 분류 시스템이지만. 단순성과 실용성으로 인해 박수를 받아야 하는 부상당한 골격근은 적절한 진단 및 부상 분류를 넘어 의사에게 추가적인 문제를 제기합니다. 즉, 최근 MRI에서 동일한 해부학적 부위에서 유사하게 보이는 골격근 손상이 다른 작용 기전(고속 달리기 또는 과도한 스트레칭)으로 인해 발생하더라도 치유율이 완전히 다른 것으로 나타났습니다 8, 9.

1 번 테이블.

골격근 손상에 대한 새로운 임상 분류 시스템.

병변 부위
1. 근위 MTJ
2. 근육A. 근위부NS. 근육내
나. 중간NS. 근막
C. 원위씨. 근막/근막 주위
NS. 근건
이자형. 결합
3. 말단 MTJ

MTJ – 근건 접합부


참고문헌

Thomopoulos, S., Genin, G.M. & Galatz, L.M. 힘줄-뼈 삽입의 발달 및 형태 형성: 발달이 치유에 대해 우리에게 가르쳐줄 수 있는 것. J. 근골격. 신경 상호 작용. 10, 35–45 (2010).

Genin, G.M. et al. 뼈에 힘줄의 부착에서 미네랄과 콜라겐의 기능적 등급. 생물 물리학. 제이. 97, 976–985 (2009).

Lu, H. H. & Thomopoulos, S. 뼈에 연조직의 기능적 부착: 발달, 치유 및 조직 공학. 안누. 바이오메드 목사. 영어 15, 201–226 (2013).

Apostolakos, J. et al. Enthesis: 힘줄 대 뼈 삽입에 대한 검토. 근육 인대 힘줄 J. 4, 333–342 (2014).

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NSAID가 힘줄 치유에 미치는 영향

유착은 힘줄이나 인대와 뼈 사이의 특수 접합부입니다(34). 유착은 점진적으로 힘줄에서 섬유연골, 석회화된 섬유연골, 그리고 최종적으로 뼈로 바뀝니다(7). 그러나 이 4개 영역은 외과적 수복 후에 다시 생성되지 않고 오히려 섬유혈관 흉터 조직의 교대 층을 통해 힘줄이 뼈에 결합됩니다(18, 41, 49, 78). 이 과정은 혈관신생과 흉터 형성을 시작하기 위해 염증 세포를 상처로 안내하는 화학주성 인자, 섬유아세포에 의한 세포 증식 및 흉터 기질 침착을 증가시키는 유사분열 인자, 기계적 강도를 증가시키기 위해 흉터 조직 내의 콜라겐 유형 I 및 III의 리모델링(41 , 49). NSAID가 유착 복구의 맥락에서 이러한 각 프로세스에 개별적으로 어떻게 영향을 미치는지는 아직 알려져 있지 않습니다. 그러나 동물 연구에 따르면 전반적으로 NSAID가 적절한 유착 회복을 억제하는 것으로 나타났습니다. Cohen et al. (22) 쥐에서 급성 극상근 수선에 대한 celecoxib 및 indomethacin 치료가 힘줄과 뼈 사이의 섬유 연골 영역의 일관성 없는 재성장을 초래한 반면 대조군 표본은 4주까지 섬유 연골 형성을 보여주고 8주까지 개선된 콜라겐 섬유 조직을 보여주었다. Parecoxib 및 indomethacin 치료는 원위 경골의 뼈 터널을 통해 재부착된 쥐에서 아킬레스건의 최대 당김 강도와 강성을 상당히 낮추는 것으로 나타났습니다(32). 또한, celecoxib 또는 indomethacin 요법은 쥐의 회전근개 복구에 대한 실패 부하를 줄였습니다(22). 조직학적 분석은 콜라겐 조직과 성숙에 상당한 차이가 있음을 보여주었으며, 이는 처리된 동물의 실패 부하 감소에 기여했을 수 있습니다. 여러 다른 NSAID가 쥐의 슬개건의 뼈-힘줄 접합부에서 치유력에 해로운 영향을 미쳤을 때 유사한 결론이 내려졌습니다(37).

NSAID 요법은 유착의 외과적 수리 후 염증에 영향을 미칠 가능성이 있지만 NSAID 요법은 또한 흉터 형성 및 리모델링에 직접적인 영향을 미칠 수 있습니다. 예를 들어, NSAID는 파골세포 활성을 손상시킬 수 있고 파골세포 활성의 억제는 토끼 전방 십자 인대 수리의 치유를 향상시킬 수 있습니다(79). 참고로 Rodeo와 동료들은(78) 건과 뼈 사이의 경계면 강도가 수술 후 첫 4주 동안 가장 많이 증가함을 보여주었으며, 이는 수술 후 회복의 초기 단계에서 NSAID를 사용할 때 고려해야 할 사항입니다. 이러한 발견은 완전히 놀라운 것은 아닙니다. 힘줄 대 뼈 치유는 뼈 성장을 필요로 하기 때문에 NSAID는 골절 치유와 유사한 메커니즘을 통해 힘줄 대 뼈 치유에 영향을 미칠 수 있습니다. 두 과정 모두 광범위한 뼈 대사를 필요로 하기 때문입니다.


Entheses의 기능

앵커리지 및 스트레스 해소

뼈대에 힘줄/인대를 부착하는 것은 분명히 모든 유착의 기본 기능이며 힘 전달의 중심입니다. 따라서, 힘줄과 인대는 골격 고정을 확보하고 삽입 각도 변화의 영향에 저항하기 위한 적응으로 부착 부위에서 종종 튀어나옵니다. entheses의 플레어링은 특히 팔다리에서 두드러집니다. 아킬레스건, 단비골의 삽입 및 ACL의 경골 부착. 또한 대부분의 힘줄과 인대가 고립된 방식으로 골격에 부착되지 않는다는 것은 명백하지만 절제된 사실입니다. 하나의 결합은 종종 다른 결합과 혼합되어 많은 뼈 부착 부위가 겹치고 이는 고정 장치의 안정성을 추가합니다(Benjamin et al. 2004a). 또한 부착 부위 근처에서 힘줄과 인대를 직접 연결하는 이름 없는 섬유질 연결이 많이 있습니다. 이 두 진술은 Myers(2001)가 자세히 설명한 근막 연속성의 개념과 일치합니다. 그는 별개의 근육으로 보일 수 있는 것이 중요한 힘 전달 라인을 설정하는 근막에 의해 서로 기계적으로 연결되어 있다고 제안합니다.

이 고정이 달성되는 방법에 대한 문헌에는 반복되는 오해가 있습니다. 라고 생각하는 것은 잘못이다. 언제나 ‘Sharpey의 섬유’에 달려 있지만, 그 개념은 문헌에 깊이 자리잡고 있습니다. 예, 일부 힘줄/인대는 확실히 Sharpey의 섬유를 가지고 있습니다. 특히 상당한 피질골이 있는 부위, 치주 인대가 백악질 및 치조골에 부착되는 부위(Raspanti et al. 2000) 골격에 힘줄과 인대의 외과적 재부착 부위(Johnson, 2005). 그러나 많은 힘줄과 인대가 사실상 피질(짧은 뼈와 긴 뼈의 골단과 골단)이 없는 뼈 부위에 부착됩니다. 그런 사이트에서는 가능성이 거의 없어 보입니다. 깊이 일부 섬유가 분할을 가로 지르는 가능성을 완전히 부정하지는 않지만 조직 경계를 가로 지르는 콜라겐 섬유를 관통합니다. 이러한 부착물은 변함없이 섬유연골이며 경조직/연조직 경계를 가로지르는 콜라겐 섬유 연속성은 석회화된 섬유연골과 석회화되지 않은 섬유연골을 구분하는 표식 수준에서 주로 발생합니다. 아마도 이러한 섬유는 섬유 결합에서 Sharpey의 섬유와 기능적으로 동등한 것으로 간주되어야 합니다. Milz et al. (2002)는 부착을 확보하는 인접한 뼈와 석회화된 섬유연골층의 복잡한 맞물림이라고 제안했습니다. 따라서 법랑질과 상아질이 치아에서 함께 결합되는 메커니즘과 유사점이 있습니다(Marshall et al. 2001). 상아질 법랑질 접합부는 조직 사이의 결합을 증가시키기 위해 현저하게 가리비(scalloping)되고, 섬유연골 유합부에서도 유사한 ‘scalloping’가 발생합니다. 응력 집중을 감소시키는 역할을 하는 상아질 법랑질 접합부를 가로질러 미네랄 함량의 기울기가 있을 수 있기 때문에(Marshall et al. 2001), 이것이 부착물에도 적용되는지 아는 것은 흥미로울 것입니다.

entheses와 수많은 다른 생물학적 인터페이스 사이에는 흥미로운 유사점이 있으며, 이는 삽입 부위에서의 기계적 적응에 대한 우리의 이해를 더할 수 있습니다. Waite et al. (2004)는 동물계에서 프레임, 외피, 부속기 등을 위한 뻣뻣한 스캐폴드의 광범위한 진화로 인해 자연이 병렬 적응으로 극복해야 하는 경조직과 연조직을 연결하는 데 어려움을 겪었다고 웅변적으로 말했습니다. 따라서 유착에서 직면하는 것과 유사한 기계적 문제를 나타내는 다른 생물학적 경계 영역에는 기저부의 연조직에 고정하는 해양 갯지렁이의 단단한 턱과 바위가 많은 해안에 홍합을 고정시키는 비스듬한 실이 포함됩니다(Waite et al. 2004). 곁줄은 ‘체외 힘줄’(교원질 구조임)로 간주되며 긴 인간 힘줄과 마찬가지로 길이에 따라 지역적 분화를 나타냅니다(Bell & Gosline, 1996).

또한 뿌리 시스템을 통한 나무의 기계적 고정과 결합 사이의 유사점을 고려할 가치가 있습니다. 힘줄과 인대와 마찬가지로 식물은 정적 하중, 바람의 영향 및 지면의 경사에 의해 생성되는 기계적 힘을 받습니다(Ennos et al. 1993). 확고한 골격 고정 확보에 실제로 참여하는 식물의 비율은 현저히 적으며 힘줄과 인대도 마찬가지입니다. 따라서 두 경우 모두 구조 재료에 대한 최소한의 투자로 필요한 앵커리지가 생성됩니다. 이것은 유연하고 유연하여 다른 기능을 수행할 수 있는 힘줄/인대의 비율을 최대화합니다(예: 에너지 저장 및 근육 당기는 방향 변경 – Benjamin & Ralphs, 1998). 나무의 측면 뿌리가 줄기가 땅과 만나는 지점에서 부채꼴 모양으로 뻗어 있는 것처럼, 많은 entheses 아래에 있는 뼈의 spicules도 모든 방향으로 방사할 수 있습니다(Suzuki et al. 2005). 표면 섬유주의 상당한 이방성이 있는 다른 결합부(예: 아킬레스건 및 슬개건)가 있습니다(Suzuki et al. 2005). 종합적으로, 이것들은 나무의 꼭지 뿌리에 비유될 수 있습니다. 섬유주 네트워크는 일반적으로 유착을 고려할 때 무시되지만, 이는 분명히 힘줄/인대 고정 및 응력 분산에 중요한 역할을 합니다.

비생물학적 합성물로 탐색할 수 있는 유용한 비교도 있습니다. 인간은 물리적 특성이 서로 다른 재료(예: 세라믹 대 금속)를 결합하거나 접촉 손상에 강한 표면(예: 자기 저장 매체용)을 만들기 위해 끊임없이 노력하고 있습니다. 재료 과학자들이 하려고 하는 것은 등급이 매겨진 기계적 특성을 가진 재료를 만들어 동질적인 것보다 손상에 더 효과적으로 저항할 수 있는 재료를 만드는 것입니다(Suresh, 2001). 이것은 섬유연골이 부착부에서 하는 것으로 믿어지는 것과 정확히 유사합니다. 힘줄/인대와 뼈 사이의 두 섬유 연골 영역의 존재는 경조직과 연조직 사이의 기계적 특성에 점진적인 변화가 있음을 확인하여 유착에서 응력 분산에 기여합니다(Woo et al. 1988) . Hems & Tillmann(2000)이 강조한 바와 같이, 힘줄과 뼈는 유사한 인장 강도를 갖지만 뼈의 탄성 계수는 ​​힘줄보다 약 10배 더 큽니다. 따라서 entheses의 주요 기능은 이처럼 광범위하게 다른 탄성 계수의 균형을 맞추는 것입니다.

Suresh(2001)에 따르면 인터페이스 영역의 기울기는 응력 분포를 부드럽게 하고 응력의 특이점을 제거하며 응력 집중을 줄이며 결합 강도를 개선하고 파손(즉, 파손)의 위험을 줄입니다. 그는 또한 뻣뻣한 스캐폴드(유착 맥락에서 뼈)를 더 부드러운 재료(건 또는 인대)에 결합할 때 발생하는 주요 기계적 어려움은 "접촉 변형 및 손상"이라고 지적합니다. 여기에서 Waite et al.(2004)의 블랙베리로 채워진 고리버들 바구니에 대한 은유를 주목하는 것이 유용할 수 있습니다. 바구니 벽과 접촉하는 과일은 항상 가장 먼저 손상됩니다. 힘줄/인대가 뼈의 작고 정확하게 국부화된 영역에 부착되는 별개의(잘 경계된) 유착이 섬유연골성인 이유와 이 조직이 유착의 전형적인 특징이 아닌 이유를 설명하는 것은 부드러운 응력 분포에 대한 요구 사항입니다. 접합 영역의 표면적이 큰 곳(Thomopoulos et al. 2003).

접합 특성과 관련하여 부착물의 생체역학적 측면을 연구하려는 시도의 부족은 주로 조직의 작은 부피 내에서 변형 수준을 기록하는 실제적인 어려움과 그것을 정의하는 명확한 경계가 없는 영역의 과도기 특성 때문입니다. Maganaris et al. (2004)는 부착물에 대한 부하가 부착 부위 전체에 걸쳐 균일하지 않다고 주장하고, 병리학이 균주 수준이 가장 낮은 영역에서 발생한다는 것을 모두 보여주는 여러 연구를 인용합니다. 그들은 삽입부 손상에 가장 취약한 영역이 초기에 응력-차폐되고 인장 파괴가 삽입부 손상의 주요 특징이 아닐 수 있다는 흥미로운 제안을 합니다. 그들은 임상적으로 인식할 수 있는 부착부 병증이 부착물의 표면 부분보다 깊은 곳에서 더 자주 발생한다는 사실에 주의를 기울였습니다. 이것은 일반적으로 유착의 가장 깊은 부분에서 더 두드러지는 유착 섬유 연골의 돌출의 지역적 차이에 해당합니다(Benjamin et al. 1986 Woo et al. 1988). 섬유연골은 압축 및/또는 전단에 대한 적응이며(Benjamin & Ralphs, 2004) 부착 부위의 깊은 부분은 표면 부분에 의해 압축됩니다. ensopathies를 이해하는 것과 관련이 있을 수 있는 것은 이러한 압축력입니다.

1990년대 초 Benjamin과 동료들은 유합 시 석회화되지 않은 섬유연골의 양과 관절 운동 중 발생하는 ‘삽입각 변화’ 사이에 상관관계가 있음을 시사하는 일련의 논문을 발표했습니다(Evans et al. 1990 Benjamin et al. 1991, 1992). 삽입 각도 변화는 관절이 움직일 때 힘줄/인대가 뼈와 만나는 각도의 변화입니다. 힘줄/인대의 섬유연골 영역을 대표하는 강화된 ECM이 경조직 경계면에 접근함에 따라 콜라겐 섬유의 점진적인 굽힘을 촉진한다고 제안됩니다. 섬유연골 부착의 이러한 기능은 Schneider(1956)가 처음 사용한 유추와 같이 전기 플러그의 그로밋과 자주 비교되었습니다.

힘줄과 인대는 종종 팽창할 수 없는 것으로 간주되지만 명백한 손상 징후 없이 원래 길이의 약 6%만큼 늘어나거나 반동할 수 있습니다. 이를 인식하여 Knese & Biermann(1958)이 섬유연골 유착 기능에 대한 ‘신장 브레이크 이론’을 제안했습니다. 이 저자들은 섬유연골 결합부에서 강화된 ECM이 이 영역에서 길쭉한 힘줄/인대의 협착을 제한해야 한다고 지적했습니다. 이 이론은 매력적인 이론이지만 후속 저자들은 대체로 무시하고 있으므로 입증되지 않은 상태로 남아 있습니다. 그럼에도 불구하고 Milz et al. (2005)는 스트레칭 브레이크 기능이 인간의 비구 인대의 인대에서 잘 작동할 수 있다고 제안했습니다. 이것은 매우 짧은 인대로서 눈에 띄는 섬유연골 결합이 있지만 관절 부하에 따른 삽입 각도 변화가 거의 없습니다. 그들은 하중을 받는 동안 이 인대의 인장 응력이 급격히 증가하면 섬유 연골 형성을 위한 기계적 자극으로 작용하는 생물학적으로 관련된 전단 응력을 생성할 가능성이 있다고 주장합니다.

미니 성장판으로서의 Entheses

Knese & Biermann(1958)은 부착물이 힘줄과 인대 부착 부위에서 골단의 성장판으로 작용할 수 있다고 제안했습니다. 이것은 Gao et al.의 발달 연구에 의해 뒷받침됩니다. (1996) 쥐 무릎 관절의 내측 측부 인대의 대퇴부 부착에 대해. Gao et al. (1996)은 유착 부위의 연골이 초기에 배아 뼈 기초의 연골에서 유래한다는 것을 보여주기 위해 유형 I 및 II 콜라겐의 라벨링의 연령 관련 변화를 이용했습니다. 그러나 동등하게, 그들은 이 유리질 연골이 연골내 골화 동안 침식되고 섬유아세포 화생에 의해 인접한 인대 내에서 발달하는 유착 섬유연골로 대체됨을 보여주었다. 그럼에도 불구하고, 결합에서 세포 성숙의 분자 제어에 대해서는 알려진 바가 거의 없습니다. 성장판과의 유사성을 감안할 때, 유착 섬유 연골 세포의 말단 분화는 골단 성장판에서 연골 세포 분화의 제어와 비교를 유도합니다. 이것은 신호 시스템의 복잡한 네트워크에 의해 규제되는 다단계 프로세스입니다. 초기 단계는 연골세포 증식의 조절을 포함하고, 비대 및 세포자멸사, 혈관신생 및 골형성이 뒤따릅니다. 성장판에서 IGF에 의해 조절되는 증식(예: Olney & Mougey, 1999)은 강화된 힘줄 또는 섬유연골 세포 증식에 ​​대한 증거가 없기 때문에 유착에서 주요 문제가 아닌 것으로 보입니다(Woo et al. 1988). 그러나 이후 단계의 제어가 중요합니다. 골단 성장판에서 이것은 다양한 신호 분자의 복잡한 상호 작용을 포함하며 그 중 일부는 위에 표시된 초기 힘줄, 연골 및 섬유 연골 분화에도 관여합니다.증식의 중지와 비대의 발병은 FGF와 BMP에 의해 자극되며(Volk et al. 1998 de Crombrugghe et al. 2000), 비대에 대한 음의 피드백 조절과 연골막에 작용하는 비대 연골세포에 의해 생성되는 증식의 증진이 제공되는 Ihh에 의해 제공됩니다. PTHrP를 생산합니다(de Crombrugghe et al. 2001 Vortkamp, ​​2001). 전사 수준에서 비대는 Cbfa1에 의해 조절됩니다(Leboy et al. 2001 Takeda et al. 2001). 조직과 세포의 구성에는 차이가 있지만, 성장판에서 작동하는 조절이 결합체에서도 발생하는 정도를 발견하는 것이 중요할 만큼 유사점은 충분합니다.

섬유연골 ‘비대’, 혈관형성 및 골형성은 유착의 말단 ‘비대’ 섬유연골 세포의 미란에 따라 발생합니다(Benjamin et al. 2000). 이것이 entheses에서 어떻게 발생하는지에 대해서는 알려진 바가 없지만 다시 유추는 성장판입니다. 연골 세포 비대는 세포 사멸 및 혈관 침범이 따르고 섬유 연골 세포는 비대 마커를 발현 한 다음 그들이 차지하는 공간이 혈관에 의해 침범되기 전에 조절 된 세포 사멸을 겪습니다 (Yamada, 1976). 연골에서 비대성 연골세포는 혈관신생의 주요 자극인자인 VEGF를 발현하고(Gerber et al. 1999 Colnot & Helms, 2001), 발현은 연골 촉진 성장인자 FGFa FGFb, TGF 베타 및 IGF-1(Garcia- Ramirez et al. 2000 Gerber & Ferrara, 2000). 힘줄 분화와 연관되고 섬유연골 형성과 연관되어 있는 GDF5(Bostrom et al. 1995 Takae et al. 1999 Nakase et al. 2001)는 또한 혈관신생 효과가 있습니다(Yamashita et al. 1997). VEGF는 연골 ECM에 결합하고 MMP(matrix metalloproteinases)에 의해 방출될 수 있으므로(Vu et al. 1998 Gerber et al. 1999), 이들의 발현은 성장판 혈관신생에서 분명히 중요합니다. Mt1-MMP와 MMP9는 연골 기초 발달에서 연골막에 의해 발현되는 반면, MMP13은 후기 비대 세포에서 발생하며 분화 과정에서 중요하다 – 콜라게나아제 억제는 비대를 정지시킨다(Kim et al. 1999 Colnot & Helms, 2001 Wu et al. 2002). VEGF 자체는 또한 조골세포 분화에 직접적인 영향을 미칠 수 있어(Deckers et al. 2000), 따라서 혈관신생을 골형성과 연결합니다. 따라서, enthesis에서 혈관 신생의 제어를 결정하는 것이 발달과 성장을 이해하는 데 중요하다는 것이 분명합니다.


줄기 세포와 혈소판이 풍부한 혈장은 쥐의 건염 치유 과정을 향상시킵니다

목적. 아킬레스건 병리는 자주 발생하며 상당한 사회경제적 영향을 미칩니다. 현재, 이러한 병리에 대한 최선의 치료법에 대한 증거는 없습니다. 세포 요법은 여러 동물 모델에서 연구되었으며 조직 재생과 관련하여 고무적인 결과가 관찰되었습니다. 이 연구는 쥐의 아킬레스 건병증 치료에서 골수 줄기 세포 또는 혈소판이 풍부한 혈장 이식의 기능적 및 조직학적 효과를 편심 훈련과 비교하여 평가하는 것을 목적으로 합니다. 행동 양식. 41마리의 수컷 Wistar 쥐에게 양측 아킬레스건에 콜라게나제 주사를 맞았습니다(콜라게나제 유도 건병증 모델). 쥐를 무작위로 줄기 세포(SC), 혈소판이 풍부한 혈장(PRP), 줄기 세포+혈소판이 풍부한 혈장(SC+PRP) 및 대조군(편심 훈련(ET))의 4개 그룹으로 나누었습니다. 4주 후, 아킬레스건을 절제하고 생체역학 및 조직학적 분석(Sirius red 및 hematoxylin-eosin 염색)을 실시했습니다. 결과. 생체 역학 평가는 힘줄의 극한 인장 강도 또는 항복 강도에서 그룹 간에 차이가 없는 것으로 나타났습니다(

), 그러나 탄성 계수(MPa

) 및 최대 인장 변형( ). PRP 그룹이 가장 큰 최대 변형을 보였고 SC 그룹이 가장 높은 영률(탄성) 측정값을 보였습니다. 조직학적 분석(hematoxylin-eosin 및 Sirius red 염색)에서는 그룹 간에 차이가 없었다. 결론. PRP와 SC+PRP는 편심 훈련보다 더 나은 생체역학적 결과를 산출했으며, 이러한 치료가 더 나은 경향 기능 결과를 제공함을 보여줍니다. 세포 요법이 현재의 만성 섬유증 치료법에 대한 실행 가능한 대안으로 작용할 수 있다는 믿음에 대한 이러한 이론적 근거는 이 연구를 계속할 기회의 문을 엽니다.

1. 소개

힘줄 장애는 임상 실습에서 일반적이며 상당한 이환율, 통증 및 결과적으로 작업과 신체 활동 모두에서 실질적인 감소를 유발할 수 있습니다[1]. 힘줄은 혈관이 잘 형성되지 않기 때문에[2], 급성 또는 만성 병변에 의해 손상되면 치유 가능성이 낮습니다[3]. 작업 과부하로 인해 섬유증과 관련된 구조적 변화가 발생할 수 있습니다. 이러한 상황은 환자가 만성 통증과 건 파열을 일으키기 쉽습니다[4].

아킬레스건 병리는 특히 흔하며 증상이 있는 경향이 있습니다[4]. 그들의 유병률은 다양하며 특정 스포츠 활동의 유형과 강도에 따라 다릅니다. 아킬레스 건병증의 유병률은 러너 중 66%에 달할 수 있습니다[5].

건염 치료제로 혈소판 풍부 혈장(PRP)을 사용하면 세포 증식과 주화성이 촉진됩니다. PRP는 또한 신생혈관을 자극하고 유전자 전사와 단백질 합성을 증가시키는 성장 인자를 활성화함으로써 치유 가능성을 향상시킵니다. 이러한 변화는 세포 증식과 세포 분화를 유발하여 더 빠르고 효과적인 치유를 초래합니다[6].

그럼에도 불구하고 정형외과에서 결과는 그다지 고무적이지 않았습니다. 성장인자의 단독 투여에 대한 연구는 PRP 투여에 대한 연구보다 더 좋은 결과를 보였다[6]. 그러나 이 개념을 증명할 무작위 대조 시험은 아직 없습니다[7].

골수 단핵 줄기 세포의 경우 연골 세포 [8, 9] 및 건 세포 [10, 11]를 포함한 여러 결막 세포 유형으로 분화하는 능력은 이미 전임상 연구에서 잘 특성화되었습니다. 더욱이, 줄기 세포(SCs)는 탄성 계수, 항복 강도 및 변형에 대한 저항을 증가시키고 힘줄의 생체 역학적 특성을 향상시키는 유형 I 콜라겐의 선형 배열 형성을 유도할 수 있는 것으로 잘 알려져 있습니다[13, 14].

SC는 말발가락의 표재굴근 건염 치료에 실험적으로 사용되었으며, 표준 치료를 받은 말발가락보다 재발률이 현저히 낮았습니다[15-17]. 그럼에도 불구하고 손상 후 4개월이 경과한 후 두 군 간에 재발률이 유사하기 때문에 이러한 결과가 지속되지는 않는다[15].

현재 실험 쥐 연구에서 우리의 목표는 유형 I 콜라게나아제에 의해 유도된 아킬레스 건염 치료에서 SC, PRP 또는 SC+PRP 주입의 기능적 및 조직학적 효과를 편심 훈련(ET) 프로토콜과 비교하는 것이었습니다.

2. 재료 및 방법

이것은 브라질 동물 실험 대학(COBEA)의 지침에 따라 수행되었으며 윤리 위원회(Pontifical Catholic University of Paraná(CEUA PUCPR), ID 번호 01037)의 승인을 받은 실험 연구입니다. SC, PRR, SC+PRP 및 ET 프로토콜의 이러한 효과를 평가하기 위해 우리는 헤마톡실린-에오신 및 시리우스 레드 염색을 사용하여 조직학적 분석을 수행했습니다. 생체역학적 평가는 또한 연구에 사용된 체중 250~350g 사이의 Wistar 수컷 쥐 41마리에 대해 치료 4주 후에 수행되었습니다. 모든 동물은 250 IU(30 μl) 5% 케타민(80mg/kg)과 2의 병용 마취 요법을 복강 내(IP) 투여한 후 0.09% 식염수에 용해된 10mg/ml의 농도[16] % 자일라진 염산염(10 mg/kg). 부상 5일 후, 동물을 무작위로 4개의 그룹으로 나누었습니다: SC 그룹(

) (쥐는 SC, PRP 및 SC+PRP 그룹에서 SC 또는 PRP를 투여하기 위해 재마취되었고), 편심 운동 프로토콜 그룹(ET, 대조군,

SC는 수집하여 얻었습니다.

쥐의 장골능에서 혈액 2ml. 그런 다음 Boyum[17]이 설명한 기술에 따라 항생제(1% 페니실린 및 스트렙토마이신)가 첨가된 IMDI ​​배양 배지(Iscove의 변형 Dulbecco 배지)를 사용하여 Ficoll 밀도 구배 원심분리에 의해 혈액을 분리했습니다. SC 표본을 재현탁하고 동물의 양측 아킬레스건에 단독으로 경피적으로 적용했습니다.

수집하여 PRP를 준비했습니다.

Anitua의 기술에 따라 심장 천자를 통해 1-2 ml의 혈액. 연속적인 균질화와 원심분리가 뒤따랐다[18]. 유사하게, PRP 제제를 위해 각 동물로부터 얻은 표본을 재현탁 후 아킬레스건에 단독으로 경피적으로 재도포하였다.

SC+PRP 그룹의 동물에 대해 위에서 설명한 두 단계를 동시에 수행했습니다. ET 그룹의 동물은 다음과 같은 적응 요법에 따라 개별 15° 경사 트레드밀(그림 1)에서 운동 훈련 프로토콜을 시작했습니다. 추가 2주 동안 주 3회 1시간 동안 m/min(1km/h) [19].

동물에게 이식 절차 후 72시간 동안 복부 적용을 통해 1일 5 mg/kg의 카프로펜 진통제를 피하 투여하였다. 동물은 그룹을 비교 분석하기 위해 4주 후에 살해되었습니다. 하나의 힘줄은 조직학적으로 분석되었고 반대쪽 힘줄은 생체역학적 검사를 받았다.

2.1. 기능 분석

생체 역학 평가는 극한 인장 강도, 항복 강도, 최대 변형 및 탄성 계수의 매개변수를 평가하는 데 사용된 EMIC DL500 장치에서 수행되었습니다.

2.2. 조직학

조직학적 평가를 위해 아킬레스건을 5개로 고정하였다. μ조직학 슬라이드의 m 두꺼운 섹션과 헤마톡실린 및 에오신으로 염색하여 세포 및 세포외 기질을 특성화합니다. 세포질, 혈관 및 콜라겐 섬유는 1(정상)에서 4(상당한 변화)까지 점수를 매겼습니다. 힘줄을 평가하기 위한 기준에는 다음이 포함되었습니다: 건세포 형태 및 밀도 존재 출혈, 신생혈관 및 염증성 침윤 콜라겐 섬유 및 상피건 두께의 선형성 및 파동(Urdzikova et al. ) [20].

영향을 받은 조직에서 유형 I 및 III 콜라겐의 비율을 평가하기 위해 슬라이드를 Sirius red로 염색하고 컴퓨터 분석을 수행하여 백분율을 평가했습니다. Nixon et al.에 의해 보고된 이 접근법은 건병증을 평가하기 위한 다른 연구에서 사용되었습니다[21].

2.3. 통계 분석

정량적 변수는 분산 분석(ANOVA) 또는 Kruskal-Wallis 테스트를 사용하여 비교되었으며 정규성은 Shapiro-Wilk 테스트를 사용하여 평가되었습니다. 정성적 변수의 경우 Fisher 또는 Chi-square 검정을 수행했습니다. 0.05 미만의 모든 값은 통계적 유의성을 나타냅니다(데이터는 IBM SPSS Statistics 소프트웨어, v.20.0 IBM Corp., Armonk, NY, USA를 사용하여 분석됨).

3. 결과

치료 4주 후, 우리는 조직학적 분석을 위해 다음 표본을 얻었습니다. (i) SC 및 PRP 그룹에서 각각 8개의 힘줄 (ii) SC+PRP 그룹에서 6개의 힘줄 (iii) ET(대조군) 그룹에서 9개의 힘줄

생체 역학 분석을 위해 다음 표본을 얻었습니다. (i) SC 및 PRP 그룹에서 각각 10개의 힘줄 (ii) SC+PRP 그룹에서 12개의 힘줄 (iii) ET(대조군) 그룹에서 9개의 힘줄

3.1. 기능 분석

생체 역학 테스트와 관련하여 각 매개 변수의 기술 통계는 표 1에 나와 있습니다.

이상치는 제외되었습니다(-5.14와 동일). SC: 줄기 세포 PRP: 혈소판이 풍부한 혈장 ET: 편심 훈련 ANOVA: 분산 분석.

극한 인장강도와 항복강도는 군( ) 간에 통계적으로 유의한 차이가 없었다. 그러나 그룹을 쌍으로 비교할 때 최대 변형(그림 2)과 탄성 계수(그림 3)에서 차이가 관찰되었습니다(최소 유의차(LSD) 테스트,

). 아래 표 2는 이러한 비교에 대한 값을 보여줍니다.

. PRP: 혈소판이 풍부한 혈장 SC: 줄기 세포: sd: 표준 편차 se: 표준 오차.

. MPa: 탄성 계수 SC: 줄기 세포 PRP: 혈소판이 풍부한 혈장 sd: 표준 편차 se: 표준 오차.

포스트 혹 LSD(최소유의차) 테스트

. MPa: 탄성 계수 SC: 줄기 세포 PRP: 혈소판이 풍부한 혈장 ET: 편심 훈련.

PRP 그룹은 다른 모든 그룹보다 최대 변형 및 탄성 계수에서 유의하게 더 나은 결과를 보였습니다. SC 그룹은 다른 그룹보다 유의하게 높은 탄성 계수 결과를 보였습니다(그림 2 및 3).

3.2. 조직학적 분석

힘줄은 조직 절편을 헤마톡실린과 에오신으로 염색하여 준비했습니다. 다음으로 1에서 4까지의 척도로 평가되었습니다(여기서

비정상) 다음 매개변수에 따라: 건세포의 형태 및 밀도, 출혈의 존재, 혈관신생, 염증 세포 침윤, 콜라겐 섬유의 선형성 및 기복, 및 상피 두께. 이 점수 체계를 이용하여 각 조직 절편을 8점(정상)에서 32점(최대 비정상)으로 점수를 매겨 통계 분석에 활용하였다.

점수 결과를 분석한 결과, 그룹 간의 조직학적 점수에 통계적으로 유의한 차이가 없었습니다(Kruskal-Wallis 테스트). 점수는 SC 그룹에서 10에서 21까지 다양했습니다(

), PRP 그룹( )에서 13에서 20, SC+PRP 그룹에서 14에서 19, 대조군(ET) 그룹에서 11에서 21(

. SC: 줄기 세포 PRP: 혈소판이 풍부한 혈장 ET: 편심 훈련.

어떤 그룹의 조직 절편에서도 출혈이 관찰되지 않았습니다. 모든 그룹의 모든 조직 섹션은 1(없음)의 점수를 받은 SC 그룹에 속하는 한 조직 섹션을 제외하고 신생혈관에 대해 2점(약간 증가)을 받았습니다(표 3).

값: 0.411(Kruskal-Wallis 테스트). SC: 줄기 세포 PRP: 혈소판이 풍부한 혈장 ET: 편심 훈련.

염증 세포 침윤물은 표 4에 나타낸 바와 같이 군 중에서 1점(존재하지 않음) 또는 2점(약간 증가)을 받았다.

콜라겐 섬유의 선형성에 관해서도 점수는 군간 1(정상) 또는 2(선형 콜라겐 섬유의 50% 이상)에서만 차이가 있었다(표 5).

콜라겐 섬유의 기복은 그룹 간에 정상(점수 1: 모든 섬유가 기복이 있음)에서 약간 비정상(점수 3: 기복 없음)까지 다양했습니다(표 6).

epitendons의 두께(Figures 5(a)-5(c))도 그룹 간에 유의한 차이를 보이지 않았지만 정상적인 epitendon 조직의 증거를 나타내는 그룹은 없었습니다. 2개의 조직 절편은 표 7에 제시된 바와 같이 SC 그룹에서 최대 이상을 나타냈다.

표 8 및 그림 6(a)-6(c)에 설명된 것처럼 그룹( ) 간에 건구 형태에는 유의한 차이가 없었습니다.

값: 0.595(카이제곱 검정). SC: 줄기 세포 PRP: 혈소판이 풍부한 혈장 ET: 편심 훈련.

대조군(ET)과 비교하여 SC, PRP 및 SC+PRP 그룹에서 건구 밀도의 조직학적 정상성을 향한 경향이 있었습니다(각각 Kruskal-Wallis 테스트 및 , ). SC, PRP 및 SC+PRP 그룹에서 조직 섹션은 이 매개변수에 대해 2 또는 3의 점수를 받았으며, 이는 각각 건구 밀도의 경미하거나 중간 정도의 증가를 의미했습니다. 대조군에서 이 매개변수는 4점(건구층)을 기록했습니다(표 9).

값: 0.073(카이제곱 검정), SC: 줄기 세포 PRP: 혈소판이 풍부한 혈장, ET: 편심 훈련.

각 그룹에서 유형 I 및 III 콜라겐의 백분율을 평가하기 위해 조직 섹션을 Sirius red로 염색하고 조직 섹션에서 각 콜라겐의 백분율을 계산하는 소프트웨어 프로그램을 사용하여 분석했습니다.

유형 I 콜라겐의 평균 백분율은 SC 그룹에서 61.82, 중앙값은 PRP 그룹에서 64.24, SC+PRP 그룹에서 평균 41.18, 중앙값 39.71, 평균 49.29, 중앙값 44.28이었다. ET군은 Table 10과 Figure 7(a)와 같이 평균 40.09, 중앙값 34.25로 나타났다.

III형 콜라겐의 경우 SC군 평균 퍼센트 38.17, 중앙값 35.76 PRP군, 평균 58.81, S+PRP군 60.28, 평균 50.70, 중앙값 55.72 대조군(ET)에서 평균은 59.90이었고 중앙값은 65.74였으며, 이는 표 11 및 그림 7(b)에 나와 있습니다.

비모수 Kruskal-Wallis 검정. SC: 줄기 세포 PRP: 혈소판이 풍부한 혈장 ET: 편심 훈련.

유형 I 및 III 콜라겐의 비율에는 그룹 간에 유의한 차이가 없었습니다(Kruskal-Wallis 테스트, )(그림 6(a)-6(c)).

4. 토론

현재까지 여러 연구에서 아킬레스 건염을 치료하는 데 사용되는 다양한 보존적 방법을 비교했습니다. 그러나 결과는 상충되어 비호르몬 및 호르몬 항염증 치료가 위약과 유사한 효능을 가질 수 있음을 나타냅니다. 호르몬 소염제는 복막 부위에 적용될 때 아킬레스건 파열과 관련이 있습니다[8].

마찬가지로 폴리도카놀과 같은 경화제는 혈관신생을 예방하고 통증을 완화시키는 작용을 하지만 건 파열의 비율을 높이는 것과도 관련이 있습니다[8]. 불행히도 외과적 치료는 높은 실패율과 관련이 있습니다[8].

앞서 언급한 이유와 사회경제적 요인, 특히 엘리트 운동선수의 부상과 관련하여 아킬레스 건염은 더 새롭고 더 효과적이고 안전한 치료법을 확인하기 위해 수행된 여러 동물 연구의 대상이 되었습니다.

우리의 데이터는 특히 PRP와 SC+PRP 조합을 받은 그룹에서 세포 치료가 생체 역학 테스트에서 최대 변형과 관련이 있음을 보여주었습니다. 이 차이는 다른 그룹보다 이 두 그룹에서 훨씬 더 컸습니다. 이 매개변수는 힘줄의 변형 능력(탄성 특성)이 적절한 생리 기능의 기초를 형성하기 때문에 아킬레스 건염 평가에서 매우 중요합니다.이러한 결과는 Nixon 등의 다른 연구 데이터와 일치합니다. Nixon et al.의 연구에서는 건염의 동물 모델에서 사용된 지방세포에서 유래한 건세포 및 PRP와 관련된 연구를 수행했습니다(Shah et al.도 참조) [21, 22 ]. 두 연구 모두 PRP에서 파생된 성장인자의 사용이 손상된 힘줄의 생체역학적 특성을 향상시키는 것으로 나타났습니다. 우리의 연구 결과는 PRP에서 파생된 성장 인자가 이러한 병리학적 조건에서 새로운 조직 형성을 자극할 수 있다는 개념을 확증합니다[2, 21, 22].

우리의 연구는 조직학적 평가에서 그룹 간에 통계적으로 유의한 차이를 보이지 않았습니다. 기존의 다른 연구와 대조적으로 우리 연구에서는 세포 치료를 받은 그룹을 물리치료를 받은 그룹과 치료를 받지 않은 부상당한 그룹이 아닌 물리치료를 받은 그룹을 비교했습니다. 이 접근 방식은 우리 그룹에서 관찰된 더 작은 조직학적 차이를 설명할 수 있습니다. 또한 그룹 간에 조직학적 및 생체역학적 차이가 없음이 문헌에서 입증되었습니다. Shah et al. 조직학적 차이가 없더라도 더 나은 생체역학적 성능을 보였다[22].

이 현상은 Zhang et al. 그들은 표현의 감소를보고했습니다. COX-1 그리고 COX-2 쥐가 건염 모델에서 PRP로 치료되었을 때 유전자 및 낮은 수준의 프로스타글란딘(예: PGE2). 그 연구에서 그들은 PRP의 항염 효과를 입증했습니다.

조직학적 및 면역조직화학적 차이의 부재도 Parafioriti et al. [23]. 쥐의 아킬레스 병변에 대한 수술 모델에서 치료 1주 후 상당한 조직학적 차이가 있었지만 치료 후 2, 4, 6주에는 지속되지 않았습니다[23].

대조적으로, 우리의 데이터는 세포 치료 그룹에서 조직학적 건구 밀도에서 상당한 변화를 향한 경향을 보여주었습니다. 더 큰 샘플 크기에 대한 유사한 연구에서 줄기 세포 그룹에서 세포외 기질의 최상의 구성이 이미 입증되었습니다[20].

유사한 결과를 얻는 것 외에도 Crovace et al. SC 이식은 대조군과 비교하여 유형 I 및 III 콜라겐의 비율을 회복하여 양에서 콜라게나아제에 의한 힘줄 손상 후에 조직 재생이 발생함을 입증했습니다[12].

문헌에 따르면, 우리의 데이터는 세포 요법이 현재 이용 가능한 치료법보다 더 효과적일 수 있음을 시사합니다. 우리는 생체 역학 테스트 결과와 세포 치료(SC 및/또는 PRP)를 받은 그룹에서 건세포의 조직학적 정상성을 향한 경향을 기반으로 힘줄 치료에서 PRP의 더 높은 효능을 보여주었습니다. 이 발견은 세포 분화를 촉진하는 인자가 건세포와 같은 상대적으로 불활성인 세포를 재활성화할 수 있고 주로 섬유증 특성을 갖는 병리를 관리하는 데 도움이 될 수 있다는 개념을 강화합니다. 이 연구에서 얻은 데이터의 통계적 외삽은 더 큰 표본 크기가 더 높은 수준의 유의성을 달성할 가능성이 있음을 나타냅니다.

건염 치료에서 세포 치료 모델의 우월성을 나타내는 동물 모델에도 불구하고 최근의 체계적인 검토에서는 검증을 위해 무작위 임상 시험이 필요하다고 보고했습니다. 인간에 대한 관련 연구는 현재 직접적인 임상 적용에 대한 강력한 증거를 제공하지 않고 임상 연구의 필요성을 지적하는 일련의 사례로 제한됩니다. 그럼에도 불구하고 의료 관광을 촉진하는 세포 요법은 이미 일부 국가에서 사용할 수 있습니다[24, 25].

우리의 발견은 후속 연구의 중요성과 이 실험 모델을 개선할 필요성을 뒷받침합니다. 전체적으로, 이러한 발견은 이러한 일반적이고 장애를 일으키는 병리의 효과적이고 지속적인 치료에 대한 많은 희망을 제공합니다.

이 연구는 동물 모델이라는 점에서 제한적입니다. 또한 잠재적으로 새로운 치료 양식과 비교하기 위해 사용되는 아킬레스 건병증에 대한 현재 표준 치료법이 없습니다.

5. 결론

건염의 쥐 모델에서 이식된 PRP의 기능적 효과는 치료 4주 후 SC 단독, ET 또는 SC+PRP 조합보다 더 강력하다는 결론을 내릴 수 있습니다.

헤마톡실린과 에오신만을 단독으로 사용한 조직학적 분석은 총점(분석된 각 항목의 점수의 합)이나 건구 형태 및 밀도를 포함한 각 변수에 대한 개별 분석에서 통계적으로 유의한 차이가 없었으며, 출혈의 존재, 염증 세포 침윤, 신생혈관, 콜라겐 섬유의 선형성 및 기복, 및 상피 두께.

Sirius red 염색에 의해 결정된 type I 및 III 콜라겐의 백분율 분석에서, 처리 4주 후 그룹 간에 통계적으로 유의한 차이가 없었다.

마지막으로, 다른 그룹의 치료에 비해 PRP 세포 치료의 더 높은 효능을 드러낸 것은 생체역학적 매개변수의 기능적 분석이었습니다. PRP 그룹의 힘줄 샘플은 다른 그룹과 비교할 때 가장 큰 변형을 견딥니다.

따라서, 세포 요법이 만성 섬유증 장애에 대한 현재 치료법에 대한 실행 가능한 대안으로 작용할 수 있다는 믿음에 대한 이론적 근거가 있습니다. 이것은 이 연구를 계속할 수 있는 기회를 제공합니다.

데이터 가용성

이 연구의 결과를 뒷받침하는 데 사용된 데이터는 요청 시 교신저자에게 제공됩니다.

이해 상충

저자는 이해 상충이 없음을 선언합니다.

감사의 말

이 프로젝트는 연구원의 사적 자금과 Pontificia Universidade Católica do Paraná(PUCPR), Rua Imaculada Conceição 1155, 80215-901 Curitiba, PR, Brazil의 기관 자금으로 지원되었습니다. 외부 자금 지원을 받지 않았습니다.

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저작권

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결론

가장 일반적으로 건 손상은 누적된 "미세 외상", 퇴행(건증) 및 궁극적으로 건 부전으로 인한 만성입니다. 49 임상적으로 힘줄 파열 관리를 위한 외과적 중재는 비수술적 접근이 실패한 후에만 적용됩니다. 50, 51 피로손상된 건이 손상 후 치료적 조치로 운동에 대한 반응은 거의 알려져 있지 않다. 이것은 임상의가 치료 권장 사항에 대한 과학적 근거를 갖는 것을 어렵게 만듭니다. 또한 건병증이 궁극적으로 파열로 진행되기 때문에 외과적 수리의 제한된 성공과 높은 재파열률 52, 53은 MRL/MpJ 마우스를 사용한 흉터 없는 힘줄 치유 연구에 동기를 부여했습니다. 우리 작업의 대부분은 큰 힘줄 결손(생검 펀치)의 재생의 기본 메커니즘에 초점을 맞추었지만 진행 중인 연구는 보다 임상적으로 적용 가능한 회전근개 손상에서 MRL/MpJ의 재생 능력을 평가하고 있습니다. 54 더욱이, 흉터 없는 힘줄 치유에 대한 타고난 힘줄과 전신 환경의 기여를 분리하는 우리의 지속적인 연구는 흉터 없는 치유를 촉진하는 새로운 치료 경로를 식별할 것입니다. 예를 들어, 흉터 없는 힘줄 치유로 이어지는 생물학적 및 구조적 메커니즘을 활용하는 치료적 개입으로서 MRL/MpJ의 잠정적 ECM의 잠재적 유용성은 힘줄 조직 공학 분야에 큰 영향을 미칠 수 있습니다.


지원 정보

S1 테이블. 균주 종속 콜라겐 생산 법칙을 설계하는 데 사용된 문헌 데이터 요약.

다양한 출처의 섬유아세포에 대한 시험관 내 변형 자극. 콜라겐 유형 1 및 3 생성은 12-48시간의 변형 자극 후 측정된 변형 자극 없이 측정된 콜라겐 함량 수준에 대한 상대적 증가로 표현됩니다.

S1 그림. 변형에 따른 조직 생산 법칙 2에 대해 테스트한 변형.

세 가지 다른 중심 전환점(12.5%, 15.0% 및 17.5%) 및 급경사(케이시그 = 37.5, 75, 150) 매개변수가 테스트되었습니다.

S2 그림.

중심 전환점(낮음: 12.5%, 기본값: 15.0% 및 높음: 17.5%) 및 급경사(ksig-낮음: 37.5, 기본값: 75, 높음: 150) 생산법 2에서. 그루터기의 너비는 검은색 점선으로 표시됩니다. 모델 매개변수의 모든 섭동은 1주차에 ​​힘줄 코어의 조직 생성 감소를 예측합니다.

S3 Fig. Khayyeri et al.의 실험 데이터와 비교하여 중심 전이점의 섭동과 생산 법칙 2의 급경사에 따른 1, 2, 4주차의 힘줄 강성의 시간적 변화. (2020).

전반적으로, 모든 다른 모델은 실험 데이터 범위에서 강성의 발달을 예측했습니다. 중심 전이점(12.5%)이 있는 모델에 대한 일일 하중 시뮬레이션은 치유 12일 이상으로 수렴하지 않았지만 예측된 강성은 실험 데이터 범위 내에 있었습니다.

S4 그림. 기본 재배향 속도에 대한 치유 건 캘러스의 평균 조직 정렬(식 11 참조)의 시간적 진화κ = 0.06, 생산 법칙 2가 있는 모델의 경우 식 10 참조).

S5 그림. 생산 법칙 2가 있는 모델에 대한 방향 변경 속도의 매개변수 민감도(식 10 참조).

세 가지 방향 전환 속도(κ = 0.03–0.06–0.09)로 평가되어 대부분의 방향전환이 각각 6주, 4주, 2주 내에 완료됩니다. 각 재배향 속도에 대해 콜라겐 함량의 시공간적 진화와 강성의 시간적 진화가 모두 생성 법칙 2와 함께 표시됩니다. 그루터기의 너비는 검은색 점선으로 표시됩니다. 모든 모델은 치유 1주차에 ​​힘줄 코어의 콜라겐 함량 감소를 예측했습니다. 또한 이 효과는 천천히 방향을 바꾸는 모델(κ = 0.03). 강성은 방향 변경 속도가 증가함에 따라 증가했지만 예측된 강성은 실험 데이터 범위 내에 있었습니다(Khayyeri et al., 2020).

S6 그림. 모델에 대한 단면적(1X 및 2X CSA) 및 그루터기 중첩(0-50-100%)의 섭동에 따른 1주, 2주 및 4주차 콜라겐 함량(손상되지 않은 비율)의 시공간적 진화 생산법 2와 함께.

그루터기 겹침을 증가시키면 콜라겐 생성이 보다 균일해집니다.

S7 그림. 생산 법칙 2가 있는 모델에 대한 단면적(CSA) 및 그루터기 겹침의 섭동에 따른 1주, 2주 및 4주차의 세로 축에 대한 평균 콜라겐 배향의 시공간적 진화.

재배향의 시공간 패턴은 모든 모델에서 유사했습니다.

S8 그림. 생산 법칙 2가 있는 모델에 대한 단면적(CSA) 및 그루터기 겹침의 섭동에 따른 1주, 2주 및 4주차에 중간 힘줄 단면에 걸친 콜라겐 함량(캘러스 함량의 %)의 시공간적 진화.

그루터기의 너비는 검은색 점선으로 표시됩니다. 힘줄 코어의 감소된 함량은 빨간색 화살표로 표시됩니다.

S9 그림. 1주, 2주, 4주차에 중간 힘줄 단면과 전체 캘러스에 대한 콜라겐 함량(손상되지 않은 %)의 시공간적 진화(기본값 및 생성 법칙 2가 있는 모델의 경우 50% 더 긴 캘러스).

그루터기의 너비는 검은색 점선으로 표시됩니다.힘줄 코어의 감소된 함량은 빨간색 화살표로 표시됩니다. 캘러스 높이가 증가한 모델은 보다 균질한 콜라겐 생성을 예측했습니다.

S10 그림. 기본 1, 2, 4주차의 평균 콜라겐 배향의 시공간적 진화 및 생성 법칙 2가 있는 모델의 경우 50% 더 긴 캘러스.

캘러스 높이가 증가한 모델은 콜라겐 정렬의 공간 분포가 매우 유사한 진화를 보였습니다.

S11 그림. 생산 법칙 2가 있는 모델에 대한 콜라겐 함량, 콜라겐 정렬, 전체 힘줄 강성 및 이러한 속성의 상대적 변화의 장기 예측.

현재 치유 프레임워크의 장기 예측을 특성화하기 위해 생산 법칙 2가 있는 모델을 100일 동안 실행했습니다(

14주). 모니터링된 모든 속성(평균 조직 함량, 정렬 및 강성)은 치유 7주 이내에 정상 상태에 도달했습니다. 점선은 5% 상대 변화를 나타냅니다. 4~7주 이내에 모든 속성이 이전 주에 비해 5% 미만으로 변경되었습니다.