Scaffolds in knee joint meniscus engineering

• Autorzy: Pukaluk A. , Ryniewicz A. M.

Warianty tytułu

PL

Skafoldy w inżynierii łąkotki stawu kolanowego

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Introduction and aims: In the knee joint are located two menisci, which play an essential role in the preservation of chondral surfaces and assurance of knee stability. Due to their activity during knee movement, they are strongly exposed to injury not only during professional sport training, but during normal, active life as well. In case of complex degeneration of the meniscal tissue, the regeneration help is needed. This help is provided by polyurethane or collagen meniscus scaffolds. Material and methods: The model of the right knee joint has been designed to in order to investigate the distribution of reduced stresses. The NASTRAN application has been used for calculations. Results: The distribution of the reduced stresses in the right knee joint model are presented in the article. Conclusion: Scaffold is a matrix that is designed to replace the damaged meniscal tissue. It is useful in case of complex tears, for which assessment of biomechanical function restoration after sewing is negative.

PL

Wstęp i cele: W stawie kolanowym znajdują się dwie łąkotki, które odgrywają istotną rolę w zachowaniu powierzchni chrzęstnych oraz zapewniają stabilność kolana. Ze względu na ich aktywność podczas ruchu stawu kolanowego, są silnie narażone na uszkodzenia, nie tylko w profesjonalnym treningu sportowym, ale również w normalnym, aktywnym życiu. W przypadku złożonych uszkodzeń tkanki łąkotki pożądana jest jej regeneracja, która jest wspomagana przez poliuretanowe lub kolagenowe skafoldy łąkotki. Materiał i metody: W celu wykonania badań skonstruowano model prawego stawu kolanowego. Aby otrzymać wartości naprężeń zredukowanych w teście zastosowano program numeryczny NASTRAN. Wyniki: W pracy przedstawiono rozkłady naprężeń zredukowanych w modelu prawego stawu kolanowego. Wniosek: Skafold jest matrycą, która ma zastąpić uszkodzoną tkankę współpracujących powierzchni kolana. Ta metoda regeneracji jest szczególnie użyteczna w przypadkach ujemnej oceny możliwości przywrócenia biomechanicznych funkcji łąkotki po zszyciu.

Słowa kluczowe

EN

anatomical meniscus; tissue engineering; scaffold; meniscus implant

PL

anatomia łąkotki; inżynieria tkankowa; skafold; implant łąkotki

• Wydawca: Wyższa Szkoła Techniczno-Ekonomiczna w Szczecinie
• Czasopismo: Problemy Nauk Stosowanych
• Rocznik: 2016
• Tom: T. 4
• Strony: 145--152
• Opis fizyczny: Bibliogr. 27 poz., rys., wykr.

Twórcy

autor

Pukaluk A.

• Akademia Górniczo-Hutnicza, Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki, Katedra Konstrukcji i Eksploatacji Maszyn

autor

Ryniewicz A. M.

• Akademia Górniczo-Hutnicza, Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki, Katedra Konstrukcji i Eksploatacji Maszyn

Bibliografia

• 1. Actifit, Orteq, Available at: www.orteq.com (access: 16.012016)
• 2. Bertolini R., Leutert G.: Atlas der Anatomie des Menchen. Band I: Arm Und Bein. VEB Georg Thieme Leipzig, Leipzig 1978, p 209-11.
• 3. Bochenek A., Reicher M.: Anatomia człowieka. Tom 1. Państwowy Zakład Wydawnictw Lekarskich, Warszawa 1990, p 587-600.
• 4. Bouyarmane H., Beaufils P., Pujol N., Bellemans J., Roberts S., Spalding T., et all.: Polyurethane scaffold in lateral meniscus segmental defects: clinical outcomes at 24 months follow-up. Orthop. Traumatol. Surg. Res., 2014, 100, p 153-7.
• 5. Gerke J., Ryniewicz A.M., Madej T.: Modeling of lumbag spine equipped with fixator. Bio-Algorithms Med-Systems 2015, 11, p 261-2.
• 6. Górecki A.: Uszkodzenia łąkotek. [in:] Górecki A, editor.: Uszkodzenia stawu kolanowego. Wydawnictwo Lekarskie PZWL, Warszawa 2002, p 161-75.
• 7. Groniowski J., Krus S., editors.: Podstawy patomorfologii. Państwowy Zakład Wydawnictw Lekarskich, Warszawa 1984, p 869-70.
• 8. Hwang Y.G., Kwoh C.K.: The METEOR trial: No rush to repair a torn meniscus. Cleve. Clin. J. Med., 2014, 81, p 226-32.
• 9. Järvelä S., Sihvonen R., Sirkeoja H., Järvelä T.: All-inside meniscal repair with bioabsorbable meniscal screws or with bioabsorbable meniscus arrows: a prospective, randomized clinical study with 2-year results. Am. J. Sports Med., 2010, 38, p 2211-7.
• 10. Kozak J., Wośko I.: Kolano. [in:] Piątkowski S., editor.: Ortopedia, traumatologia i rehabilitacja narządów ruchu. Państwowy Zakład Wydawnictw Lekarskich, Warszawa 1990, p 192-205.
• 11. Lippert H., editor (Polish edition - editor Aleksandrowicz R.): Anatomia. Tom 2. Wydawnictwo medyczne Urban & Partner, Wrocław 1998, p 730-1.
• 12. Melton J.T., Murray J.R., Karim A., Pandit H., Wandless F., Thomas N.P.: Meniscal repair in anterior cruciate ligament reconstruction: a long-term outcome study. Knee Surgery, Sport. Traumatol. Arthrosc., 2011, 19, p 1729-34.
• 13. Müller W.: The knee. Form, function, and ligament reconstruction. Springer-Verlag, Berlin Heidelberg New York 1983, p 29-30,99-115.
• 14. Nguyen D. Meniscus surgery. Types of meniscus tears. Available at: http://www.nguyensportsmed.com/Pages/MeniscusSurgery.aspx (access: 07.02.2016).
• 15. Paulsen F., Waschke J., editors (Polish edition - editors Woźniak W., Jędrzejewski K.S.): Sobotta Atlas anatomii człowieka. Ogólne pojęcia anatomiczne. Narządy ruchu. Edra Urban & Partner, Wrocław 2012, p 278-9.
• 16. Ryniewicz A., Ryniewicz A.M., Sładek J., Knapik R.: Pomiary parametrów morfologiczno-czynnościowych stawu kolanowego z wykorzystaniem obrazowania rezonansem magnetycznym. Pomiary Automatyka Kontrola 2013, 3, p 200-3.
• 17. Ryniewicz A., Ryniewicz W., Ryniewicz A.M., Bojko Ł.: Rekonstrukcja ubytków chrząstki kolana do aplikacji skafoldów. Przegląd elektrotechniczny 2014, 5, p 153-6.
• 18. Ryniewicz A.M.: Identification, modelling and biotribology of human joints. Wydawnictwa AGH, Kraków 2011, p 119-31.
• 19. Ryniewicz A.M., Ryniewicz A., Zawiejska B., Pasowicz M., Banyś P., Trela F.: The geometrical estimation of the articulation cartilage defekt imaged using magnetic resonance. Chirurgia kolana, artroskopia, traumatologia sportowa 2015, 2, p 37-43.
• 20. Sabat D.: Arthroscopic meniscus surgery: resect or repair. Available at: http://www.slideshare.net/drdsabat/meniscus-tear-resect-or-repair-2014?utm_source=slideshow02&utm_medium=ssemail&utm_campaign=share_slideshow_loggedout (access: 26.12.2015).
• 21. Stone K.R., Steadman J.R., Rodkey W.G., Li S.T.: Regeneration of meniscal cartilage with use of a collagen scaffold. Analysis of preliminary data. J. Bone Joint Surg. Am., 1997, 79, p 1770-7.
• 22. Sylwanowicz W.: Syndesmologia i artrologia szczegółowa. Więzadła i stawy, [in:] Krechowiecki A., Łasiński W., Narkiewicz O., Sylwanowicz W., editors. Anatomia człowieka. Państwowy Zakład Wydawnictw Lekarskich, Warszawa 1974, p 162-4.
• 23. Verdonk P., Beaufils P., Bellemans J., Djian P., Heinrichs E.L., Huysse W., at all.: Successful treatment of painful irreparable partial meniscal defects with a polyurethane scaffold: two-year safety and clinical outcomes. Am. J. Sports Med., 2012, 40, p 844-53.
• 24. Westermann R.W., Wright R.W., Huston L.J., MOON Knee Group, Wolf B.R.: Meniscal repair with concurrent anterior cruciate ligament reconstruction: operative success and patient outcomes at 6-year follow-up. Am. J. Sports Med., 2013, 42, p 2184-92.
• 25. Widuchowski J.: Kolano. Urazy i obrażenia sportowe. G-KWADRAT s.c., Katowice 1997, p 29-30, 111-125, 188-92.
• 26. Yim J.H., Seon J.K., Song E.K., Choi J.I., Kim M.C., Lee K.B., et all.: A Comparative study of meniscectomy and nonoperative treatment for degenerative horizontal tears of the medial meniscus. Am. J. Sports Med., 2013, 41, p 1565-70.
• 27. Zaffagnini S, Marcheggiani Muccioli GM, Lopomo N, Bruni D, Giordano G, Ravazzolo G, et all. Prospective long-term outcomes of the medial collagen meniscus implant versus partial medial meniscectomy: a minimum 10-year follow-up study. Am. J. Sports Med., 2011, 39, p 977-85.

Uwagi

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę (zadania 2017).