disque intervertébral

6.615.3.3 remplacement total du disque

Il existe une similitude entre L’IVD et un pneu, l’air du pneu étant représenté par le NP et le caoutchouc renforcé de la ceinture d’acier étant représenté par l’AF. En outre, cette similitude peut également être étendue à la réparation de L’IVD., Dans certaines situations, il sera avantageux de remplir l’air du pneu (remplacement nucléaire); dans d’autres situations, on peut être capable de colmater un trou dans le pneu (réparation AF), et enfin, il y a des moments où le pneu entier doit être remplacé (TDR). C’est la situation finale, dans laquelle la hernie ou la dégénérescence de la FA est suffisamment avancée pour qu’une seule approche NP ou FA ne puisse être efficace. C’est pour cette raison que TDR fait actuellement l’objet d’une enquête.,

le TDR artificiel a été récemment introduit dans la pratique clinique aux États-Unis avec l’approbation de la FDA du dispositif Charité précédemment discuté en 2004. L’idée d’un disque composite à base de tissu a été introduite avec la publication du premier disque composite à base de tissu à la même époque.53 l’idée que l’ensemble de L’IVD puisse être remplacé par une structure tissulaire est ambitieuse en raison de la structure complexe de l’IVD; cependant, les premières études ont montré des propriétés ECM et mécaniques prometteuses avec un composite PLA/PGA/alginate., Les principaux critères de conception dans le développement d’un remplacement de disque total par ingénierie tissulaire (TE-TDR) sont (1) la conception d’un disque qui peut résister à la charge mécanique complexe une fois implanté, (2) peut recréer la fonction mécanique de L’IVD, (3) peut s’intégrer aux tissus natifs et (4) peut survivre et se développer dans l’espace Ces critères de conception sont complexes et sont même concurrents., Le développement d’un disque mécaniquement rigide conçu pour résister à la charge complexe aura probablement de faibles propriétés de perméabilité et peut rendre difficile le transport suffisant des éléments nutritifs à travers le disque dans l’environnement du disque à faible teneur en éléments nutritifs. Inversement, un disque très perméable qui peut assurer un meilleur transport des nutriments sera moins rigide et peut avoir du mal à supporter les charges mécaniques. Actuellement, on ne sait pas quel sera le bon équilibre de ces propriétés concurrentes dans un te-TDR réussi.,

La deuxième tentative de production d’un TE-TDR a utilisé du PLLA électrospun et de l’acide hyaluronique ensemencé avec des CSM humains. Cette technique était similaire à la tentative précédente en ce sens qu’elle utilisait un échafaudage régional AF non aligné et un échafaudage NP hydrogel., Cependant, l’utilisation d’electrospun PLLA a permis aux fibres d’être de diamètre similaire aux fibrilles de collagène natives dans la région AF. De plus, l’acide hyaluronique a été injecté dans l’électropsun PLLA pour pressuriser la région NP à l’intérieur de l’échafaudage et placer les fibres électrospun en tension similaire à celle de L’AF natif. En outre, l’utilisation de MSC humains est significative en raison de la pertinence clinique de la source cellulaire et commence à étudier leur efficacité dans un TE-TDR.,

Les constructions ont été cultivées pendant 28 Jours in vitro et les cellules fa organisées en couches concentriques ressemblant aux lamelles concentriques de la FA tandis que le NP est resté amorphe dans la structure. Le dépôt de protéoglycanes ECM était le plus répandu dans la région AF avec un dépôt moins prononcé dans le NP. Les types de collagène I et II avaient également la concentration la plus élevée dans la région AF et la moins présente dans la région NP. Ce mauvais développement tissulaire dans le NP était probablement dû à la diminution du contenu cellulaire dans la région NP de l’échafaudage après la construction., Dans l’ensemble, l’electrospun PLLA a montré des résultats prometteurs pour la région AF et le développement des tissus; cependant, aucun test mécanique n’a été effectué sur le tissu pour étudier la fonction mécanique d’un tel implant et il sera nécessaire de surmonter la faible densité cellulaire dans le NP à l’avenir.

Contrairement aux deux premières conceptions TE-TDR, la construction de gel de collagène / alginate contractée a été la première à introduire l’alignement du collagène dans la région AF (Figure 4(b))., La technique a produit une région NP d’alginate ensemencée avec des cellules NP ovines et une région de gel de collagène de type I ensemencée avec des cellules Af ovines entourant la région NP. Pendant la culture, les cellules contractent le réseau de fibrilles de collagène autour de l’alginate NP. En raison de la limite physique du NP, les fibrilles de collagène se sont alignées circonférentiellement autour du NP d’alginate. De plus, les cellules AF étaient allongées et alignées circonférentiellement entre les fibrilles de collagène de type I similaires aux cellules Af natives et les cellules NP ont pris une morphologie arrondie similaire au NP natif., Cette technique fournit une méthode de production D’un TE-TDR qui a une architecture et une organisation similaires à celle de L’IVD natif dans la région AF et NP. Cependant, malgré l’alignement circonférentiel des fibrilles de collagène, la technique ne parvient pas actuellement à capturer l’alignement de ±28° du collagène observé dans les lamelles AF successives. De plus, aucune analyse mécanique ni aucune analyse de la composition de L’ECM n’ont été effectuées dans cette étude.

Le TE-TDR le plus récent combine les stratégies précédentes pour produire le TE-TDR le plus complexe à ce jour (Figure 4(c))., La technique utilise ÉLECTROSPUN PCL pour produire des fibres PCL alignées à des angles de ±30° dans chaque lamelle successive. Encore une fois, cela se fait autour d’une région hydrogel NP, qui dans ce cas était de l’agarose. Les cellules sélectionnées étaient des CSM bovines en raison de la promesse clinique des CSM. L’idée est que l’architecture complexe de fibre de PCL mènera au développement organisé de collagène avec le même alignement de l’échafaudage original.

Après 6 semaines de culture, la production de collagène et de protéoglycanes a été observée dans la région AF et NP., Il a été observé que les cellules AF et la production de collagène étaient organisées dans la direction de ±30° de l’échafaudage PCL sous-jacent. Malgré le dépôt D’ECM au cours du temps de culture, les valeurs pour les protéoglycanes étaient <32% des valeurs natives dans L’AF et le NP et étaient 5% des valeurs natives pour le collagène dans l’AF. Les valeurs de collagène étaient similaires entre le natif et le TE-TDR dans le NP. Comme on peut le voir, la technique d’utilisation des fibres électrospun alignées aide à promouvoir l’organisation du collagène similaire à la FA native., Cependant, il sera important d’étudier comment promouvoir un plus grand développement ECM aux niveaux de valeur natifs dans ces échafaudages.

le développement de ces stratégies TE-TDR a montré la promesse initiale de promouvoir différents niveaux de composition et d’organisation de la GCE similaires à l’IVD natif. Cependant, malgré la tendance à augmenter l’organisation de la FA et l’accent mis sur les propriétés mécaniques de ces implants, on ignore actuellement ce qui est nécessaire pour la mise en œuvre réussie d’un tel dispositif dans l’espace disque natif., Moins d’attention est accordée à d’autres paramètres de conception tels que la perméabilité de ces échafaudages, une propriété qui pourrait s’avérer extrêmement importante dans l’environnement nutritif limité de l’espace disque. Une meilleure compréhension de la façon dont ces TE-TDRs réagissent dans l’environnement de disque natif sera nécessaire pour reconnaître quel est le bon équilibre des propriétés de l’échafaudage qui favorisera le développement réussi des tissus et le bon fonctionnement de la colonne vertébrale. Ces implants devront résister à la charge mécanique, survivre et se développer, et s’intégrer au tissu natif une fois implanté.,

des travaux récents ont commencé pour répondre à ces questions in situ en utilisant le gel de collagène contracté/alginate TE-TDR.92 Les TE-TDRs ont été implantés dans l’espace discal lombaire et de la queue du rat et mis en culture jusqu’à 6 mois. Ces études ont démontré que malgré le module beaucoup plus faible du collagène/alginate TE-TDR au moment de l’implantation par rapport au disque natif, le tissu était capable de maintenir une majorité de la hauteur du disque sur 6 mois (78%). En outre, le tissu a vu un dépôt important de protéoglycanes et de collagène et s’est intégré aux corps vertébraux et aux plaques terminales., De plus, lorsque le segment de mouvement technique a été testé mécaniquement, il a démontré des propriétés de compression similaires à celles du disque natif. Ces résultats ont été les premiers à montrer qu’un TE-TDR pouvait former avec succès un tissu mécaniquement fonctionnel lorsqu’il était implanté dans l’espace discal. Ces résultats sont particulièrement intrigants en raison de la résistance mécanique relativement faible des TE-TDRs à l’implantation., Il est possible que la nature hautement perméable couplée du collagène et de l’alginate TE-TDR ait permis un transport suffisant des nutriments qui a favorisé le développement et l’intégration des tissus dans l’espace discal. Il sera important que ce champ avance, pour plus de travail à faire dans l’espace disque natif pour comprendre comment les propriétés TE-TDR (module, perméabilité, type de cellule, composition ECM, organisation des fibres AF, etc.) affectent la formation tissulaire in situ (voir chapitre 6.614, usure: prothèses discales intervertébrales totales).