Zranění předního zkříženého vazu (ACL) jsou běžná, zejména mezi sportovci. Každý rok se provádí více než 400 000 operací ACL (ACLR) globálně. Zatímco míra úspěšnosti ACLR se uvádí, že je více než 90%, významný počet pacientů stále čelí problémům, jako je operace revize a dlouhodobá osteoartróza. To podnítilo výzkum lepších materiálů štěpu a umělé vazy se objevily jako potenciální řešení. Nedávný článek z recenze zveřejněný v Inženýrství ponoří se do současného stavu a budoucích vyhlídek na umělé vazy pro ACLR.
Umělá vazy se používají od padesátých let. Nabízejí výhody, jako je eliminace morbidity na místě dárce a riziko přenosu onemocnění, které jsou spojeny s autografty a aloštěpy. Mají však také nevýhody. Některé umělé vazy prokázaly vysoký výskyt komplikací, jako jsou chronické výpotce, synovitida a selhání štěpu. Například ligament Gore-Tex, vyrobený z PTFE, měl problémy s klesajícím skóre Lysholmu v průběhu času a relativně vysokou mírou selhání štěpu, výtoku a infekce.
Proces hojení rekonstruovaného ACL zahrnuje dvě klíčové části: integraci štěp kosti uvnitř tunelů kostních tunelů a intraartikulární ligamentaci. Autografty jsou považovány za zlatý standard kvůli jejich bioaktivní vlastnosti, které usnadňují adhezi buněk, proliferaci a osteogenezi. Naproti tomu umělé vazy často postrádají tyto bioaktivní rysy, které vedly vědce k zaměření na zvýšení jejich biologické aktivity.
V posledních letech došlo k četným pokusům o úpravu umělých vazeb a fixačních zařízení. Jedním z přístupu je přidat bioaktivní komponenty do lešení vazů. Například přidání komponent ECM, jako je kyselina hyaluronová a kolagen, může zvýšit adhezi a proliferaci buněk. Další slibnou úpravou je použití materiálů na bázi hořčíku v fixačních zařízeních. Bylo prokázáno, že hořčík podporuje osteogenezi zvýšením uvolňování polypeptidu souvisejícího s genem kalcitoninu (CGRP), který v obratu upreguluje osteogenní geny.
Přezkum také poukazuje na to, že budoucí výzkum umělých vazeb by se měl zaměřit na několik klíčových oblastí. Pokročilé výrobní procesy, jako je elektrostatné zvlákňování a 3D tisk, by mohly zlepšit fyzické a biologické vlastnosti umělých vazeb. Přímá modifikace materiálů, jako je použití přírodního hedvábí s dobrými mechanickými vlastnostmi a afinitou buněk, má velký potenciál. Pochopení biologických rysů složek a jejich klíčových biologických účinků je navíc nezbytné pro optimalizaci umělých vazy.
Přestože stále existují výzvy při vyvážení mechanických a biologických vlastností umělých vazeb, tyto nedávné pokroky přinášejí naději na lepší klinické výsledky v ACLR. Jak výzkum pokračuje, umělé vazy mohou jednoho dne poskytnout účinnější a spolehlivější alternativu k tradičním štěpům.
Zdroj:
Reference časopisu:
Zhang, H., et al. (2024). Současné pokroky umělých vazeb pro rekonstrukci předního zkříženého vazu: od biokompatibility k bioaktivitě. Inženýrství. doi.org/10.1016/j.eng.2024.10.018.
