Pevná kostěná fúze je základním předpokladem léčby rozsáhlé řady nejen degenerativních onemocnění páteře. Podmínkou je štep obsahující organické a anorganické prvky k docílení srůstu. Autograft zdravého jedince obsahuje ideální poměr biofyzikálních vlastností a to osteoindukce, osteokondukce a osteogeneze. Se stoupajícím věkem a komorbiditami ideální poměry klesají, mizí a samotný odběr je zatížen morbiditou. Kvantita štěpu je navíc velmi omezená. Veškeré allogenní a arteficiální náhrady kombinují biofyzikální poměry s potlačením osteogeneze. Se stoupajícím věkem populace roste počet základních muskuloskeletálních onemocnění a tímto i komplikací po operacích. Světová data poukazují na potenciál buněčné terapie. Experimenty tohoto projektu kombinují již vyvíjené třídimenzionální porózní nosiče (scaffold) s vhodnými fyzikálními poměry a to v kombinaci s lidskými mesenchymálními stromálními buňkami (hMSC), které mají za cíl navrhnout a ověřit techniky in vitro k produkci ideálního živého – bio-artificiálního – osteogenního nosiče s terapeutickým potenciálem. Následně budou tyto in vitro experimenty ověřeny pokusem in vivo za pomocí zvířecího modelu – imunodeficientní potkani. Protokoly vývoje primárně in vitro nosiče a buněčných linií a sekundárně in vivo experiment na zvířeti vytvoří zdroj pro léčbu skeletálních onemocnění s nutnou kostěnou – v našem případě meziobratlovou fúzí.

Description in English
Solid spine fusion is the key element in treatment of a large number of spine diseases. To achieve the fusion, a graft containing organic, as well as inorganic elements is essential. The autograft of a healthy individual has ideal ratio of biophysical features demonstrated in the ability of osteoinduction, osteoconduction, and osteogenesis. With increasing age and comorbidities such ideal ratio fades, harvesting procedure becomes more complicated, and the quality of the graft decreases. All allogenic and artificial replacements provide properties that are rather suppressive to osteogenesis. Recent findings highlight the potential of stem cell therapy. The R&D proposed here combines the development of a 3D porous scaffold of adequate physical characteristics with the application of human mesenchymal stromal cells and endothelial precursors. The aim is to design and verify, first in vitro and then in vivo in a small animal, the production of an ideal bio-artificial osteogenic scaffold with therapeutic potential for efficient induction of a solid intervertebral spinal fusion.

Keywords
biomateriály, regenerativní medicína, spinální fúze

Key words in English
biomateriály, biomaterials, regenerative medicine, regenerativní medicína, spinální fúze, spinal fusion