РЕПАРАТИВНАЯ РЕГЕНЕРАЦИЯ ПРИ ЗАМЕЩЕНИИ КОСТНОГО ДЕФЕКТА СИНТЕТИЧЕСКИМ ГРАНУЛИРОВАННЫМ ИМПЛАНТАТОМ НА ОСНОВЕ РАЗЛИЧНЫХ КОМБИНАЦИЙ ФОСФАТА И СИЛИКАТА КАЛЬЦИЯ


Рождественский А.А., Дзюба Г.Г., Ерофеев С.А., Маркелова М.В., Горбач Е.Н., Гирш А.О., Черненко С.В.

Аннотация


Цель — изучить влияние нового остеопластического материала, включающего различные комбинации фосфата и силиката кальция, на репаративную регенерацию при замещении метаэпифизарного костного дефекта.

Материалы и методы. Исследование выполнялось с использованием 96 3-месячных кроликов-самцов породы белый великан массой 4000 ± 200 г. Животные были разделены на 4 группы. В 1-й (n = 24), 2-й (n = 24) и 3-й (n = 24) опытных группах в сформированный костный дефект имплантировали оригинальный остеопластический материал на основе фосфата и силиката в соотношении 60/40, 50/50 и 40/60 масс.% соответственно. В контрольной группе (n = 24) замещение дефекта не выполнялось.

Для оценки влияния имплантатов на процессы остеогенеза проводилось гистологическое изучения фрагментов костной ткани, забранной после выведения животных из эксперимента на 30-е и 90-е сутки. Полученный гистологический материал окрашивался гемотоксилином и эозином, а также по Массону и подвергался исследованию.

Результаты. В 1-й опытной группе к окончанию первых 30 суток наблюдения определялось сращение резецированного участка кортикальной пластинки и стенок костного ложа в средних отделах за счет формирования в диастазе между ними губчатой кости мелко- и среднеячеистого строения, к окончанию 90-х суток в диастазе имело место формирование губчатой кости мелко- и среднеячеистого строения, костное ложе было заполнено новообразованной костью, площадь которой составила 23,5 ± 5,4 %.

Заключение. Использование разработанного оригинального композиционного материала, состоящего из комбинации гидроксиапатита (Са10(РО4)6(ОН)2) и волластонита (CaSiO3) в соотношении 60/40 масс.% и связующего полимера — желатина, можно считать одним из перспективных направлений для возмещения костных дефектов.


Ключевые слова


остеогенез; фосфаты кальция; силикаты кальция; гистологическое исследование; имплантат

Полный текст:

Full Text PDF

Литература


Zhou P, Xia D, Ni Z, Ou T, Wang Y, Zhang H, et al. Calcium silicate bioactive ceramics induce osteogenesis through oncostatin M. Bioact Mater. 2020; 6 (3): 810 - 822

Bokov AE, Mlyavykh SG, Shirokova NY, Davydenko DV, Orlinskaya NYu. Current trends in the development of materials for bone grafting and spinal fusion (Review). Modern Technologies in Medicine. 2018; №10 (4):203. Russian (Боков А. Е., Млявых С. Г., Широкова Н. Ю., Давыденко Д. В., Орлинская Н. Ю. Современные перспективы разработки материалов для стабилизирующих вмешательств на позвоночнике с применением спондилодеза (обзор) // Современные технологии в медицине. 2018. № 4. С. 203)

Yuan D, Chen Z, Xiang X, Deng S, Liu K, Xiao D, et al. The establishment and biological assessment of a whole tissue-engineered intervertebral disc with PBST fibers and a chitosan hydrogel in vitro and in vivo. J Biomed Mater Res B Appl Biomater. 2019; 107 (7): 2305 - 2316

Xiao D, Zhang J, Zhang C, Barbieri D, Yuan H, Moroni L, et al. The role of calcium phosphate surface structure in osteogenesis and the mechanisms involved. Acta Biomater. 2020; 106: 22 - 33

Wang J, Chen X, Yang X, Guo B, Li D, Zhu X, et al. Positive role of calcium phosphate ceramics regulated inflammation in the osteogenic differentiation of mesenchymal stem cells. J Biomed Mater Res A. 2020; 108(6): 1305 - 1320

Mofakhami S, Salahinejad E. Biphasic calcium phosphate microspheres in biomedical applications. J Control Release. 2021; 10: 527 - 536

Sethu SN, Namashivayam S, Devendran S, Nagarajan S, Tsai WB, Narashiman S, et al. Nanoceramics on osteoblast proliferation and differentiation in bone tissue engineering. Int J Biol Macromol. 2017; 98: 67 - 7

Hoppe A, Boccaccini AR. Biological impact of bioactive glasses and their dissolution products. Front Oral Biol. 2015; 17: 22 - 32

Li H, Wang W, Chang J. Calcium silicate enhances immunosuppressive function of MSCs to indirectly modulate the polarization of macrophages. Regen Biomater. 2021; 8 (6): 056

Lee BN, Hong JU, Kim SM, Jang JH, Chang HS, et al. Anti-inflammatory and osteogenic effects of calcium silicate-based root canal sealers. J Endod. 2019; 45 (1): 73 - 78

Dashnyam K, Buitrago J.O., Bold T, Mandakhbayar N, Perez RA, Knowles JC, et al. Angiogenesis-promoted bone repair with silicate-shelled hydrogel fiber scaffolds. Biomater Sci. 2019; 7 (12): 5221 - 5231

Lee JH, Ryu HS, Seo JH, Lee DY, Chang BS, Lee CK. Negative effect of rapidly resorbing properties of bioactive glass-ceramics as bone graft substitute in a rabbit lumbar fusion model. Clin Orthop Surg. 2014; 6 (1): 87 - 95

Karadjian M, Essers C, Tsitlakidis S, Reible B, Moghaddam A, Boccaccini AR, et al. Biological properties of calcium phosphate bioactive glass composite bone substitutes: current experimental evidence. Int J Mol Sci. 2019; 20 (2): 305

Ros-Tárraga P, Mazón P, Revilla-Nuin B, Rabadán-Ros R, de Aza PN, Meseguer-Olmo L. High temperature CaSiO3-Ca3(PO4)2 ceramic promotes osteogenic differentiation in adult human mesenchymal stem cells. Mater Sci Eng C Mater Biol Appl. 2020; 107: 110355

Rozhdestveskiy AA, Dzuba GG, Erofeev SA, Solonenko AA, Shevchenko AE, Kuzovkin AN, et al. The first results of experimental application of synthetic material based on a mixture of calcium phosphate and silicate to replace bone defects. Modern Problems of Science and Education. 2022; (3): 137. Russian (Рождественский А. А., Дзюба Г. Г., Ерофеев С. А., Солоненко А. П., Шевченко А. Е., Кузовкин А. Н., и др. Первые результаты экспериментального применения синтетического материала на основе смеси фосфата и силиката кальция с целью замещения костных дефектов // Современные проблемы науки и образования. 2022. № 3. C. 137)

Oryan A, Alidadi S, Moshiri A, Maffulli N. Bone regenerative medicine: classic options, novel strategies, and future directions. J Orthop Surg Res. 2014; 9 (1): 18

Kosulin AV, Elyakin DV. Donor site morbidity as a problem of spinal surgery: systematic review. Russian Journal of Spine Surgery. 2016; 13 (2): 45-51. Russian (Косулин А. В., Елякин Д .В. Болезни донорской зоны как проблема хирургической вертебрологии: систематический обзор // Хирургия позвоночника. 2016. Т.13, № 2. С. 45 - 51)

Wilden JA, Moran SL, Dekutoski MB, Bishop AT, Shin AY. Results of vascularized rib grafts in complex spinal reconstruction. J Bone Joint Surg Am. 2006; 88 (4): 832 - 839

Buser Z, Brodke DS, Youssef JA, Meisel HJ, Myhre SL, Hashimoto R, et al. Synthetic bone graft versus autograft or allograft for spinal fusion: a systematic review. J Neurosurg Spine. 2016; 25 (4): 509 - 516

Shin SR, Tornetta P 3rd. Donor Site Morbidity After Anterior Iliac Bone Graft Harvesting. J Orthop Trauma. 2016; 30 (6): 340 - 343

Armaghani SJ, Even JL, Zern EK, Braly BA, Kang JD, Devin CJ. The evaluation of donor site pain after harvest of tricortical anterior iliac crest bone graft for spinal surgery: a prospective study. Spine. 2016; 41 (4): 191 - 196

Todorov A, Kreutz M, Haumer A, Scotti C, Barbero A, Bourgine PE, et al. Fat-derived stromal vascular fraction cells enhance the bone-forming capacity of devitalized engineered hypertrophic cartilage matrix. Stem Cells Transl Med. 2016; 5 (12): 1684 - 1694

Miguel FB, Cardoso AK, Barbosa AA Jr, Marcantonio E Jr, Goissis G, Rosa FP. Morphological assessment of the behavior of three-dimensional anionic collagen matrices in bone regeneration in rats. J Biomed Mater Res B Appl Biomater. 2006; 78 (2): 334 - 339

Artas G, Gul M, Acikan I, Kirtay M, Bozoglan A, Simsek S, et al. A comparison of different bone graft materials in peri-implant guided bone regeneration. Braz Oral Res. 2018; 32: 59

Grégoire M, Orly I, Menanteau J. The influence of calcium phosphate biomaterials on human bone cell activities. An in vitro approach. J Biomed Mater Res. 1990; 24 (2): 165 - 177

Vasconcelos LQ, Monção MM, Barbosa Júnior A. de A, Carrodeguas R G, Barreto IC., de Araújo RP. Histomorphological and histomorphometric analysis of wollastonite and tricalcium phosphate composite at different concentrations after in vivo implantation. Brazilian Journal of Development. 2023; 9(1):5324–5338. https://doi.org/10.34117/bjdv9n1-363


Статистика просмотров

Загрузка метрик ...

Ссылки

  • На текущий момент ссылки отсутствуют.