Даже после сшивания сухожилие может снова порваться: разработана технология восстановления соединения сухожилия с костью

Даже после операции, когда разорванное сухожилие плеча вновь фиксируют к кости, со временем оно может порваться повторно. Причина не сводится к тому, что швы расходятся. Это происходит потому, что место соединения сухожилия с костью не восстанавливает свою первоначальную структуру, а заживает с образованием относительно слабой рубцовой ткани.

Теперь предложена регенеративная технология, которая должна восстановить этот «стык» максимально близко к нормальной ткани. Учёные создали искусственный каркас, в котором по мере перехода от сухожильной части к костной меняются структура и состав, и объединили его с «миметиком экзосом», поддерживающим регенерацию тканей.

Медицинский университет CHA 19-го августа сообщил, что исследовательская группа профессоров ортопедии больницы Bundang CHA Ким Чжэхва и Ли Сунчхоля разработала технологию регенерации сухожильно-костного соединения ротаторной манжеты. Результаты опубликованы в международном научном журнале по нано- и биоматериалам 〈Small〉.

Почему ушитое сухожилие снова рвётся: решающим становится «приживление»

Ротаторная манжета — это сухожилия, окружающие плечевой сустав. Они играют важную роль при подъёме и вращении руки. С возрастом из-за дегенеративных изменений или при повторяющихся нагрузках на плечо сухожилия могут разрываться.

Если разрыв большой либо выражены боль и снижение функции, проводят операцию: разорванное сухожилие вновь фиксируют к кости, к которой оно было прикреплено изначально. Однако даже при успешно выполненном вмешательстве сухожилие приживается прочно не всегда.

В норме соединение сухожилия и кости устроено не так, что мягкое сухожилие сразу соприкасается с твёрдой костью. По мере перехода от сухожилия через фиброзный хрящ к кости постепенно меняются ориентация тканей, состав и жёсткость. Такая структура распределяет повторяющиеся нагрузки на плечо.

После операции восстановить этот сложный «стык» в исходном виде трудно. Вместо него может формироваться фиброзная рубцовая ткань, которая не всегда обеспечивает прочность, сопоставимую с нормальным соединением.

Повторный разрыв после ушивания ротаторной манжеты на практике не редкость. В анализе, объединившем 31 исследование, частота повторных разрывов в зависимости от срока наблюдения составила около 15–21%. В 11 исследованиях, где сравнивали размеры разрыва, повторный разрыв при малых и средних повреждениях составлял 12,5%, тогда как при больших и обширных — был выше и достигал 37%. Также сообщалось, что риск повторного разрыва возрастает у пациентов старшего возраста и при выраженной жировой инфильтрации мышц ротаторной манжеты.

Разрыв — не всегда повод для операции: после вмешательства важнее «индивидуальный подход», чем «как можно быстрее»

Разрыв ротаторной манжеты не означает, что операция нужна всем без исключения. Метод лечения выбирают с учётом размера разрыва, выраженности боли, степени неудобства при использовании руки, возраста и уровня активности. При симптомных полнослойных разрывах малого и среднего размера и физиотерапия, и операция могут помочь уменьшить боль и улучшить функцию.

Если операция выполнена, важно дать сухожилию время снова прирасти к кости. Это, однако, не означает, что всем пациентам нужно долго не двигать плечом. Есть исследования, где долгосрочные результаты лечения существенно не различались между теми, кто начинал реабилитацию относительно рано, и теми, кто откладывал её на определённый срок при малых и средних разрывах.

С учётом этого нельзя однозначно утверждать, что «чем раньше начать двигаться, тем быстрее восстановление», или наоборот — что «чем дольше не двигаться, тем лучше приживётся». Важно следовать графику реабилитации, который медицинская команда определяет с учётом размера разрыва, состояния сухожилия и метода операции.

Также следует избегать самовольного усиления нагрузки на руку или преждевременного начала силовых упражнений, даже если боль уменьшилась. После операции сначала постепенно восстанавливают объём движений в суставе, а затем переходят к силовым тренировкам. Полное восстановление может занять несколько месяцев.

Единый каркас спроектировали так, чтобы он менялся по направлению «сухожилие → кость»

Команда создала искусственный каркас, воспроизводящий такую структуру нормального соединения.

Ранее для регенерации тканей с разными свойствами — таких как сухожилие и кость — в основном изучали подход, при котором разные материалы послойно склеивают друг с другом. Однако у него были ограничения: слои могли отделяться, а два типа тканей — не формировать естественный плавный переход.

Исследователи добились того, чтобы внутри одного искусственного каркаса по мере перехода от сухожилия к кости постепенно менялись ориентация волокон и содержание минеральных компонентов. Со стороны сухожилия конструкция помогала его повторному росту, а со стороны контакта с костью — стимулировала образование фиброзного хряща и кости.

В статье это описано как «двойной градиент (dual-gradient) каркаса». Иными словами, свойства двух тканей меняются не резко, а постепенно — как в нормальном сухожильно-костном соединении.

Кроме того, к каркасу прикрепили «миметик экзосом», имитирующий функции экзосом, которые передают сигналы между клетками. Конструкцию спроектировали так, чтобы на раннем этапе после операции она снижала воспаление и оксидативный стресс, а затем последовательно включались вещества, поддерживающие регенерацию сухожилия и кости.

Фактически это означает последовательную доставку необходимых веществ в зависимости от стадии восстановления. Искусственный каркас служит опорой для роста новой ткани, а после выполнения своей функции постепенно разлагается в организме.

В опытах на животных увеличились объём кости и фиброзного хряща, а прочность соединения выросла

Исследователи применили разработанный каркас на животной модели разрыва ротаторной манжеты и оценили, насколько хорошо восстанавливается соединение.

В результате в группе, где одновременно использовали каркас и миметик экзосом, сухожильно-костное соединение регенерировало лучше, чем в группе стандартного лечения. Усилилось формирование кости и фиброзного хряща, а организация вновь образованной ткани стала ближе к нормальному соединению.

Количество жировой ткани, которая может мешать восстановлению, уменьшилось. Команда также измерила, какую нагрузку выдерживает регенерированная ткань при растяжении: при применении новой технологии она переносила большую силу. Это означает, что сухожилие и кость оказались соединены заметно прочнее.

При этом полученные данные относятся к этапу экспериментов на животных. Снижает ли технология частоту повторных разрывов у людей после операции на ротаторной манжете или сокращает ли сроки восстановления, пока не подтверждено. Для клинического применения необходимы дополнительные исследования с участием людей, чтобы проверить безопасность и эффективность.

Профессор Ким Чжэхва заявил: «Это исследование выходит за рамки простого ушивания разорванного сухожилия и предлагает новую терапевтическую возможность — регенерацию участка соединения сухожилия и кости максимально близко к нормальной ткани», — и добавил: «Ожидаем, что в дальнейшем подход можно будет использовать не только для ротаторной манжеты, но и в регенеративном лечении различных ортопедических заболеваний, где сухожилия или связки соединяются с костью, включая ахиллово сухожилие и крестообразные связки».

Это исследование также было отобрано в проекте «Люди, прославившие Корею (Hanbit-sa)» Биологического исследовательского информационного центра (BRIC).