אחד מגדולי המשקיעים בתחום המכשור האורטופדי הציג באופן קונספטואלי את התפתחות הגישות והחידושים "בענף" ברצף של ארבע פעמים האות R. בתקופה הנפוליאונית, כשנוצרה בעיה רפואית בגף (פציעה), הפתרון המקובל היה קטיעה (Remove). עם חלוף הזמן ושכלול השיטות, פציעות ושברים הוחזרו למקומם וקובעו בעזרת מתכות קיבוע (Reduce). בהווה, קיומה של בעיה במפרק מאפשרת החלפתו למפרק מלאכותיReplace)). הצעד הבא בהתפתחות האורטופדיה קורא לחידוש רקמות ביולוגי (Regenerate).
ברוח דברים אלה מתקיים כיום מחקר בסיסי וקליני ענף בתחום חידוש רקמות. הנושאים הבולטים והחשובים הקשורים במערכת השלד והתנועה הם חידוש סחוס מפרקי, החשת ריפוי שברים ומציאת תחליפים לרקמת חיבור.
סחוס מפרקי
הנושא הסבוך והבעייתי ביותר הוא התחום העוסק בסחוס המפרקי. הבעיה העומדת בפני הרופאים היא גדולה, שכן הנתונים מצביעים על מספרם הרב של הנזקקים לטיפול. מתברר כי באוכלוסיה הצעירה, בחמישה עד עשרה אחוזים מהמקרים שבהם נצפה תפליט תוך פרקי חריף על רקע פעילות ספורטיבית או מקצועית, נגרם נזק בשכבה מלאה לסחוס המפרקי. המהלך הטבעי של נגעים אלה הוא התפתחות אוסטיאוארטריטיס משנית (Secondary Osteoarthritis). כיום עדיין לא קיימים יישומים של השתלות סחוס באוסטיאוארטריטיס ראשונית, אולם התחזית לעתיד מסמנת תפקיד פעיל לתחום הנדסת הרקמות.
מחלה אוסטיאוארטריטית ראשונית היא "מחלת המאה" באוכלוסיית הגיל השלישי, ההולכת ונוטלת נתח גדול יותר באוכלוסיה ככל שתוחלת החיים עולה וסגנון החיים נמרץ יותר. שכיחותה כיום היא 7.35 אחוזים מאוכלוסיית ארה"ב (כ-20 מיליון אנשים), אחד מתוך 13 איש.
ייחודו של הסחוס המפרקי, הסחוס ההיאליני, וההבדל בינו לבין רקמות אחרות בגוף האדם מתבטאים במספר מישורים: א. העדר אספקת דם מחייב מנגנון חילוף חומרים ייחודי המתבסס על סיכוך ופעפוע פעיל בין הסחוס המפרקי לבין הנוזל הסינוביאלי המופרש על ידי רקמת הסינוביה לחלל המפרקי. ב. התא החי הפעיל בסחוס, הכונדרוציט, קיים ברקמה בשיעור של שלושה אחוזים בלבד, שאר המבנה הוא רקמת משתית (matrix) המורכבת מ-80 אחוז מים ומחומר אורגני המורכב מסיבי קולגן ומולקולות שרשרת של גלוקוז אמינו גליקנים (GAG). מבנה ייחודי זה מעניק לסחוס המפרקי את התכונה הפיזיקלית הנקראת ויסקואלסטיות (viscoelastisity).
טיפול עכשווי
מפרק הברך הוא האיבר שניזוק בשכיחות גבוהה מאוד. נזק לסחוס המפרקי הוא מוקד להתפתחות שינויים ניוונים במהלך השנים. שינויים אלה במפרקים גדולים נושאי משקל כמו הברך גורמים לכאבים, לקשיי תפקוד, להגבלות תנועה, לצריכת תרופות כרונית ולטיפולים ניתוחיים. כיום, הטיפול בחבלות ברך, שבהן נגרם נזק בשכבה מלאה לסחוס, הוא טיפול ניתוחי. לאחר קביעת האבחנה מבוצעת ארתרוסקופיה לברך, במהלכה מוצא הגוף הסחוסי החופשי, שולי הנגע מוכנים על ידי הטרייתם ולבסוף מבוצעת פעולה המכונה Microfracture וכרוכה בקידוח מספר חורים בעצם התשתית על מנת ליצור חיבור בין חלל הלשד לחלל המפרקי. בכך מעודדים יצירת "קריש על" (Super clot), שבנוכחותו נוצרת רקמת סחוס חלופית במוקד החסר על ידי תאי האב בקריש
(Stem cells), אשר בעתם יתמיינו לסחוס פיברוטי. טיפולים המבוססים על תאי אב מלשד העצם נקראים (MST(Marrow Stimulation Procedures, אולם הסחוס הפיברוטי חסר את התכונות הביומכאניות של הסחוס ההיאליני וגם שרידותו ארוכת הטווח מוגבלת.
טיפול אחר מבוסס על קציר גליל רקמה סחוסי גרמי בקטרים שונים לפי הנדרש, הנלקחים מאזור בברך שאינו נושא משקל ומועברים למוקדי נזק סחוסי שמנוקבים על ידי גלילים בקוטר דומה ומוחלפים על ידי הגלילים עם הסחוס הבריא. ניתוחים אלה נקראים AOTS (Autologous Osteochondral Transfer System) ו-Mosaicplasty. כיום ניתן לבצע השתלת תאי סחוס ממקור עצמי, (ACI (Autologous Chondrocyts Implantation בנגעים המגיעים לקוטר של עד שלושה ס"מ. הטיפול כרוך בביצוע ארתרוסקופיה לברך, במהלכה נלקחת כמות קטנה של רקמת סחוס מאזור שאינו נושא משקל. הרקמה נלקחת לצורך תרבית רקמה המבוצעת בתנאי מעבדה עד קבלת כמות של כ-12 מיליון תאי סחוס. עם קבלת כמות התאים המתאימה, בתום שבועיים עד שלושה, מבוצע ניתוח שני להשתלת תאי הסחוס באזור הנגע. ניתוח ההשתלה מבוצע כיום בגישה פתוחה זעיר פולשנית (Miniarthrotomy). בעתיד תהיה אפשרות לבצע ניתוחים אלה גם בגישה ארתרוסקופית.
בתחילת הדרך, בדור הראשון של השתלות אלו, הנגע הסחוסי כוסה עם רקמת פריאוסט שנקצרה מעצם סמוכה, שוליה נתפרו לשולי הנגע ונאטמו בעזרת דבק ביולוגי ליצירת תא ביולוגי סגור הרמטי, למניעת דליפה של תרחיף התאים. לתוך התא הביולוגי הוחדרו הכונדרוציטים מתרבית הרקמה אשר בעתם התפתחו לסחוס אשר מילא את הנגע במשטח המפרקי.
בדור השני פותחו תחליפים לכיסוי הנגע לצורך הכלת התאים המושתלים. רקמת הפריוסט הוחלפה בקרומים ביולוגיים נספגים על בסיס קולגני, המיוצרים ממקורות שונים (בקר, סינתטי) בתהליכי עיבוד טכנולוגי. בעזרתם מנסים בנוסף לייעל את קליטת התאים המושתלים באזור הנגוע.
לאחרונה, בדור השלישי, פותחו שילובים בין חומרי תמיכה לבין התאים המושתלים. התאים משולבים מראשית דרכם בתוך חומר התמיכה (Matrix) ומתפתחים במודל תלת ממדי רב שכבתי. בסיום התהליך מתקבל מבנה במצב צבירה מוצק יחסית המכיל את התאים ומוכן להשתלה. בכך נחסכות הפעולות הקשורות בקצירת פריוסט, תפירת כיסוי קרומי וחשש לדליפת תאים כאשר התרבית מוגשת בצורת תרחיף. מהתקדמות זו מופק חיסכון בזמן ניתוח והפחתת התחלואה הכירורגית.
החיסרון בשימוש בתאים אוטולוגיים המועברים לתרבית רקמה הוא בתהליך הדדיפרנציאציה התאית (Dedifferentiation) שבו מתרחש אובדן תכונות ושינוי פנוטיפי בתאים. כתוצאה מכך הרקמה המושתלת מתוארת כHyalin-Like Cartilage ובבדיקות היסטולוגיות ניתן למצוא בין חמישה אחוזים ל-20 אחוז תאי סחוס פיברוטי.
המעקב אחרי התוצאות הקליניות בניתוחי השתלת סחוס, כפי שעולה מן הספרות ודווח במסגרת הכינוס הבינלאומי של החברה לריפוי סחוס (ICRS), שנערך בוורשה בשנת 2007, מגיע כיום ל-11 שנים ובסדרות השוואתיות לפרוצדורות מסורתיות דווח יתרון מסוים לניתוחי השתלת הסחוס באוכלוסיה צעירה עם עיסוקים אתלטיים. עד היום התבצעו כ-12 אלף השתלות סחוסים ורק חלק קטן יחסית זכה להיכלל בספרות הרפואית המבוקרת. עם כתיבת שורות אלו מתקיימות מספר עבודות קליניות השוואתיות באירופה, בניסיון מתמשך לבסס את מעמדם של "מוצרים" מתחום השתלות סחוס דור שלישי.
למרות ההתקדמות הרבה בשיטות הטיפול בנזקי הסחוס המפרקי, עדיין קיימות מגבלות משמעותיות בדרך להפיכת השתלות הרקמה לרוטינה זמינה, בטוחה ויעילה בהיבט הרפואי, כמו גם קושי רב הקשור בלוגיסטיקה מורכבת ועלויות גבוהות.
השתלה עתידית
לנוכח המגבלות הקשורות בהשתלת סחוס, מדענים וחברות ביוטכנולוגיה שוקדים על מחקר ופיתוח לקידום כל רכיבי ההשתלה. המטרה העומדת לעיניהם של החוקרים היא פיתוח רקמה זמינה להשתלה באופן מיידי, מן המדף, ללא צורך בניתוח כפול, בעזרת לוגיסטיקה מצומצמת ועלות נמוכה.
בארץ קיימות מספר חברות חממה העוסקות בביוטכנולוגיה בהקשרים ישירים או עקיפים לתאי סחוס. ניתן לזהות גם מגמות נועזות יותר שבהן מתקיים מחקר וניסיון פיתוח רקמת סחוס ממקור חיה (Xenograft). המקור לתאי הסחוס במקרה זה הוא ממפרק הלסת של חזיר בן יומו (בן שלושה עד חמישה ימים). תאי הסחוס המאכלסים אותו ייחודיים בפוטנציאל הכונדרוגני וביכולתם לשמור מבנה היאליני בתנאי גידול מעבדתיים. התאים נקצרים ומועברים לתרבית רקמה שבה ניתן על ידי העברות חוזרות (Passages) ליצור צבר תאי סחוס המוכנים להשתלה. השתלת תאים אלה בחיות קטנות (אוגרים) ובחיות גדולות (עזים) אכן הדגימה התפתחות רקמה עם זיהוי ביוכימי והיסטולוגי אופייני לסחוס היאליני. מאחר שהסחוס הוא רקמה עם תגובתיות אימונולוגית נמוכה מאוד, ניתן לבסס על תכונה זו הלך מחשבה שבו גיוס רקמה מן החי אכן יצלח.
לסיכום, סקירת התפתחות תחום הנדסת הרקמות בכלל והסחוס המפרקי בפרט מעוררת השתאות ועדיין, הדרך ארוכה ועבודה רבה ממתינה למחקר וביצוע. העיסוק והמחקר בביוטכנולוגיה מוכיח עצמו כמרתק בעיקר בגלל המאפיינים האינטגרטיביים המפגישים חוקרים שונים מתחומים מגוונים, המתגייסים במאמץ, לא פעם מתסכל, לקדם רעיון ולהפכו למציאות בשירות האדם. ציבור המטופלים, ניתן לומר בוודאות, קשוב מאוד להתפתחויות בתחום ורסיסי אינפורמציה מוצאים את דרכם ומחלחלים לשאלות העולות מפי החולים ומשפחותיהם במהלך ביקורי מרפאה וייעוצים. אני תקווה שנוכל בעתיד הקרוב להיות אנשי בשורה לסובלים מבעיות אלו.
ד"ר גבריאל נירנברג, מנהל היחידה לארתרוסקופיה וחבלות ספורט, הקריה הרפואית לבריאות האדם, רמב"ם, חיפה
רשימת מקורות
נתונים מספריים
Summary Health Statistics for US Adults ,2002,NCHS,CDCדיווח קליני
Articular Cartilage Defect, Review Article AAOS ,Nigel M. Azar,MD; Tim Bryant, RN, BSN; Tom Minas, MD, MS
השתלות מחיה
International Cartilage Repair Society-ICRS meeting Warsaw 2007 Poster Nr. 312 Novel technology for cartilage repair.
תוצאות השתלה באתלטים
Articular cartilage repair in the adolescent athlete: is autologous
chondrocyte implantation the answer?
Clin J Sport Med. 2006 Nov;16(6):465-70. Review.
דיווח על תוצאות מעקב קליני
J Bone Joint Surg Am.
2004 Mar;86-A(3):455-64 Autologous chondrocyte implantation compared with microfracture in the knee. A randomized trial.