Предклиническое рандомизированное контролируемое испытание двусторонней дисцектомии против двусторонней дископексии в височно-нижнечелюстном суставе черных мериносов: TEMPOJIMS – Фаза 1 - гистологические, визуализирующие и результаты по массе тела

Аннотация

Введение: Роль хирургии височно-нижнечелюстного сустава (ВНЧС) не определена четко из-за отсутствия качественных рандомизированных контролируемых клинических испытаний, сравнивающих различные хирургические методы лечения ВНЧС с медицинскими и плацебо-вмешательствами. Исследование интерпозиции височно-нижнечелюстного сустава (TEMPOJIMS) является строгим доклиническим испытанием, разделенным на 2 фазы. На фазе 1 авторы исследовали роль диска ВНЧС, а на фазе 2 авторы оценили 3 различных материала для интерпозиции. Настоящая работа TEMPOJIMS фаза 1 направлена на оценку гистопатологических и визуализирующих изменений после двусторонней дисцектомии и дископексии у овец породы черная Мерино, используя высококачественное испытание в соответствии с рекомендациями ARRIVE.

Материалы и методы: Это рандомизированное, слепое и контролируемое доклиническое испытание было проведено на 9 овцах породы черная Мерино для исследования гистопатологических (первичный результат), визуализирующих и изменений массы тела (вторичные результаты) после двусторонней дисцектомии, дископексии и имитационной операции.

Результаты: Значительные изменения были замечены в группе дисцектомии как в визуализации, так и в гистопатологических анализах. Изменения массы тела были наиболее выражены в группе дисцектомии в первые 4 месяца после операции с восстановлением до исходного веса через 6 месяцев после операции. Дископексия вызвала незначительные изменения в гистопатологических, визуализационных и анализах массы тела.

Выводы: Это исследование подчеркивает важность разработки эффективного межпозиционного материала для замены диска ВНЧС и необходимость изучения молекулярных механизмов, лежащих в основе дегенерации хряща ВНЧС. Предложенный дизайн исследования в TEMPOJIMS представляет собой важный шаг вперед к будущим строгим исследованиям ВНЧС.

Введение

При тяжелых дисфункциях височно-нижнечелюстного сустава (ВНЧС) стандартное лечение в основном хирургическое (Димитрулис, 2013). Однако роль хирургии ВНЧС не определена четко (Димитрулис, 2005) из-за отсутствия качественных рандомизированных контролируемых клинических испытаний, сравнивающих хирургическое лечение ВНЧС с медицинским лечением и плацебо (Рестон и Туркельсон, 2003; Соуза и др., 2012). Открытые хирургические подходы к ВНЧС для тяжелых расстройств в основном включают дисцектомию или дископексию. В случаях, когда ничего в суставе нельзя спасти, может потребоваться полная замена сустава (Димитрулис, 2013). Несмотря на большое количество дисцектомий, выполняемых ежегодно, нам не известны какие-либо строго проведенные, рандомизированные, контролируемые испытания, которые исследовали бы эффективность дисцектомии по сравнению с дископексия, биоинженерным межпозиционным материалом и имитационными хирургическими вмешательствами. Предыдущие исследования указали на значительное увеличение остеоартроза ВНЧС (ОА) после дисцектомии с заменой диска и без замены диска межпозиционным имплантатом (93% и 100% соответственно). Эти авторы представили сниженное количество случаев ОА (62%) при использовании дископексии. Тем не менее, эта техника была связана с частыми рецидивами, требующими вторичной дисцектомии (Трамп и Либерг, 1995). Эти результаты ясно демонстрируют важность дальнейших исследований для более глубокого понимания эффектов хирургии и прогресса для будущей разработки межпозиционных материалов.

Большинство клинических испытаний используют визуализацию для классификации дегенеративного процесса ВНЧС (Эрикссон и Вестессон, 2001). Компьютерная томография (КТ) является ценным инструментом для оценки остеоартрита ВНЧС (Кордейро и др., 2016) и используется большинством клинических исследований для оценки суставных изменений (Боман, 1947; Эрикссон и Вестессон, 1985; Холл, 1985; Кихн и Деспрез, 1962; Сильвер, 1984; Такаку и др., 1994; Тольванен и др., 1988). Два важных клинических исследования с длительным наблюдением продемонстрировали уплощение мыщелка и склероз после дисцектомии, но это не было связано с симптомами ВНЧС (Эрикссон и Вестессон, 1985; Холл, 1985; Сильвер, 1984; Тольванен и др., 1988). Напротив, группа Деспрез (1962) предложила связь между суставной эрозией и болью в послеоперационный период (Кихн и Деспрез, 1962). Хотя визуализационные методы являются ключевыми мерами в клинических исследованиях, доклинические исследования предоставляют уникальную возможность также получить гистологическую патологию для лучшего понимания изменений, вызванных хирургией ВНЧС, и улучшения знаний для исследований материалов для имплантации. Предыдущие доклинические исследования оценивали гистологические и визуализационные результаты, используя дизайны исследований с потенциальными источниками смещения (смещение выборки, смещение измерений, отсутствие рандомизации, неослепленная оценка результатов), что увеличивает риск ошибок в результатах исследования и в дальнейших выводах (Блок и Бувье, 1990; Чукас и др., 1969; Хагандора и Альморза, 2012; Лорелл и др., 1987; Мачер и др., 1992; Оги и др., 1996).

Исследование материала для интерпозиции височно-нижнечелюстного сустава (TEM-POJIMS) было запланировано с строгим заранее опубликованным дизайном (Ângelo и др., 2017) в соответствии с рекомендациями ARRIVE (Kilkenny и др., 2010). Это первое высококачественное рандомизированное доклиническое исследование, проведенное на черных мериносах, было необходимо для увеличения трансляционного потенциала дальнейших исследований и для продвижения в будущем лечении пациентов, перенимающих операцию по замене диска ВНЧС. TEMPOJIMS делится на фазу 1 и 2. Фаза 1 была рандомизированным, слепым доклиническим испытанием, предназначенным для исследования визуализации ВНЧС (КТ), гистопатологических и изменений массы тела у овец после двусторонней дисэктомии, дископексии или имитационной операции. Фаза 2 использует тот же дизайн для тестирования различных биоинженерных каркасов для замены диска ВНЧС у овец. Критически важно, чтобы все оценки проводились и классифицировались независимо двумя специалистами из каждой области, которые не знают о вмешательстве. В обеих фазах первичным результатом была гистологическая оценка патологии ВНЧС. Основной целью настоящего исследования было изучить влияние двусторонней хирургии на результаты фазы 1.

Материалы и методы

Дизайн исследования

Обоснование и протокол предклинического испытания TEMPOJIMS доступны для общественности (Ângelo et al., 2017). Независимый совет по мониторингу данных и безопасности раскрыл предклинические результаты. Исследование было одобрено Португальским национальным управлением по охране здоровья животных с регистрационным номером 026618. Дизайн и организация исследования соответствовали рекомендациям ARRIVE (Kilkenny et al., 2010).

Популяция и выборка исследования

Соответствующие доклинические исследования ВНЧС были проведены на овцах (Исимару и Госс, 1992; Мацуура и др., 2006; Миямото и др., 1999; Оги и др., 1996; Такаиши и др., 2007), и для уменьшения биологической вариабельности в результатах TEMPOJIMS использовалась специфическая чистопородная линия черных мериносов (Ângelo DF и др., 2017). В 2016 году наша группа провела анатомическое, биомеханическое и гистологическое исследование ВНЧС черных мериносов, подчеркивая потенциал этого животного для проведения доклинических испытаний в области ВНЧС (Анджело и др., 2016). Были использованы следующие критерии отбора: сертифицированные черные мериносы, взрослые (в возрасте от 2 до 5 лет), самки и в хорошем состоянии здоровья (оценка проводилась ветеринарами, также подтверждающими нормальное зубное строение).

Рандомизация

Процесс рандомизации проводился статистической группой, не участвующей в оценке результатов. Десять овец были случайным образом распределены по группам: двусторонняя имитационная операция (n = 3), двусторонняя дисцектомия (n = 3), двусторонняя дископексия (n = 3) и резервная группа (n = 1). Одна резервная овца была запланирована на случай, если произойдет смерть из-за анестезии или другой осложнения, не связанного с хирургическим вмешательством. Распределение в каждую рандомизированную группу проводилось предоперативно с помощью запечатанного конверта.

Процедуры

Десять подходящих овец были отобраны, и базовый вес тела измерялся за 11, 10 и 9 дней до операции. Транспортировка в хирургические учреждения проводилась за 5 дней до операции, чтобы избежать стресса у животных и позволить им привыкнуть к временным условиям. Компьютерная томография головы проводилась в день операции с использованием преданестезионной седатации (дополнительный материал док 1). Хирургическая команда не была ослеплена к распределению лечения, учитывая тип вмешательства; однако члены хирургической команды не участвовали в оценке результатов. Серьезные неблагоприятные события определялись как события, которые были фатальными или угрожали жизни, или приводили к постоянной инвалидности, или которые приводили к смерти, потере более 10% веса в неделю, или клинически значительному риску или вреду для животного.

Этап вмешательства

Протокол анестезии

Голодание и ограничение в воде были обязательны за 24 часа до операции. Седация проводилась с использованием диазепама (0,5 мг/кг в/в), после чего проводилась индукция анестезии с использованием кетамина (5 мг/кг в/в). Выполнялась оральная интубация, а анестезия поддерживалась изофлураном (1,5-2%). Для обеспечения анальгезии животного на день операции и в течение 4 дней послеоперационного периода вводился мелоксикам (0,5 мг/кг в/в, дважды в день). Антибиотикопрофилактика с использованием амоксициллина и клавулановой кислоты (50 мг/кг в/в, дважды в день) применялась в течение 5 дней после операций.

Хирургическое вмешательство

У всех животных хирургическая область была выбрита, кожа подготовлена раствором повидона-йода и изолирована стерильными драпировками в соответствии со стандартными хирургическими процедурами. С помощью скальпеля № 15 был выполнен 6 см длинный предушной разрез кожи, после чего проводилась тупая диссекция мягких тканей, покрывающих сустав, для обнажения суставной капсулы. Использовались тканевые ретракторы для поддержания видимости хирургического поля. В группе симуляции (n = 3) суставная капсула ВНЧС не была разрезана, и рана была закрыта в 3 слоя (мышечный, подкожный и кожный) с использованием Vicryl 3/0. У оставшихся животных суставная капсула была разрезана, и диск с его прикреплениями были идентифицированы. В группе дисцектомии (n = 3) диск был обнажен, и с помощью ирисовых ножниц были диссечены латеральные, передние и задние прикрепления, что позволило обнажить и пересечь медиальное прикрепление и удалить целый диск. В группе дископексии (n = 3) латеральные и задние прикрепления диска были резко отделены с помощью ирисовых ножниц. 4-мм треугольный сегмент ретродисковой ткани был удален и затем зашит с использованием PDS 3/0. Рана, включая суставную капсулу, была закрыта в 4 слоя (суставная капсула, мышечный, подкожный и кожный) с использованием Vicryl 3/0.

Последующие оценки

Через десять дней после операции животные были перевезены в учреждения TEMPOJIMS (Ângelo et al., 2017). С 19^го по 21^й день после операции были зарегистрированы вторичные результаты последующего наблюдения, которые повторялись каждые 30 дней в течение 6 месяцев (T1 по T6 соответственно). Данные с T0-T6 рассчитывались на основе среднего значения трехдневных измерений каждого месяца. Шесть месяцев после вмешательства, сразу после эвтаназии, у всех животных была проведена вторая КТ и блокировка ВНЧС была удалена для гистологии.

Результаты

Гистологический анализ: Нетронутый ВНЧС был удален с помощью некропсийной костной осциллирующей пилы в соответствии со следующими анатомическими ориентирами: краниальный - краниальная часть венечного отростка в области соединения с зигоматическим отростком; каудальный - снаружи от слухового прохода; дорсальный - чешуйчатая височная кость; и вентральный - на 2 см ниже слухового прохода в зоне угла шиловидной кости. Суставы фиксировались в 10% буферном формалине в течение 24 часов и хранились в 70% этаноле. Обеззараживание проводилось путем погружения в 10% муравьиной кислоты в 5% формалине в течение 20 дней с заменой раствора каждые 2 дня, после чего суставы были разрезаны сагиттально через весь мыщелок. Затем суставы ВНЧС были погружены в три градиентные смеси метилсалицилата/парафина, залиты в парафин и нарезаны до центральной части ВНЧС. Четырехмикронные срезы были смонтированы на стеклянные слайды, нагреты в течение 1 часа при 65ºC, обезвожены с помощью 3 циклов по 5 минут с ксилолом и окрашены толуидиновым синим и быстрым зеленым, как описано ранее (Little et al., 2010). Слайды, идентифицированные кодом номера, были рандомизированы и отправлены в лаборатории Рэймонда Пурвеса для оценки двумя слепыми независимыми оценщиками, имеющими опыт в оценке гистопатологии суставов овец (CBL, MMS).

Поскольку нормальная гистоморфология ВНЧС значительно отличается от хряща в периферических синовиальных суставах (Murphy et al., 2013) (Рис. 1Aa), была использована модификация опубликованной системы оценки, специфичной для ВНЧС (Li et al., 2014) (дополнительный материал doc2). Кратко, mandibular и temporal хрящ (структура, количество клеток, форма и клонирование, а также содержание и распределение протеогликанов), линия разметки, цементная линия и субхондральная кость (структура, количество остеоцитов, активация остеобластов, сосудистая инвазия и островки кальцинированного хряща) оценивались отдельно от 0 (нормально) до 3 (>70% аномально). Кроме того, гиперплазия синовиальной оболочки temporal и retrodiscal, фиброз и инфильтрация воспалительными клетками также оценивались от 0 до 3. Суммарные оценки гистопатологии хряща (максимально возможный балл 60 в каждом мыщелке), субхондральной кости (максимально возможный балл 15 в каждом мыщелке), синовиальной оболочки (максимально возможный балл 9 в каждом месте) и общая (максимально возможный балл 168) были рассчитаны.

Анализ изображений: Оценка изображений была проведена и классифицирована независимо 2 опытными радиологами (RS, LN), которые не знали о вмешательстве, с использованием изложенных критериев (дополнительный материал документ 3).

Оценка массы тела: Овцы были взвешены сразу после того, как съели 150 граммов сухих гранул. Оценка массы тела проводилась 2 обученными оценщиками, которые не были связаны с вмешательством.

Статистический анализ

Статистические анализы проводились с использованием либо Статистического пакета для социальных наук (IBM SPSS, версия 22.0), либо Статистики/анализа данных (STATA-corporation версия 14.2). Гистопатологические баллы для каждого параметра в каждом разделе 2 оценщиков были усреднены, и после снятия слепоты были рассчитаны медианные баллы (и суммы баллов) для каждой группы лечения. Различия между лечениями анализировались с помощью смешанной порядковой логистической регрессии.

Был проведен однофакторный дисперсионный анализ (ANOVA) для поперечного анализа, чтобы сравнить исходные переменные на трех уровнях независимой переменной до и после случайного назначения группы лечения. Для продольного анализа был выполнен однофакторный ANOVA с повторными измерениями, принимая в расчет эффекты внутри субъектов, наблюдения после операции (T1-T6) для всех условий. Первичный анализ проверял эффекты хирургического вмешательства, используя серии предтестов и посттестов. Масса тела и балл визуализации использовались в качестве зависимых переменных для дегенеративного процесса. Масса тела измерялась 3 раза в предтесте для поддержки инвариантности относительно исходных мер до клинического вмешательства. Вторичный анализ (посттест) оценивал результаты, измеряя 3 раза, в 6 временных точках, по одной в месяц в том же месте, дате и часе, что и в предтесте (Ângelo et al., 2017). Для анализа результатов визуализации были проведены непараметрические тесты с учетом размера выборки и ненормальности распределения для большинства переменных в каждой группе, тест Шапиро-Уилка ≤ .82, p ≤ .091. Были проведены тесты Краскала-Уоллиса для сравнений групп с тестом Бонферрони для пост-хок множественных сравнений. Частичный eta квадрат (η²_p) и d Кохена  использовались для расчетов размера эффекта. Категории Кохена использовались для оценки величины этих размеров эффекта (малый, если 0 ≤ |d|≤ 0.5, средний, если 0.5 < |d|≤ 0.8, и большой, если |d| > 0.8).

Результаты

На начальном этапе не было обнаружено различий между группами по массе тела (группа имитации: 55.1 ± 2.7 кг, группа дископексии: 62.3 ± 6.0 кг, группа дисэктомии: 67.3 ± 10.2, p > .10).

Гистологические результаты

Морфологический вид хряща и кости в суставах, подвергшихся имитационной операции, соответствовал ранее описанному нормальному ВНЧС (Murphy et al., 2013; Li et al., 2015) (Рис. 1Aa). Поверхностная половина глубины хряща имела отчетливый ламинарный вид, с редкими плоскими клетками и ограниченной окраской протеогликанов, более интенсивной с глубиной. Под этим слоем находился слой, плотно населенный клетками с мезенхимальным видом, и более интенсивная диффузная окраска матричных протеогликанов. Самый глубокий слой хряща содержал зрелые и/или гипертрофированные хондроциты, часто окруженные богатой протеогликанами периклеточной матрицей, но с небольшим или отсутствующим интертерриториальным протеогликаном. В некоторых срезах можно было наблюдать линию разделения, отделяющую верхние два слоя от самых глубоких слоев хряща, что указывало на то, что нижняя зона была кальцифицирована. Нечеткая цементная линия обозначала субхондральную кость, которая содержала равномерно распределенные остеоциты в лакунах и полностью отделяла хрящ от редких костномозговых пространств, выстланных остеобластами в более глубокой кости. Синовиальная оболочка в ВНЧС, подвергшемся имитационной операции, была похожа на таковую в коленном суставе овец (Smith et al., 2008) с одним слоем синовиоцитов, покрывающим рыхлую соединительную ткань с адипоцитами и редкими фибробластами и коллагеном.

В дископексии и дисцектомии были отмечены разнообразные патологические изменения различной степени тяжести (Рис. 1Abee). Наименьшие изменения включали утолщение хряща, незначительное увеличение окрашивания матрицы и перицеллюлярных протеогликанов, увеличение плотности клеток, активацию сосудов и инвазию в субхондральную кость и слой кальцифицированного хряща, при этом как линия границы, так и цементная линия были более выраженными (Рис. 1Ab). Промежуточная патология хряща характеризовалась шероховатостью/фибрилляцией поверхности, потерей типичной ламинарной структуры, значительным увеличением окрашивания протеогликанов в межтерриториальных областях во всех слоях, клонированием клеток, особенно в верхних зонах, и дальнейшей инвазией сосудов в глубокую зону (Рис. 1Ac). Дальнейшее развитие патологии проявлялось эрозией и потерей хряща поверхностной зоны, уменьшением плотности клеток в средней зоне, но клонированием во всех слоях, инвазией сосудов в среднюю зону (Рис. 1Ad), и, в конечном итоге, полной потерей целостности хряща и выраженной ремоделированием субхондральной кости (Рис. 1Ae). В дополнение к остеохондральным изменениям наблюдалась синовит с гиперплазией поверхностных клеток, подсиновиальная фиброз с потерей адипоцитов и как периваскулярная, так и диффузная инфильтрация воспалительными клетками (не показано). Слепая оценка показала значительное увеличение общего медианного гистопатологического балла в дисцектомии по сравнению с другими группами (Рис. 1B). Это было вызвано значительным увеличением патологии в хряще, кости и синовии в дисцектомии по сравнению с суставами, подвергшимися симуляции операции (Рис. 1C). Суставы дископексии продемонстрировали некоторые признаки патологии хряща и синовии, но это было довольно вариабельно и не достигло статистической значимости.

Результаты визуализации

Авторы сравнили результаты всех условий хирургии (Таблица 1). В общем, различия были очень высокими (η²_p, соответствующее 90.8%, статистическая мощность > .999) для всех результатов, за исключением кальцификации. Учитывая каждый результат, различия были выше для формы, затем следовали склероз мыщелка, склероз височной кости, костный мозг мыщелка, эрозия височной кости, эрозия мыщелка и костный мозг височной кости. Размер эффекта различий варьировался от 43.4% до 90.8%. Рис. 2 является представительным КТ-изображением группы имитационной хирургии (Рис. 2A), группы дископексии (Рис. 2B) и дисцектомии (Рис. 2C).

Исключая разницу между дископексией и плацебо-хирургией для временной эрозии (d = 0.59), все остальные различия были классифицированы как большие (d > 0.80). Наибольшие различия были между дисцектомией и плацебо-хирургией (R², соответствующий 92.9% дегенерации в глобальной оценке), в основном из-за формы (R² = 96.0%), костного мозга мыщелка (R² = 83.4%) и склероза мыщелка (R² = 80.1%). Эрозия мыщелка и временной мозг были наименее затронуты, несмотря на размер эффекта R² 50.3% и 50.8% соответственно. Временной склероз и временная эрозия показали размеры эффекта R² 71.1% и 62.3% соответственно. Дископексия также отличалась от плацебо-хирургии (R², соответствующий 80.3% ухудшения в глобальной оценке), хотя с меньшими размерами эффекта по сравнению с различиями между дисцектомией и плацебо-хирургией, и только для формы (R² = 80.3%), склероза мыщелка (R² = 76.6%) и костного мозга мыщелка (R² = 56.7%) (Таблица 2 и Рис. 3).

Результаты массы тела

Поперечный анализ.

Статистические различия не были обнаружены в массе тела в предтесте (T0) и во все времена после теста (p > .10, Таблица 3).

На Рис. 4 видно, что в условиях дисцектомии овцы теряли вес с 1-го по 4-й месяц и восстанавливали свой вес в течение 5-го и 6-го месяцев после операции.

Продольный анализ.

Был проведен однофакторный дисперсионный анализ с повторными измерениями, принимая во внимание эффекты внутри субъектов в месяцах после операции (T1-T6) для дисцектомии, дископексии и имитационной операции. Были обнаружены статистически значимые различия, F(5, 10) = 9.69, 27.35 и 8.07, p < .01, η²_p = .829, .932 и .801, (1 –  β) = .992, 1.00 и .977 для дисцектомии, дископексии и имитационной операции соответственно, что показывает, что овцы восстановили вес с T1 по T6. Тесты контрастов внутри субъектов выявили, что увеличение произошло с T4 по T5 как в группе дисцектомии (p = .04), так и в группе дископексии (p = .01) и имитационной операции (p = .01). Несмотря на это увеличение, только участники групп дископексии и имитационной операции увеличили свой вес по сравнению с предтестом в T5 и T6, t(2) = —5.34 и —5.00, p < .04. В условиях дисцектомии и имитационной операции овцы не превысили свой вес на начальном уровне.

Обсуждение

Это первое предклиническое исследование височно-нижнечелюстного сустава с использованием рандомизированного, слепого дизайна, соответствующего рекомендациям ARRIVE. Используя подходящих овец черной мериносовой породы с выбором по возрасту и полу, группу sham-контроля и двусторонний подход, авторы стремились уменьшить возможные предвзятости в результатах. У людей хрящ височно-нижнечелюстного сустава отличается от синовиальных суставов конечностей (Murphy et al., 2013), с отчетливым ламинарным фибро-хрящом с редкими протеогликанами, напоминающими мениск и annulus fibrosus межпозвоночного диска (Melrose et al., 2017; Shu et al., 2017). В шунтированных суставах овец черной мериносовой породы хрящ височно-нижнечелюстного сустава гистологически очень похож на человеческий, что подтверждает использование овец в качестве хорошей модели для животных. У крыс (Zhang et al., 2016) и коз (Li et al, 2015) также наблюдается типичный вид фибро-хряща височно-нижнечелюстного сустава с отчетливо организованными слоями, в то время как у мышей (Cohen et al., 2014; Xu et al., 2009) и кроликов (Wu et al., 2015) ламинарная структура менее выражена.

Гистопатологические изменения, полученные в ВНЧС овец после двусторонней дисцэктомии, были согласованы с другими исследованиями, проведенными на различных видах, включая мышей (Коэн и др., 2014), крыс (Чжан и др., 2016), кроликов (Эмбри и др., 2015) и коз (Ли и др., 2015). Авторы отметили увеличение протеогликанов и округлых клеток, а также утолщение хряща после дисцэктомии. Эти изменения у овец породы Блэк Мерино аналогичны отчетам о других животных (например, мышах (Коэн и др., 2014; Матияс и др., 2016; Сюй и др., 2009) и крысах (Чжан и др., 2016)). Они согласуются с хондроидной метаплазией, которая потенциально связана с потерей диска и увеличенной прямой нагрузкой на хрящ ВНЧС. Однако, когда эта первая защитная фаза не справляется при продолжающейся аномальной нагрузке, сустав подвергается дегенерации с гибелью клеток и клонированием, эрозией поверхности, изменениями субхондральной кости и дегенерацией. Эта последняя фаза хорошо описана и аналогична таковой в коленном суставе овец после менискэктомии (Кейк и др., 2013; Литтл и др., 2010). В группе интервенции дископексии капсула ВНЧС и внутрисуставная среда были сохранены. Результат, как и ожидалось, имел менее серьезные гистопатологические изменения, поскольку диск оставался между костными поверхностями, рассеивая нагрузку и защищая хрящ ВНЧС. Примечательно, что мы также обнаружили более тяжелый синовит при дисцэктомии по сравнению с дископексией, что указывает на то, что воспаление является не просто реакцией на артротомию, но частью процесса остеоартрита в суставе. Гистопатологический вид синовита в ВНЧС был таким же, как и в коленных суставах овец с остеоартритом (Смит и др., 2008). Тем не менее, учитывая основные анатомические различия в хряще, будущие исследования должны изучить молекулярные механизмы, лежащие в основе патологии остеоартрита ВНЧС, чтобы определить их сходства и различия с аппендикулярными суставами, такими как колено (Янг и др., 2005). Такие исследования могут привести к прогрессу в определении патофизиологии и управления дегенеративными расстройствами ВНЧС.

Радиографические морфологические изменения, вызванные дисцектомией, были впервые описаны Боманом в 1947 году, который упоминал о “уплощении суставной поверхности” (Боман, 1947). В 1985 году аналогичные выводы были получены при уплощении мыщелка и склерозе после односторонней дисцектомии, где не было описано остеофитов, но были зафиксированы серьезные повреждения (Эрикссон и Вестессон, 1985). Одновременно уплощение мыщелка и склероз были наиболее распространенными радиографическими находками в исследовании через 33,8 года после дисцектомии (Тольванен и др., 1988). В настоящем исследовании эти результаты подтверждаются серьезными морфологическими изменениями, наблюдаемыми после двусторонней дисцектомии. Большинство статистических различий было отмечено в форме и склерозе мыщелка, что соответствует клиническим находкам других авторов (Эрикссон и Вестессон, 1985; Такаку и др., 2000). В то время как человеческий мыщелок является выпуклым и имеет тенденцию к уплощению после дисцектомии, овечий мыщелок обычно плоский и имеет тенденцию к более выпуклой форме после дисцектомии (Рис. 2C). Тем не менее, склероз мыщелка во всех суставах после двусторонней дисцектомии (R² = 80.1%) и изменения в подлежащей трабекулярной кости (костный мозг мыщелка) также были обнаружены. Кораловый распад, характеризующийся начальной разрушительной фазой, был описан Агербергом и Лундбергом в первые 6 месяцев после дисцектомии (Агерберг и Лундберг, 1971). Некоторые авторы предполагают, что эти изменения могут происходить, если нагрузка не контролируется в течение этих 6 месяцев (Холл, 1985). Другие авторы подняли вопрос о том, является ли лизисный процесс мыщелка следствием дисцектомии или перегрузки, поскольку контралатеральный неоперативный сустав имеет аналогичные морфологические изменения (Агерберг и Лундберг, 1971; Эрикссон и Вестессон, 1985; Такаку и Тойода, 1994; Уилкес, 1991). Яйлен в 1979 году описал костную анкилозу между мыщелком и височной костью через 1 год после односторонней дисцектомии у Macaca fascicularis (Яйлен и др., 1979). Позже Бьорнланд обнаружил фиброзную анкилозу через 6 месяцев после односторонней дисцектомии (Бьорнланд и Лархейм, 2003). В TEMPOJIMS через 6 месяцев после двусторонней дисцектомии не было найдено внутрисуставного кальцинирования, и хотя фиброзную анкилозу нельзя исключить с помощью КТ, это не было очевидно гистологически. Также сообщается о значительном образовании остеофитов, что редко описывалось в предыдущих исследованиях, что может быть связано с ограничениями визуализации рентгенографии и артрографии по сравнению с КТ.

Насколько нам известно, нет клинических или доклинических исследований, оценивающих визуализацию после дископексии. Результаты показали, что открытая хирургия ВНЧС не является безобидной, приводя к легким и умеренным изменениям в глобальном ремоделировании. Мыщелок более подвержен изменениям, чем височная кость, и только по форме (R² = 80.3%), склерозу мыщелка (R² = 76.6%) и костному мозгу мыщелка (R² = 56.7%).

При других заболеваниях, таких как ревматоидный артрит (England et al., 2017), рак (Lynch et al., 2017), ВИЧ (Malvy et al., 2001) и хирургические вмешательства, такие как гастрический рукав (Casillas et al., 2017), масса тела использовалась как ценный показатель для оценки прогресса заболевания и успеха вмешательства. Однако для заболеваний ВНЧС этот показатель использовался редко. Сообщалось о 4% снижении массы тела у 60% животных через 3 месяца после односторонней дисцектомии с удалением мыщелка и височных поверхностей (Miyamoto et al.,1999). В одном исследовании на мышах после частичной дисцектомии не было замечено значительных потерь или приростов в массе тела экспериментальных или контрольных мышей (Xu et al., 2009). В этом исследовании после двусторонней дисцектомии наблюдалось снижение массы тела на 5.2% (все изменения произошли в первый месяц), но с полным восстановлением через 6 месяцев. В отличие от этого, овцы, перенесшие дископексию и имитационную операцию, увеличили массу тела (в основном в T4-T6), завершив исследование на 8% и 8.2% выше исходного уровня соответственно. Это согласуется с ограниченной патологией ВНЧС. Оценка массы тела также была мерой контроля благополучия, связанной с здоровьем и хорошим питанием, соблюдая принцип 3 Rs (замена, сокращение или уточнение) (Richmond, 2002).

Заключение

Дизайн этого пилотного исследования демонстрирует, что проведение хирургических предклинических испытаний ВНЧС на черных мериносах возможно. В этом исследовании авторы наблюдали: (1) двусторонняя дископексия в здоровом ВНЧС не является безобидным вмешательством, что приводит к различным патологиям хряща и синовиальной ткани, а также к изменениям на изображениях; (2) двусторонняя дисцектомия вызвала серьезные изменения ВНЧС, которые были обнаружены как с помощью визуализации, так и с помощью гистопатологического анализа; (3) за 6-месячный период после двусторонней дисцектомии и дископексии не было обнаружено фиброзного или костного анкилоза. И (4) помимо ожидаемых изменений в хряще и кости, синовит оказался частью процесса остеоартрита, предоставляя новую меру результата и терапевтическую цель.

Это исследование подтвердило, что: (1) хрящ ВНЧС отличается от синовиальных суставов конечностей и, следовательно, может требовать уникальных терапевтических подходов; (2) необходимы будущие исследования для изучения эффективного имплантационного материала для замены диска ВНЧС и (3) необходимы будущие исследования для изучения молекулярных механизмов, лежащих в основе дегенерации хряща ВНЧС.

Авторы: Дэвид Фаустино Âнгело, Педро Моруко, Флоренсио Монхе Гил, Лизете Монико, Рауль Гонсалес-Гарсия, Рита Соуза, Лия Нето, Инес Кальдейра, Маргарет Смит, Сьюзан Смит, Дэвид Санз, Фабио Абаде душ Сантос, Марио Пиньо, Бельмира Карапичо, Сандра Кавако, Карла Мора, Нуну Алвеш, Франсиско Сальвадо, Кристофер Литтл

Ссылки:

1. Агерберг Г, Лундберг М: Изменения в височно-нижнечелюстном суставе после хирургического лечения. Радиологическое исследование. Oral Surg Oral Med Oral Pathol 32(6): 865e875, 1971
2. Ангело ДФ, Моруко П, Алвеш Н, Виана Т, Сантос Ф, Гонсалес Р и др.: Выбор овец (Ovis aries) в качестве животной модели для исследований височно-нижнечелюстного сустава: морфологическая, гистологическая и биомеханическая характеристика суставного диска. Morphologie 100(331): 223e233, 2016
3. Ângelo DF, Гил ФМ, Гонсалес-Гарсия Р, Монико Л, Соуза Р, Нето Л и др.: Эффекты двусторонней дисцектомии и двусторонней дископексии на кинематику жевания черных мериносов: TEMPOJIMS - фаза 1-пилотное слепое, рандомизированное предклиническое исследование. J Craniomaxillofac Surg, 2017a S1010e5182(17)30415-8
4. Ângelo DF, Монье ФГ, Гонсалес-Гарсия Р, Литтл КБ, Монико Л, Пиньо М и др.: Биоинженерные имплантаты диска височно-нижнечелюстного сустава: протокол исследования для двухфазного исследовательского рандомизированного предклинического пилотного испытания на 18 черных мериносах (TEMPOJIMS). JMIR Res Protoc 6(3): e37, 2017b
5. Бьорнланд Т, Лархейм ТА: Дисцектомия височно-нижнечелюстного сустава: 3-летнее наблюдение как предсказатель 10-летнего результата. J Oral Maxillofac Surg 61(1): 55e60, 2003
6. Блок МС, Бувье М: Адаптивное ремоделирование височно-нижнечелюстного сустава кролика после дисцектомии и изменений в диете. J Oral Maxillofac Surg 48(5): 482e486, 1990
7. Боман К: Артроз височно-нижнечелюстного сустава и его лечение эксцизией диска: клиническое исследование. Последующее обследование. Acta Chir Scand 95(192), 1947
8. Кейк МА, Рид РА, Корфилд Г и др.: Сравнение результатов походки и патологии трех менисковых процедур для индукции остеоартрита колена у овец. Osteoarthr Cartil 21(1): 226e236, 2013
9. Касильяс РА, Ким Б, Фишер Х, Зелада JL, Ум СС, Коулман КД: Сравнительная эффективность гастрэктомии с рукавом против шунтирования желудка по Рукс-эн-И для снижения веса и безопасности у пожилых людей. Surg Obes Relat Dis 13(9): 1476e1483, 2017
10. Чукас НК, Тото ПД, Шоэн ДЖ: Грубые и гистологические изменения в челюстях макаки-резуса после операции. Oral Surg Oral Med Oral Pathol 27(6): 795e805, 1969
11. Коэн ВА, Сервейс ЖМ, Полур И, Ли И, Сюй Л: Дегенерация суставного хряща в контралатеральном несущем височно-нижнечелюстном суставе у мышей с односторонней частичной дисцектомией. J Oral Pathol Med 43(2): 162e165, 2014
12. Кордейро ПК, Гимарайнс ЖП, де Соуза ВА, Диас ИМ, Силва ЖН, Девито КЛ и др.: Участие височно-нижнечелюстного сустава у пациентов с ревматоидным артритом: связь между клиническими и томографическими данными. Acta Odontol Latinoam 29(3): 123e129, 2016
13. Димитрулис Г: Роль хирургии в лечении расстройств височно-нижнечелюстного сустава: критический обзор литературы. Часть 2. Int J Oral Maxillofac Surg 34(3): 231e237, 2005
14. Димитрулис Г: Новая хирургическая классификация расстройств височно-нижнечелюстного сустава. Int J Oral Maxillofac Surg 42: 218e222, 2013
15. Эмбри MC, Иваока ГМ, Конг Д, Мартин БН, Патель РК, Ли АХ и др.: Оссификация мягких тканей и дегенерация хряща мыщелка после перфорации диска ВНЧС в пилотном исследовании на кроликах. Osteoarthr Cartil 23(4): 629e639, 2015
16. Англия БР, Бейкер ДжФ, Сейлс Х, Мишо К, Каплан Л, Дэвис ЛА: Индекс массы тела, потеря веса и причина-специфическая смертность при ревматоидном артрите. Arthritis Care Res, 20 апреля. 2017
17. Эрикссон Л, Вестессон ПЛ: Долгосрочная оценка менисэктомии височно-нижнечелюстного сустава. J Oral Maxillofac Surg 43(4): 263e269, 1985
18. Эрикссон Л, Вестессон П-Л: Дисцектомия как эффективное лечение болезненного внутреннего расстройства височно-нижнечелюстного сустава: 5-летнее клиническое и радиографическое наблюдение. J Oral Maxillofac Surg 59(7): 750e758, 2001
19. Хагандора КК, Альмарза АД: Удаление диска ВНЧС: сравнение между предклиническими исследованиями и клиническими находками. J Dent Res 91(8): 745e752, 2012
20. Холл ХД: Менисэктомия для поврежденных дисков височно-нижнечелюстного сустава. South Med J 78(5): 569e572, 1985
21. Исимару Дж, Госс АН: Модель остеоартрита височно-нижнечелюстного сустава. J Oral Maxillofac Surg 50(11): 1191e1195, 1992
22. Киехн КЛ, Деспрез ЖД: Менисэктомия для внутреннего расстройства височно-нижнечелюстного сустава. Br J Plast Surg 15: 199e204, 1962
23. Килкенни С, Браун ВД, Катхилл ИК, Эмерсон М, Альтман ДГ: Улучшение отчетности в бионаучных исследованиях: рекомендации ARRIVE для отчетности о животных исследованиях. PLoS Biol 8(6): e1000412, 2010
24. Лорелл КА, Тутл Р, Каннингем Р, Бельтран Дж, Симон Д: Магнитно-резонансная томография височно-нижнечелюстного сустава. Часть II: сравнение с ламинографическими, аутопсийными и гистологическими находками. J Prosthet Dent 58(2): 211e218, 1987
25. Ли Л, Ван Л, Сун И, Ян Ц, Хэ Д: Создание и гистологическая оценка модели травматического височно-нижнечелюстного сустава у коз. J Oral Maxillofac Surg 73(5): 943e950, 2015
26. Литтл КБ, Смит ММ, Кейк МА, Рид РА, Мерфи МД, Барри ФП: Инициатива OARSI по гистопатологии - рекомендации для гистологических оценок остеоартрита у овец и коз. Osteoarthr Cartil 18(Suppl 3): S80eS92, 2010
27. Линч СМ, Стрикер КТ, Браун ДжК, Берарди ДжМ, Вон Д, Домчек С и др.: Оценка веб-интервенции по снижению веса у людей с избыточным весом, переживших рак, в возрасте 50 лет и младше. Obes Sci Pract 3(1): 83e94, 2017
28. Мачер ДЖ, Вестессон ПЛ, Брукс СЛ, Хикс ДГ, Талленс РХ: Височно-нижнечелюстной сустав: хирургически созданное смещение диска вызывает артроз у кролика. Oral Surg Oral Med Oral Pathol 73(6): 645e649, 1992
29. Мальви Э, Тьебо Р, Маримуту К, Дабис Ф, Группа клинической эпидемиологии ВИЧ в Аквитании: Потеря веса и индекс массы тела как предикторы прогрессирования ВИЧ-инфекции до СПИДа у взрослых. Коорт Аквитания, Франция, 1985-1997. J Am Coll Nutr 20(6): 609e615, 2001
30. Матияс ЭМ, Мечам ДК, Блэк КС, Граф ДжW, Стил СД, Вильгельм СК и др.: Модель неправильного прикуса остеоартрита височно-нижнечелюстного сустава у мышей с рецепторами и без рецепторов для конечных продуктов гликирования. Arch Oral Biol 69: 47e62, 2016
31. Мацуура Х, Миямото Х, Курита К, Госс АН: Влияние аутогенных костно-хрящевых трансплантатов на фиброзный и костный анкилоз височно-нижнечелюстного сустава: предварительное экспериментальное исследование. J Oral Maxillofac Surg 64(10): 1517e1525, 2006
32. Мелроуз Дж, Фуллер ЕС, Литтл КБ: Биология менисковой патологии при остеоартрите и ее вклад в суставные заболевания: за пределами простой механики. Connect Tissue Res 58(3e4): 282e294, 2017
33. Миямото Х, Курита К, Исимару Дж, Госс АН: Модель овцы для анкилоза височно-нижнечелюстного сустава. J Oral Maxillofac Surg 57(7): 812e817, 1999
34. Мерфи МК, МакБарб РФ, Вонг МЕ, Афанасию КА: Расстройства височно-нижнечелюстного сустава: обзор этиологии, клинического управления и стратегий тканевой инженерии. Int J Oral Maxillofac Implant 28(6): e393e414, 2013
35. Оги Н, Курита К, Ханда Й, Госс АН: Краткосрочный эффект дисцектомии на остеоартритный височно-нижнечелюстной сустав у овец. Int J Oral Maxillofac Surg 25(4): 319e324, 1996
36. Рестон ДжТ, Туркельсон СМ: Мета-анализ хирургических методов лечения височно-нижнечелюстных суставных расстройств. J Oral Maxillofac Surg 61(1), 2003 3e10-2
37. Ричмонд Дж: Уточнение, сокращение и замена использования животных для регуляторного тестирования: будущие улучшения и внедрение в регуляторную структуру. ILAR J 43(Suppl): S63eS68, 2002
38. Шу CC, Смит ММ, Смит СМ, Дарт АД, Литтл КБ, Мелроуз Дж: Гистопатологическая схема для количественной оценки дегенерации межпозвоночного диска и терапевтической полезности мезенхимальных стволовых клеток для регенерации межпозвоночного диска. Int J Mol Sci 18(5), 2017
39. Сильвер СМ: Долгосрочные результаты менисэктомии височно-нижнечелюстного сустава. Cranio 3(1): 46e57, 1984
40. Смит ММ, Кейк МА, Гош П, Шиавинато А, Рид РА, Литтл КБ: Значительная синовиальная патология в модели менисэктомии остеоартрита: модификация с помощью инъекционной терапии гиалуронаном. Rheumatology (Oxford) 47(8): 1172e1178, 2008
41. Соуза РФ, Ловато да Силва ЧХ, Нассер М, Федорович З, Аль-Мухарраки МА: Интервенции для лечения остеоартрита височно-нижнечелюстного сустава. В: де Соуза РФ (ред.), База данных систематических обзоров Кокрана; 2012, 2012
42. Такайши М, Курита К, Мацуура Х, Госс АН: Влияние трансплантата ушного хряща на хирургическое лечение анкилоза височно-нижнечелюстного сустава: исследование на животных с использованием овец. J Oral Maxillofac Surg 65(2): 198e204, 2007
43. Такку С, Тойода Т: Долгосрочная оценка дисцектомии височно-нижнечелюстного сустава. J Oral Maxillofac Surg 52(7), 1994 722e726-8
44. Такку С, Сано Т, Ёсида М: Долгосрочная магнитно-резонансная томография после дисцектомии височно-нижнечелюстного сустава без замены. J Oral Maxillofac Surg 58(7): 739e745, 2000
45. Тольванен М, Ойкаринен ВЖ, Вольф ЯА: 30-летнее исследование последствий менисэктомии височно-нижнечелюстного сустава: отчет о пяти пациентах. Br J Oral Maxillofac Surg 26(4): 311e316, 1988
46. Трамппи ИГ, Либерг Т: Хирургическое лечение внутреннего расстройства височно-нижнечелюстного сустава: долгосрочная оценка трех техник. J Oral Maxillofac Surg 53(7), 1995 740e746-7
47. Уилкс ЧХ: Хирургическое лечение внутренних расстройств височно-нижнечелюстного сустава. Долгосрочное исследование. Arch Otolaryngol Head Neck Surg 117(1): 64e72, 1991
48. У Г, Чжу С, Сун И, Ху Дж: Изменения субхондральной кости и хондрогенная способность клеток-предшественников из субхондральной кости в модели остеоартрита височно-нижнечелюстного сустава, индуцированной коллагеназой у кроликов. Int J Clin Exp Pathol 8(9): 9782e9789, 2015
49. Сюй Л, Полур И, Лим С, Сервейс ЖМ, Добек Дж, Ли И и др.: Остеоартрит височно-нижнечелюстного сустава с ранним началом, индуцированный частичной дисцектомией у мышей. Osteoarthr Cartil 17(7): 917e922, 2009
50. Яйлен ДМ, Шапиро ПА, Луши ЭС, Фельдман ГР: Менисэктомия височно-нижнечелюстного сустава: влияние на структуру сустава и жевательную функцию у макак фасцикулярис. J Maxillofac Surg 7(4): 255e264, 1979
51. Янг АА, Смит ММ, Смит СМ, Кейк МА, Гош П, Рид РА и др.: Региональная оценка экспрессии генов суставного хряща и метаболизма малых протеогликанов в животной модели остеоартрита. Arthritis Res Ther 7(4): 852e861, 2005
52. Чжан М, Ван Х, Чжан Дж, Чжан Х, Ян Х, Ван И и др.: Односторонний передний перекрестный укус вызывает аномальное минеральное отложение в дегенеративном височно-нижнечелюстном хряще у крыс. Osteoarthr Cartil 24(5): 921e931, 2016