PERSONALIZIROVANNYE GEN-AKTIVIROVANNYE IMPLANTATY DLYa TKANEVOY INZhENERII: REZUL'TATY PERVOGO EKSPERIMENTA

Abstract

Full Text

Для эффективного лечения пациентов с протяженными дефектами костей требуются такие остеопластические материалы, которые одновременно обладали бы оптимальными остеокондуктивными свойствами, точно соответствовали по форме и размерам замещаемому дефекту и содержали биологически активные компоненты, индуцирующие репаративный остеогенез. С учетом этих принципов, уже разработаны различные варианты персонализированных тканеинженерных и содержащих факторы роста изделий, изготовленных с использованием технологий трехмерной печати. Однако известные недостатки указанных подходов препятствуют решению клинической проблемы. В этой связи, основываясь на успешных результатах исследований стандартизированных ген-активированных материалов и трехмерной печати матриксов на основе октакальциевого фосфата (ОКФ), мы разработали оригинальную технологию изготовления персонализированных ген-активированных имплантатов, состоящих из ОКФ и плазмидной ДНК, несущей терапевтический ген(ы), в частности, ген сосудистого эндотелиального фактора роста (VEGF) [Патент РФ № 2597786]. Исследование было выполнено на свиньях-самцах средней массой 50±2 кг (n = 4). Каждому животному по данным мультиспиральной КТ планировались дефекты большеберцовых костей правых задних конечностей с полным прерыванием и тела нижней челюсти в области углов с обеих сторон с сохранением непрерывности. Дефекты длинных трубчатых костей имели общую протяженность 30 мм, центральная часть которых длиной 10 мм соответствовала диаметру кости, а две периферические размерами 10x5x5 мм формировали краевые дефекты. Дефекты нижней челюсти имели размеры 25x15x10 мм, а по ширине соответствовали кости. С использованием технологии трехмерной печати были изготовлены матриксы-носители из ОКФ, точно соответствующие форме и размерам запланированных дефектов, изделия стерилизовались гамма-облучением и по ори Гены & Клетки Том XII, № 3, 2017 материалы III национального конгресса по регенеративной медицине 47 гинальной технологии подвергались объединению с плазмидной ДНК, несущей ген VEGF. Персонализированные блоки ген-активированных материалов имплантировали животным под наркозом, в качестве контроле служили блоки из ОКФ, которые использовали только для реконструкции нижней челюсти слева. В ходе имплантации осуществляли остеосинтез с использованием реконструктивной пластины для большеберцовой кости и минипластин для нижней челюсти. Результаты оценивали по данным КТ и гистологического исследования через 3 и 6 мес. после операции. По данным КТ, на всех сроках наблюдения костные дефекты не определялись, были заполнены регенератом высокой плотности и интегрированными с костными стенками имплантатами. Гистологическое исследование подтвердило заполнение дефектов костным регенератом, окружающим фрагменты блоков без соединительнотканной капсулы. Определялся гипертрофический периостальный костный регенерат, частичная фрагментация имплантатов. Таким образом, первичные данные свидетельствуют об эффективности разработанных персонализированных ген-активированных материалов в реконструкции костей скелета, однако требуются дополнительные исследования и оптимизация способа аддитивного производства.