Endoprotézy se v Česku transplantují půl století. Nové technologie slibují i náhradu kmenovými buňkami

Před padesáti lety, v únoru 1969, v Československu proběhla implantace první totální endoprotézy kyčelního kloubu. Na I. ortopedické klinice v Praze ji provedl profesor Oldřich Čech, který se rovněž zásadním způsobem zasloužil o vývoj vlastní endoprotézy a rychlé rozšíření této léčebné metody v celé republice. A zatímco původně se pro operaci používal nerez, v současnosti jde o hlavičky z kobalt-chromu a v budoucnu by je dokonce mohly vystřídat náhrady vyrobené z kmenových buněk.

„Začátky moderní endoprotetiky ve světě položil John Charnley v Británii tím, že vyvinul a od roku 1962 začal implantovat totální endoprotézu kyčelního kloubu s nízkým třením mezi kovovou hlavicí a polyetylénovou jamkou,“ popisuje Martin Krbec z Fakultní nemocnice Královské Vinohrady v Praze.

Jako hlavičku kloubu použil Charnley nerezový ocelový balonek, který seděl na dříku vsunutém do stehenní kosti. Pánevní část kloubu pak nahradila vysoce molekulární umělá hmota a dohromady vše spojil takzvaný kostní cement.

Britská metoda se rychle rozšířila do kontinentální Evropy, kde se o její další vývoj zasloužil Maurice Edmond Müller ze švýcarského St. Gallenu. V roce 1966 pak tuto metodu na kongresu SICOT (asociace sdružující ortopedické společnosti zemí z celého světa) v Paříži uznala odborná veřejnost za oficiální metodu léčby pokročilých artrotických změn kyčelního kloubu.

Delikátní artikl

„V roce 1968 pracoval profesor Oldřich Čech na ortopedické klinice v St. Gallen a přinesl domů švýcarské zkušenosti, které mu umožnily v únoru 1969 implantovat první totální endoprotézu kyčelního kloubu nejenom v Československu, ale v celém východním bloku tehdy rozdělené Evropy,“ dodává profesor Krbec.

Titanová protéza s keramickou hlavou a polethylenovou jamkou
Zdroj: Nuno Nogueira/Wikimedia Commons

Sám Oldřich Čech na operaci z února devětašedesát vzpomíná: „Bylo úžasné účastnit se vzniku endoprotetiky velkých kloubů jako nové disciplíny v ortopedii. Moje studijní pobyty v Paříži u profesora Judeta a v St. Gallen u profesora Müllera v polovině 60. let mě ujistily v přesvědčení, že se nám dostává do rukou prostředek umožňující návrat plného zdraví lidem trpícím neztišitelnými bolestmi kyčelního kloubu v důsledku těžké artrózy. Proto jsem začal hledat tuzemského partnera schopného vyrábět tak delikátní artikl, jakým je endoprotéza.“

Měl tehdy štěstí, že v závodě Antikoro kladenské Poldovky pracovalo dost konstruktérů a řemeslníků, kteří mu dokázali pomoci vyvinout vlastní endoprotézu na dobové úrovni. I díky tomu mohl nabídnout pacientům lepší kvalitu života bez bolesti včetně návratu do zaměstnání či k dřívějším sportovním aktivitám. „Právem byla implantace TEP kyčelního kloubu charakterizována jako jedna z nejpřínosnějších léčebných metod dvacátého století,“ dodává Čech.

Nejen artróza

S odstupem necelých šedesáti let od britského průlomu je již endoprotéza kyčelního kloubu standardní výkon, který se provádí ve většině kvalitních nemocnic světa. A vůbec se využívá při artróze kyčelního kloubu.

Právě tento kloub je kvůli lidské evoluci pod nesmírným tlakem. Protože člověk chodí vzpřímeně jen po zadních končetinách, působí na kloub hmotnost trupu a současně dynamický tlak svalů v jeho okolí. Chrupavka proto někdy působení těchto sil nevydrží a začne se pod nadměrným tlakem opotřebovávat, což má negativní dopad na pohyblivost a také to zatěžuje druhou nohu.

Atróza postihuje ve vyšším věku asi osmdesát procent populace, je to tedy nejen nejčastější kloubní onemocnění – a také jedno z nejčastějších onemocnění vůbec. Příliš zatížený kloub se právě díky endoprotéze ovšem dá nahradit umělým materiálem.

Zmíněné onemocnění přitom není ale jedinou situací, kterou endoprotéza řeší. Využívá se také u zlomeniny v oblasti horního konce stehenní kosti, u některých nádorových onemocnění nebo nekróz či poúrazových stavů.

Samotná operace trvá asi hodinu, jde o poměrně náročný zákrok, během kterého i po kterém se musí řešit mnoho možných komplikací: od samotné operace přes možné záněty spojené s reakcí organismu na nové těleso až po pooperační problémy.

Oldřich Čech, první lékař, který u nás provedl implantaci totální endoprotézy kyčelního kloubu
Zdroj: ČTK

Co jde do těla

Zatímco Brit Charnley použil umělý kloub z nerezu, v současnosti se většina hlaviček vyrábí z kobalt-chromu nebo z keramického materiálu. Časté jsou už i náhrady, které se dají implantovat bez použití cementu. Po roce 2000 se rozšířila také metoda takzvaného Hip resurfacingu, která je vhodná pro dlouhou funkci náhrady. 

Medicínský vývoj se navíc nezastavuje ani u totálních endoprotéz. V poslední době se mluví o endoprotézách potažených zirkoniem, což je kovový prvek mimořádně odolný proti korozi. Jeho výzkumu se věnují například japonští vědci, kteří už s ním úspěšně experimentovali a potvrdili, že má v prostředí kloubu mimořádnou odolnost. Další práce ale upozornily, že materiál může vést i k vyšší míře zánětů.

Cestou by také mohly být „chytré“ implantáty. Ty by byly na rozdíl od těch současných schopné komunikovat s lékařem, stejně jako shromažďovat informace o pacientovi i samotné náhradě. Takový přístroj by svedl například přesně popsat cyklus opotřebení. Sesbírané údaje by mohly říct i to, v jakém terénu má implantát největší problémy, nebo lépe předpovídat, jestli nemůže selhat.

Jednu takovou endoprotézu už lékaři implantovali – stojí za ní tým kalifornského experta Darryla D'Limy. Zatím ale není připravená na sériové použití kvůli nadměrné velikosti a ceně, která se pohybuje ve stovkách tisíc dolarů.

Endoprotézy se používají už i u vzácných zvířat - v tomto případě u tygra
Zdroj: ČTK

Potenciál kmenových buněk

Ještě zajímavěji vypadá práce na náhradě kyčelního kloubu pomocí orgánu vyrobeného z kmenových buněk pacienta. Pokud by se tato metoda ujala, mohla by nahradit všechny ty, které existují dnes. Vymýšlí ji na mnoha univerzitách, ale vloni přišla s potenciálně zajímavým řešením Washingtonská univerzita. Tým Farshida Guilaka totiž vyvinul způsob, jak nechat v laboratoři vyrůst kloubní náhradu z kmenových buněk v pacientových tukových zásobách.

Lékaři tyto buňky naprogramovali, aby vyrostly v novou kloubní tkáň, která na sebe vzala podobu kuličky. A navíc přiměli tuto chrupavku, aby vypouštěla protizánětlivé molekuly, které zabraňují návratu artrózy. Vše popsali v odborném časopise Proceedings of the National Academy of Sciences.

První kloubní náhrada z kmenových buněk
Zdroj: Washington University

Tento výzkum je zatím teprve v počátcích, ale podle washingtonských expertů se může stát náhradou současných invazivních a relativně krátkodobých řešení nečekaně brzy. V současné době je životnost náhrad asi dvacet let, lékaři tedy neradi implantují kloubní náhrady lidem ve věku pod padesát let – druhá náhrada, která odstraní původní opotřebený implantát, je totiž náročná a může poškodit neopravitelně kost.

„Přišli jsme na to, jak vytvořit umělý kloub z pacientových vlastních kmenových buněk, které vytvoří chrupavkovou tkáň,“ uvedl Farshid Guilak. „V kombinaci s genovou terapií uvolňuje protizánětlivé molekuly, aby potlačily artrózu.“

Lékaři při tom využívají také technologii 3D tiskáren – vyrobenou tkáň díky ní dokážou velmi přesně vymodelovat tak, aby odpovídala pacientovi. Autoři této technologie věří, že by se první takové náhrady mohly objevit na operačních sálech do pěti let.

Načítání...