Hur läker ben, implantat och senor? Vi kan förbättra processen!

Gruppbild på medarbetare som på olika sätt är kopplade till Experimentell ortopedi
Foto: Ulrik Svedin

En tredjedel av alla patienter på en vårdcentral har problem med rörelseapparaten, mest i form av smärta. Endast sällan kan man hitta en förklaring till problemen och ännu mer sällan en botande åtgärd, såsom en ortopedisk operation. 

Ortopedi har kommit att betraktas som ett skelettsnickeri, där enkla mekaniska principer och duktiga operatörer är det enda som fordras.

Bild på forskaren Malin Hammerman inom Experimentell ortopedi vid Linköpings universitet. Foto: Ulrik Svedin Ortopedi borde i stället ses som klinisk mekanobiologi. Förloppet efter skador och operationer styrs av biologiska principer och kan påverkas med såväl läkemedel som mekaniska stimuli.

Man skulle kunna tro att läkningen eller sen- och ledbandsskador är optimerad av naturen. Så är det emellertid inte: Läkningen kan påskyndas med olika åtgärder. Detta är en ganska ny insikt. Vår forskargrupp studerar vad som händer efter skador och operationer och försöker förbättra förloppet.

Inflammation

För att sen- och benläkning ska komma igång måste det omedelbara immunförsvaret starta en inflammation. Inflammationen är till en början destruktiv, men övergår sedan till att bli läkningsfrämjande. Hur detta sker är oklart.

I djurförsök har vi sett tecken på att mekanisk belastning bromsar gener som verkar i det destruktiva immunsvaret, och går nu vidare med att undersöka sammansättningen av immuncellspopulationen under olika läkningsbetingelser med flödescytometri.

Ben och läkemedel

För drygt 10 år sedan kom det fram ett antal olika signalproteiner och läkemedel som verkade kunna påverka skador och sjukdomar i rörelseapparaten.

Vår forskargrupp skapade olika modeller för ortopediska tillstånd i försöksdjur, och kunde visa att flera substanser verkade kunna användas.

Vi kunde få implantat att sitta bättre fast, påskynda frakturläkning, hindra ledproteser från att lossna, skydda bentransplantat från nedbrytning, och påskynda läkning av senor och bindväv. Bland dessa substanser finns olika tillväxtfaktorer (FGFs BMPs, GDFs), ett hormon (PTH) och flera kända läkemedel (bifosfonater, statiner), vilka alla kunde fås att göra nytta.

På grundval av dessa djurförsök kom vi tidigt igång med att pröva de nya kunskaperna även på patienter. De senaste 2 åren har vi lyckats visa att frakturläkning kan påskyndas i patienter med hjälp av ett läkemedel (PTH), att ledproteser kan fås att sitta bättre fast, och att bentransplantat kan skyddas mot nedbrytning (med bifosfonater). Detta har visats genom blindade jämförelser med verkningslösa substanser.

Forskargruppen har sedan vidareutvecklat dessa kunskaper. Bland annat har vi utvecklat ett sätt att fästa olika läkemedel på metallytor. Skruvar som behandlats på detta sätt sitter bättre fast i benvävnaden. I en klinisk prövning i samarbete med käkkirurgerna har vi kunnat visa att tandimplantat av titan med läkemedel på ytan sitter bättre fast, men mindre förlust av ben efter operationen.

Vi kommer nu att starta en stor klinisk prövning på 1000 patienter med knä och höftproteser i Motala, med målet att visa att behandling med en bisfosfonat enbart i samband med operationen kan förbättra det patientupplevda resultatet efter 3 och 6 år.

Proteslossning

Lossning av höft- och knäproteser är ett stort och dyrt problem i ortopedin. Orsaken är att benet, som protesen sitter fast i, bryts ner.

Den förklaring till bennedbrytningen som nästan alltid anges i litteraturen stämmer dåligt överens med vissa kliniska observationer. Vi har därför föreslagit en annan förklaring, som har med mikroinstabilitet och hydrauliska tryckfluktuationer att göra.

Gruppbild på forskare, studenter och medarbetare knutna till Expermentell ortopedi vid Linköpings universitet. Foto: Ulrik Svedin

Vi lyckades påvisa att dessa mekanismer orsakade proteslossning i djurförsök. Det avgörande verkar vara den hastighet med vilken vätska pressas fram genom gränsskiktet mellan den inopererade protesen och det omgivande benet vid belastningar. Detta är en ny ide, som hållit för våra prövningar hittills, och som möjliggör helt nya typer av behandling. Denna forskningslinje drivs nu vidare av Anna Fahlgren.

Den internationella forskningen om frakturläkning har av olika skäl kommit att handla om enbart om brott skaftet till på långa rörben, såsom mitt på underbenet. I verkligheten är brott nära leder mycket vanligare, t ex handledsbrott, höftfraktur, kotfraktur, där benet har en porös struktur. 

Vi har nyligen visat att dessa frakturer läker på ett helt annat sätt än frakturer på rörbensskaft. Det som står i läroböckerna om frakturläkning gäller bara en minoritet av våra patienter. Vi inriktar nu det mesta av vårt intresse mot att förstå skillnaderna, framför allt vad gäller den inflammatoriska reaktionen. Det har visat sig att benbrott i poröst ben har en annan känslighet för olika läkemedel. Troligen spelar också inflammationen en helt annan roll i dessa benbrott. Här öppnar sig möjligheter för helt nya behandlingar.

Senor

Huvuddelen av smärttillstånden i rörelseapparaten har sin orsak i bindväv, såsom senor och ligament. Förvånansvärt lite är känt om dessa tillstånd.

Forskargruppen för experimentell ortopedi  har hittat läkemedel som kan påskynda läkning efter senskador. Flera vanliga läkemedel, bl a smärtstillande, kan också fördröja läkningen. Framför allt är det viktigt att förstå hur mekanisk belastning påverkar vävnaden, både när den är frisk och när den läker efter skada. Frånvaro av belastning är direkt skadlig.

Vi har just visat ett en kortvarig belastning en gång om dagen stimulerar läkningen; mer behövs inte. Vävnaden ”minns” belastningen i närmare ett dygn och flera olika gener styr dessa reaktioner. Vi har just börjat undersöka detta och har för närvarande flera kliniska studier igång, där vi undersöker nya behandlingar av skador och smärttillstånd i senor.

I djurförsök kartlägger vi hur inflammationen styr läkningen, men också hur mekanisk belastning styr inflammationen.

Tänkbar nytta

Vi försöker alltså styra ortopediska förlopp med biologiska och mekaniska faktorer. Våra resultat kan redan komma till direkt nytta i sjukvården. Vår forskning sprider också ett mer biologiskt tänkesätt bland ortopederna i allmänhet, som leder till klokare beslut i den kliniska vardagen.

ForskningsledareVisa/dölj innehåll

ForskargruppVisa/dölj innehåll

Anknutna medarbetare och studenter

Daniel Schefte, Student.
Zlatica Rendek, ST-läkare.
Lars Palm, PhD.
Andreas Meunier, PhD.
Luka Hrkac, ST-projekt:
Hipsther-studien.
Petter Unander-Scharin, studentprojekt.

 


Georg Zdolsek, doktorand.
Jonathan Brandt, ST-projekt:
Zoledronat2015.
Mattias Rönnerfalk, ST-projekt:
Tibiacondylfrakturer.

Håkan Ledin, doktorand.
Hans Peter Bögl, doktorand.Rico Perlbach
, doktorand.
Abraham Nilsson, doktorand.

Relaterad forskningVisa/dölj innehåll

VideoVisa/dölj innehåll

Too much medicine

OrganisationVisa/dölj innehåll