Genes & CellsGenes & CellsГены и КлеткиGenes and Cells2313-18292500-2562Human Stem Cells Institute12143210.23868/gc121432ArticlesСтатьиRol' autogennykh mul'tipotentnykh mezenkhimal'nykh stromal'nykh kletok v tkaneinzhenernykh konstruktsiyakh na osnove natural'nykh korallov i sinteticheskikh biomaterialov pri zameshchenii kostnykh defektov u zhivotnykhРоль аутогенных мультипотентных мезенхимальных стромальных клеток в тканеинженерных конструкциях на основе натуральных кораллов и синтетических биоматериалов при замещении костных дефектов у животныхSergeevaN SСергееваН С

ФГУ «Московский научно-исследовательский онкологический институт им. ПА. Герцена Росмедтехнологий»

FrankG AФранкГ А

ФГУ «Московский научно-исследовательский онкологический институт им. ПА. Герцена Росмедтехнологий»

SviridovaI KСвиридоваИ К

ФГУ «Московский научно-исследовательский онкологический институт им. ПА. Герцена Росмедтехнологий»

KirsanovaV AКирсановаВ А

ФГУ «Московский научно-исследовательский онкологический институт им. ПА. Герцена Росмедтехнологий»

AkhmedovaS AАхмедоваС А

ФГУ «Московский научно-исследовательский онкологический институт им. ПА. Герцена Росмедтехнологий»

AntokhinA IАнтохинА И

ГОУ ВПО РГМУ Минсоцразвития

ФГУ «Московский научно-исследовательский онкологический институт им. ПА. Герцена Росмедтехнологий»ГОУ ВПО РГМУ Минсоцразвития1512200944NO4 (2009)№4 (2009)566411012023Copyright ©; 2009, Eco-VectorCopyright ©; 2009, Эко-Вектор2009Eco-VectorЭко-Векторhttps://genescells.ru/2313-1829/article/view/121432

Цель исследования - анализ механизмов остеогенеза при замещении костных дефектов у лабораторных животных искусственными и натуральными биоматериалами самостоятельно и в составе тканеинженерных конструкций (ТИК) с аутогенными мультипотентными мезенхимальными стромальными клетками (ММСК). В работе использовали гранулированные (у крыс) и цельные (у баранов) синтетические биоматериалы: пористую биокерамику на основе карбонатгидроксиапатита (КГА), биокомпозит - высокопористый матрикс из среднемолекулярного хитозана, армированный гранулами КГА, и натуральный коралл (НК) сем. Асгорога. Создавали дефекты: ограниченный - остеотомия голени крысы и критический - сегментарная резекция бедренной кости барана. Для получения ТИК аутогенные ММСК животных (II-IV пассаж) переносили на образцы материалов и культивировали в течение 7-10 (крысы) и 14-21 (бараны) сут. Оперативные вмешательства проводили под общей анестезией. В стандартные сроки животных выводили из эксперимента, область дефекта с окружающими тканями фиксировали и декальцинировали. Гистологические срезы окрашивали гематоксилином и эозином и проводили световую микроскопию. Закрытие костного дефекта у животных при имплантации перечисленных материалов происходит путем периостального остеогенеза и завершается в сроки 6-12 мес. Компактная костная ткань у крыс образуется уже через 9 нед. после операции. У барана через 6 мес. вещество НК замещается компактной костной тканью с формированием органотипических структур (остеонов). Использование ТИК с аутоММСК значительно ускоряет процессы репаративной регенерации за счет активации, помимо периостального, - энхондрального механизма остеогенеза. Использование ТИК с аутогенными ММСК на основе искусственных керамических, композиционных и натуральных материалов в гранулированной форме или в виде цельных имплантатов существенно сокращает сроки замещения костных дефектов за счет того, что дополнительно к периостальному включается энхондральный остеогенез, что приводит к образованию костной ткани de novo по всему объему дефекта и в итоге - органотипическому замещению дефекта.

ММСКтканеиженерные конструкциикостные дефектыбиоматериалыEl-Ghannam A. Bone reconstruction: from bioceramics to tissue engineering. Expert. Rev. Med. Devices. 2005; 2(l): 87-101Баринов СМ., Комлев B.C. Биокерамика на основе фосфатов кальция. М., Наука; 2005.Карпцов В.И., Анисимов А.И., Емельянов В.Г. Использование деминерализованной аллокости при комплексном лечении нарушений репаративного остеогенеза. Деминерализованный костный трансплантат и его применение. - СПб.: ППМИ; 1ЭЭЗ: 129-34.Сычев А.Е., Вадченко С.Г., Камынина O.K. и др. Пористые материалы на основе сплавов титана и кобальта для гибридных имплантатов. Клеточные технологии в биологии и медицине 2009; 1: 52-58.Хенч П., Джонс Д. Биоматериалы, искусственные органы и инжиниринг тканей. М.: Техносфера; 2007.В. Решетов И.В., Чиссов В.И. Пластическая и реконструктивная микрохирургия в онкологии. Атлас-монография. М.; 2001.Caplan A.I. Review: mesenchymal stem cells: cell-based reconstructive therapy in orthopedics. Tissue Eng. 2005; 11 [7-8]: 1198-211.Шишацкая Е.И., Камендов И.В., Старосветский СИ. Исследование остеопластических свойств матриксов из резорбируемого эфира гидроксимасляной кислоты. Клеточная трансплантология и тканевая инженерия 2008; ЗС4): 41-7.Мелихова B.C., Сабурина А.А., Орлов А.А. и др. Моделирование функционального остеогенеза с использованием биодеградируемого матрикса и аутогенных стромальных клеток подкожной жировой ткани. Клеточная трансплантология и тканевая инженерия 2009; 4(11: 59-68.Habibovic P., de Groot К. Osteoinductive biomaterials - properties and relevance in bone repair. J. Tissue Eng. Regen. Med. 2007; 1 Ш: 25-32.MansurA.A., Mansur H.S. Preparation and characterization of 3D porous ceramic scaffolds based on portland cement for bone tissue engineering. J. Mater. Sci. Mater. Med. 2009; 20С1П: 497-505.Чиссов В.И., Сергеева Н.С, Решетов И.В. и др. Клеточные технологии в замещении тканевых дефектов в онкологии. Вестник РАМН 2006; 6: 34-8.Чиссов В.И., Свиридова И.К., Сергеева Н.С. и др. Изучение in vivo биосовместимости и динамики замещения дефекта голени у крыспористыми гранулированными биокерамическими материалами Клеточные технологии в биологии и медицине 2008; 3: 151-6.Сергеева Н.С, Свиридова И.К., Решетов И.В. и др. Разработка биоинженерных конструкций на основе аутологичных мезенхимальных стволовых клеток [МСЮ и 3D материалов - матриксов синтетических и природного происхождения с целью восстановления костных дефектов у экспериментальных животных. Материалы III Всероссийского симпозиума с международным участием «Актуальные вопросы тканевой и клеточной трансплантологии». 2007; 25-26 апреля, Москва, Россия, 41-2.Чиссов В.И., Сергеева Н.С, Баринов СМ. и др. Натуральные материалы [скелет кораллов Асгорога] как стандарт для нового поколения керамических материалов для биоинженерных конструкций с аутологичными мезенхимальными мультипотентными стромальными клетками (ММСК) для замещения костных дефектов. Тезисы VIII Международной конференции «Высокие технологии XXI века». 2008; 26 октября - 2 ноября, Бенидорм, Испания.Vallet-RegH М., Gonzales-Calbert J.M. Calcium phosphates as substitution of bone tissue. Progr. Solid State Chem. 2004; 32: 1-31.Barinov S.M., Bibikov V.Yu., Durisin J. et al. Sintering of porous carbonated apatite bioceramics. J. Powder Metallurgical Progress. 2004; 4 [23: 96-102.Bakunova N.V., Komlev V.S., Fedotov A.Yu. et al. A method to fabricate porous carbonated hydroxyapatite scaffolds for bone tissue engineering. J. Powder Metallurgy Progress. 2008.Баринов СМ., Смирнов В.В., Фадеева И.В. и др. Шихта для карбонат гидроксиапатитовой керамики. Положительное решение по заявке № 2004138284 на патент РФ.Федотов А.Ю., Смирнов В.В., Фомин А.С. и др. Пористые хитозановые матриксы, армированные биоактивными соединениями кальция. Доклады Академии Наук 2008; 423С6): 1-3.Федотов А.Ю. Высокопористые композиционные материалы для замещения костных дефектов в онкологической хирургии и ортопедии. Перспективные материалы 2008; 5: 363-6.Микроскопическая техника: руководство для врачей-лаборантов. Под ред. Д.С. Саркисова, Ю.Л. Перова. М.: Медицина. 1996: 460-462.Денисов-Никольский Ю.И., Миронов СП., Омельяненко Н.П. Актуальные проблемы теоретической и клинической остеоартрологии. М.; 2005.