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研究干细胞和富血小板血浆疗法治疗犬骨关节炎的有效性

Hilty DH

克莱姆森大学卡尔霍恩荣誉学院,克莱姆森,美国

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Yocum詹

绿树动物医院,列克星敦,肯塔基,美国

Gallicchio VS

克莱姆森大学生物科学系、微生物系和公共卫生科学系,美国克莱姆森

DOI: 10.15761 / AHDVS.1000120

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摘要

再生医学已迅速成为一种公认的医学治疗方案,用于治疗越来越多的临床疾病。我们在此报告了一项评估脂肪来源的间充质干细胞和富血小板血浆治疗犬骨关节炎的能力的研究。这项研究使用了8只狗,总共治疗了15个关节。在治疗前对每只动物进行评估,然后在治疗后15、30、60和90天进行评估。评估对每只狗在行走和小跑方面的跛行进行评分;测试操作时的活动范围和疼痛程度;观察各关节功能失能情况。治疗结果的多项评估指标均有统计学意义,这表明有必要进一步研究脂肪来源的间充质干细胞和富血小板血浆作为再生医学的重要组成部分的愈合能力。

关键词:

间充质干细胞,富血小板血浆,骨质疏松症,狗

介绍

再生医学是一个不断扩大的研究领域,有可能像疫苗和抗生素一样对医学治疗产生重大影响[1]。干细胞和富血小板血浆(PRP)的使用每年都在增加,特别是在涉及再生的领域,例如骨科和口腔颌面外科[2];然而,再生医学的全部潜力有望达到远远超过目前所取得的成就[3]。这项研究测试了两种流行的再生医学疗法的能力,用它们来治疗狗的骨关节炎。

测试的两种再生医学疗法是富血小板血浆疗法和自体脂肪源性间充质干细胞(ADMSC)疗法。富血小板血浆治疗包括收集和注射血小板和血浆到所需的位置。这种疗法是基于血小板富集血浆中大量生长因子的存在;当激活时,它们有能力通过促进注射的特定区域的生长来加速目标的愈合。虽然干细胞可以从各种体液和组织中收集,但由于脂肪组织中干细胞丰富,收集方便,以及收集相关的低风险因素,本研究使用了ADSMCs。

脂肪组织含有大量的干细胞,并在体内大量储存。骨髓是干细胞采集的另一种流行来源,它含有高浓度的多能干细胞,但采集过程要痛苦得多,而且侵入性更强。与使用非基因相同的供体动物的细胞相比,使用自体干细胞是一种既方便又安全的方法。通过使用受试者自身的细胞,将移植细胞注射到受试者体内时,几乎没有排斥反应的风险[4]。

材料与方法

研究人员对8只患有不同程度骨关节炎的狗进行了研究。年龄从4岁到11岁不等,选择的大小和品种非常多样化,每组都有小型和大型犬。最初,每只狗在行走和小跑过程中对受影响部位的跛行进行评分,评分范围从“无法检测到”到“无法移动”。活动范围从“无限制”到“任何尝试操作关节时的疼痛”进行评分,而操作关节时的疼痛从“无痛”到“剧烈疼痛”进行评分(通过立即肢体退缩来表示)。最后记录的数据点是功能性残疾,得分范围从正常活动到厌恶行走,需要帮助才能站立,无法跑步。”在每个类别评分后,对每个受试者拍摄x光片。然后,每只狗分别接受ADMSCs或PRP治疗8个关节,ADMSCs治疗7个关节。其中5名受试者接受了多个关节治疗。PRP组5只,ADMSCs组3只;PRP治疗2髋,ADMSCs治疗3髋;一只肘关节用PRP治疗,一只肘关节用ADMSCs治疗。所有数据收集和治疗均在肯塔基州列克星敦的绿树动物医院进行,时间跨度为2016年6月至11月。

PRP处理包括从颈静脉收集36毫升全血,放入4个真空容器®中,其中含有0.5ml抗凝柠檬酸葡萄糖(ACD)溶液a。血液使用InGeneron ARC®组织处理单元以160 rpm离心20分钟;血小板留在血浆中,但所有其他细胞收集在Vacutainer®管的底部。抽出血浆,以600转/分的转速旋转10分钟,在试管底部收集血小板。抽取上清液并丢弃,总容积为5。每只狗被镇静,PRP被直接注射到关节。

ADSMC治疗需要麻醉采集和注射镇静。收集发生在左肩后方的脂肪组织。狗被麻醉后,收集区域剃毛并消毒。在该部位做一个小切口,使用Tulip“细胞友好”抽脂套管从120cc的Toomey收集注射器中注射60ml生理盐水,加入低百分比的利多卡因以增加麻木。注入的组织被破坏,脂肪细胞脱落。混合物通过套管抽出,注射到ARC®组织处理系统的收集管中。加入matase™试剂使干细胞从脂肪组织中释放出来,并根据InGeneron说明书(InGeneron, n.d)进行离心[5]。混合物的顶层被抽出并作为废物丢弃,其余部分被过滤。将混合物用生理盐水洗涤两次并过滤,然后高速离心,在容器底部形成仅含有干细胞的小球。干细胞颗粒与2ml生理盐水混合,直接注射到镇静狗的关节中,根据PRP程序相同。通过InGeneron ARC™系统处理的脂肪组织通常产生数百万个活细胞,其中间充质干细胞的比例非常高[6]。

每只狗在15、30、60和90天后重新测试并评分。注意到医疗相关因素的任何变化,例如药物或额外的伤害。

结果

一只狗被从研究中移除,因为它的主人没有回应后续的要求。另一只狗从90天的试验中被移除,因为需要进行颅十字手术,这妨碍了适当的评估。两只被排除在外的狗都接受了干细胞治疗。表1给出了本研究中各项评价的评分标准。根据每个标准对所有受试者的得分取平均值,如图1至图10所示。


可检测的

断断续续的

持续的

持续的
non-weight
轴承

非固定的
只有
援助


非固定的

残废:

1

2

3.

4

5

6

残废:
刚学步的小孩

1

2

3.

4

5

6

没有痛苦

轻微的疼痛(试图)
撤回肢体)

严重的
(立即肢体
退出)

疼痛时
操纵

1

2

3.

没有限制

疼痛只有在充分的时候
活动范围

疼痛小于
全系列
运动

任何疼痛
尝试
操纵联合

范围的
运动

1

2

3.

4

正常的
活动

稍硬
步态。只有
明显的,
运行

僵了。狗有
明显的
困难
步行或
运行

非常僵硬。狗
不想要
走或跑
除非哄

狗不会
想要
走,必须
他扶了起来,
而不是
运行

功能
残疾

1

2

3.

4

5

表1。评分标准用于在第0、15、30、60和90天评估手术的有效性。评分标准基于[7]

图1所示。从治疗当天到治疗后90天的干细胞步行跛行评估结果。

图2。从治疗当天到治疗后90天的PRP步行跛行评估结果。

图3。干细胞小跑跛行评估结果从治疗当天到治疗后90天。

图4。PRP小跑跛行评估结果从治疗当天到治疗后90天。

图5。从治疗当天到治疗后90天的干细胞运动范围评估结果。从图中删除初始得分为1的狗。

图6。从治疗当天到治疗后90天的PRP活动范围评估结果。从图中移除初始得分为1的狗。

图7。从治疗当天到治疗后90天的干细胞操作疼痛评估结果。从图中删除初始得分为1的狗。

图8。从治疗当日至治疗后90天的PRP手法疼痛评价结果。

图9。从治疗当天到治疗后90天的干细胞功能残疾评估结果。

图10。PRP功能残疾评估结果从治疗之日起至治疗后90天。

图11。未配对t检验方程。X1和x2分别代表第一组和第二组得分的均值。其中,S1、S2为每一组的标准差,n1、n2为每一组的值个数。统计值越高,显著性越高。

结果与讨论

从图1到图10可以看出,犬科动物的平均状况有了很大的改善。这种改善持续了60天的试验,除了四项测试:干细胞的步行跛行,PRP和干细胞的小跑跛行,PRP功能残疾。PRP的数据尤其有希望,因为PRP目前是一种便宜得多的治疗方法。

对于干细胞和PRP治疗,即使样本量很小,当使用非配对t检验进行统计显著性测量时,受试者的结果在大多数类别中都表现出色(p< 0.05)。图11中所示的等式说明了样本大小、标准偏差和数据的平均值。从0天评分到90天评分,计算各类别结果变化的显著性。

在干细胞治疗的狗中,在第0天至第90天的步行跛行数据的t检验中,p值≤0.0025。在同一时期,prp治疗犬的观察p值小于0.0002。在考虑到小样本量的情况下,得到的两个值都等于极端的统计显著性。这表明两种形式的再生医学都有潜在的好处。

当对第0天至第90天的小跑跛行数据进行t检验时,干细胞治疗数据的p值≤0.0020,而同期的PRP治疗数据的p值为≤0.0002。这些值分别相当于非常和极其显著的统计意义。

干细胞治疗的运动范围t检验值不太有希望;p值为0.1135,不接近显著。PRP治疗的活动范围数据要好得多,p值≤0.0014,有统计学意义。两只接受prp治疗的狗和一只干细胞评估的运动范围0天得分为1,这限制了数据分析,因为没有改善的可能。排除运动范围得分为1分的狗,干细胞的p值为0.0474,具有显著性。干细胞治疗结果还显示,从60天到90天,活动范围有所减少;干细胞的作用有可能开始减弱,但样本量太小,无法得出结论。

操作后疼痛的结果与活动范围的结果相似。干细胞的p值为0.1340。干细胞治疗组从1只狗开始,初始值为“1”,表示功能正常,无改善可能;当这只狗被排除在计算之外时,干细胞的p值为0.0161,具有统计学意义。prp治疗组操作数据疼痛p值为0.0001,具有极端意义。

测试中最重要的方面是功能性残疾得分,作为症状干扰日常生活程度的指标。干细胞和PRP治疗在这一领域都显示出显著的潜力。干细胞有一个p值<0.0004, PRP为<0.0008在0到90天期间,这两个都等同于极端意义。

这一结果提供了证据,证明两种治疗方法在治疗多关节骨关节炎方面都非常成功。在如此小的样本量中观察到的意义表明,有充分的理由进一步研究再生医学,在更大的范围内,在更多的领域,更多的受试者,跨多个物种。

信息披露

作者承认没有利益冲突。

参考文献

    版权所有OAT。版权所有
  1. 李建军,李建军,李建军,等(2008)干细胞生物加工:再生医学研究进入临床领域的重要里程碑。Pediatr Res63: 461 - 466。(Crossref)
  2. 林顺生,Landesberg R, chinhs,林健,Eisig SB,等。(2006)prp来源的生长因子控释促进人间充质干细胞成骨分化。医学与生物工程学会,2006。磨床06年。第28届IEEE国际年会。IEEE。
  3. 陈凤华,团日荣(2008)间充质干细胞在关节炎疾病中的作用。关节炎治疗10: 223。(Crossref)
  4. Tögel F, Cohen A,张鹏,杨燕,胡震等(2009)自体和异体骨髓基质细胞治疗急性肾损伤安全有效。干细胞发展18: 475 - 486。(Crossref)
  5. 在Generon Process中。InGeneron。
  6. 李建军,李建军,李建军,等。(2006)多能间充质间质细胞的研究进展。国际细胞治疗学会立场声明。Cytotherapy8: 315 - 317。(Crossref)
  7. 李建军,杨建军,李建军,等。(2007)脂肪源性间充质干细胞和再生细胞对慢性髋股关节骨性关节炎的治疗作用。兽医其他8: 272 - 284。(Crossref)

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主编

文章类型

研究文章

出版的历史

收稿日期:2017年11月22日
录用日期:2017年12月6日
发布日期:2017年12月9日

版权

©2017 Hilty DH。这是一篇根据知识共享署名许可协议发布的开放获取文章,该协议允许在任何媒体上不受限制地使用、分发和复制,前提是要注明原作者和来源。

引用

Hilty DH,Yocum JG(2017)研究干细胞和富血小板血浆疗法治疗犬骨关节炎的有效性。畜牧畜牧兽医学报1:DOI:10.15761/AHDVS.1000120

相应的作者

文森特·S·加利奇奥

Vincent S Gallicchio美国克莱姆森大学健康科学学院生物科学系微生物学公共卫生科学学院


可检测的

断断续续的

持续的

持续的
non-weight
轴承

非固定的
只有
援助


非固定的

残废:

1

2

3.

4

5

6

残废:
刚学步的小孩

1

2

3.

4

5

6

没有痛苦

轻微的疼痛(试图)
撤回肢体)

严重的
(立即肢体
退出)

疼痛时
操纵

1

2

3.

没有限制

疼痛只有在充分的时候
活动范围

疼痛小于
全系列
运动

任何疼痛
尝试
操纵联合

范围的
运动

1

2

3.

4

正常的
活动

稍硬
步态。只有
明显的,
运行

僵了。狗有
明显的
困难
步行或
运行

非常僵硬。狗
不想要
走或跑
除非哄

狗不会
想要
走,必须
他扶了起来,
而不是
运行

功能
残疾

1

2

3.

4

5

表1。评分标准用于在第0、15、30、60和90天评估手术的有效性。评分标准基于[7]

图1所示。从治疗当天到治疗后90天的干细胞步行跛行评估结果。

图2。从治疗当天到治疗后90天的PRP步行跛行评估结果。

图3。干细胞小跑跛行评估结果从治疗当天到治疗后90天。

图4。PRP小跑跛行评估结果从治疗当天到治疗后90天。

图5。从治疗当天到治疗后90天的干细胞运动范围评估结果。从图中删除初始得分为1的狗。

图6。从治疗当天到治疗后90天的PRP活动范围评估结果。从图中移除初始得分为1的狗。

图7。从治疗当天到治疗后90天的干细胞操作疼痛评估结果。从图中删除初始得分为1的狗。

图8。从治疗当日至治疗后90天的PRP手法疼痛评价结果。

图9。从治疗当天到治疗后90天的干细胞功能残疾评估结果。

图10。PRP功能残疾评估结果从治疗之日起至治疗后90天。

图11。未配对t检验方程。X1和x2分别代表第一组和第二组得分的均值。其中,S1、S2为每一组的标准差,n1、n2为每一组的值个数。统计值越高,显著性越高。