Tilbake til søkeresultatene

FRIMEDBIO-Fri prosj.st. med.,helse,biol

In vitro development of a ligament and in vivo analysis of the bone-soft tissue interface

Alternativ tittel: In vitro utvikling av et ligament og in vivo analyse av ben-bløtdels overgangen

Tildelt: kr 3,5 mill.

Leddbåndskader er hyppig, spesielt i den yngre og aktive delen av befolkningen. Et eksempel på dette er skader av fremre korsbånd i kneet, som er en relativt hyppig skade i idretter som for eksempel håndball og fotball. Tilhelingspotensialet for denne type skader er i seg selv begrenset, og det er derfor ofte avgjørende med kirurgisk behandling for å rekonstruere leddbåndskaden for å gjenvinne stabiliteten i leddet og funksjon for å kunne gå tilbake i idrettsaktivitet. Dagens behandlingsalternativer gir begrensede langtidsresultater og det er derfor behov for nye behandlingsalternativer. Denne studien har som målsetting å kartlegge cellulære mekanismer involvert i omdanning av senegraft til en mer leddbåndlik struktur, for om mulig forbedre de biomekaniske egenskapene i senegraft brukt for leddbånd rekonstruksjon. Ved bruk av moderne teknikker ønsker vi å forbedre de biomekaniske egenskapene til sener brukt for leddbånds rekonstruksjon ved bruk av stamceller og ulike vekstfaktorer. Vi har utviklet et inkubator for å undersøke vev som er dyrket under tension, som etterlikner vevets naturlige miljø i kroppen. Således kan vi øke kunnskapen vår om cellulære reguleringsmekanismer som er involvert i å ivareta normal vevstatus, sykdomsutvikling og potensielt mulige terapautisk påvirkning av disse. Primart endpunt er kvantitativ genekspresjon vurdert med PCR, en svært nøyaktig analyse for undersøking av kjente markører involvert i regulering av overnevnte mekanismer. Vi ønsket også å se om selekterte vekstfaktorer kan bedre tilhelingen av sener i beintunnel, som er en hyppig brukt metode ved leddbånds rekonstruksjoner. Ved bruk av ulike vekstfaktorer(BMP2 og GSK126) som tidligere er vist å ha beinstimulerende effekt for å stimulerer til dannelsen av nytt ben, som er viktig for tilheftingen av sener i ben tunneler. Dette er viktig for å øke styrken på leddbåndrekonstruksjonen, både på kort sikt for å tillate tidligere aktivitet og mobilisering, men også på lengre sikt for å sikre at rekonstruksjonen gir permanent godt og forutsigbart resultat for denne pasintgruppen. En verifisert dyremodell ble brukt for å undersøke effekt på tildeling av senegraft i bentunnel. Biomekansike tester viste tendens til økt styrke i gruppen behandlet med BMP2 og GSK126, sammenliknet med placebo. BMP2 behandlede dyr hadde også tendens til økt nydannelse av ben i tunnelen, men ikke signifikant. Vi fant ingen åpenbar forskjell ved histologisk undersøkelse. Således kan lokal administrasjon av benstimmulerende vekstfaktorer synes å bidra til bedre tildeling av senegraft i bentunnel, men dette må bekreftes i nye prekliniske studier før det eventuelt kan være aktuelt å teste dette ut i en klinisk studie. Vi ønsker også å se om et kunstig graft, enten alene eller sammen med et tradisjonelt senegraft, kan bidra til økt styrke på rekonstruksjonen på kort sikt, for å tillate tidlig rehabilitering, men også om den kan gi støtte for vevs regenerasjon og dermed bli integrert i et nytt leddbånd. En verifisert dyremodell hvor vi rekonstruerte freme korsbånd ble brukt for å undersøke dette, Biomekansike tester viste økt styrke i de leddene hvor kunstig graft var brukt, sammenliknet med bare senegraft. Det var ingen forskjell i ny dannelse av ben i bentunnelene, og vi fant ikke forskjeller i forekomst av betennelse eller andre komplikasjoner ved histologisk vurdering. Det var ikke synlig nydannelse av leddbåndvev langs det kunstige draftet. Således, ser det ut til at det kunstige draftet har en beskyttende effekt på senegraft som kan gi mulighet for tidligere mobilisering etter kirurgi. Dette kan bidra til bedret klinisk resultat, men dette må bekreftes i en kontrollert klinisk studie.

Utvikling av en inkubator for å analysere effekt av tensjon og miljø på vev i dyrkning. Bedret forståelse av benstimulerende midlers effekt på sene ben tildeling. Bedre forståelse for bruk av kunstig forsterkning av sener brukt som graft i leddbåndsrekonstruksjon. PhD kandidaten har vært involvert i betydelig grad i ialt 7 vitenskaplige publikasjoner i internasjonale tidsskrift i perioden, og ytterligere 6-7 vitenskaplige artikler er under fremstilling og/eller sendt inn til vurdering for publikasjon. Det er etablert kontakt og samarbeid med internasjonal forskningsgruppe ved Mayo Clinic, ROchester, USA. Kompetansehevning ved bruk av dyremodeller og læring av ny metoder, inkludert biomolekylære analyser som qPCR. PhD kandidat har gjennomført forskningsutdanning ved Universitetet i Oslo, og utenlandsopphold ved institusjon i USA.

Intra-articular ligament injuries are increasing in incidence. The primary healing potential of these injuries are poor with their intrasynovial location. Untreated they can lead to abnormal articular loading and progressive degenerative changes of the joint, causing pain and loss of function for the patient. Surgical reconstruction often does not relieve the patient?s pain and joint instability. To improve long term outcome for these patients new treatment options is required. This study aims to bridge the gap between tissue engineering and cellular based therapies with bone marrow stromal cells (BMSC). The primary goal of this project is to develop a neoligament in vitro using polymer scaffolds seeded with BMSC and enhance the bone-soft tissue interface through selective differentiation induction. We will evaluate segmental BMSC differentiation along synthetic and allograft scaffolds, to find a scaffold that will enhance both cellular growth, as well as cellular differentiation. This neoligament will be laden with BMSCs and growth factors to enhance osseointegration at the fibrocartilaginous bone-soft tissue interface, while generating native ligamentous tensile properties throughout the body of the ligament. We will evaluate in vivo the effect of biological treatment on the bone-soft tissue interface. A verified animal experimental model will be used to assess the effect of Sclerostin antibodies on the healing of a tendongraft in a bone tunnel. The proposed work is innovative because it will create a tissue-engineered scaffold capable of supporting the induction of BMSCs differentiation into a ligamentous and fibrocartilaginous tissue while being able to withstand the biomechanical demands, enhancing the bone-ligament-bone interface. This will be stuies that aims to bring important knowledge to further development of needed innovative treatments to improve long term outcome for intra-articular ligament injuries.

Budsjettformål:

FRIMEDBIO-Fri prosj.st. med.,helse,biol

Finansieringskilder