Исследование остеопластических свойств матриксов из резорбируемого полиэфира гидроксимасляной кислоты


Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

Для целей репаративного остеогенеза разработано семейство объемных имплантатов разного состава: из резорбируемого полимера гидроксимасляной кислоты (полигидроксибутирата, ПГБ), из композиции этого полимера с гидроксилапатитом (ГАП), и в сочетании ПГБ с рекомбинантным морфогенетическим белком кости человека-2 (КМБ-2). В экспериментах на животных с использованием модели сегментарной остеотомии исследованы остеопластические свойства разработанных имплантатов в сравнение с фирменными материалами, применяемыми в стоматологии. Показано, что реконструктивный остеогенез происходит активно при использовании всех типов имплантатов, содержащих в качестве основного компонента полигидроксибутират. Собственно полигидроксибутират и его композиции с гидроксиапатитом и морфогенетическим белком КМБ-2 обладают выраженными остеопластическими свойствами, медленно и адекватно росту новой костной ткани деградируют in vivo, обеспечивая нормальное протекание репаративного остеогенеза.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

Екатерина Игоревна Шишацкая

Институт биофизики СО РАН; Сибирский Федеральный университет

Автор, ответственный за переписку.
Email: shishatskaya@inbox.ru
Россия, Красноярск; Красноярск

И. В. Камендов

Красноярский стоматологический научный центр по проблеме сахарного диабета

Email: shishatskaya@inbox.ru
Россия, Красноярск

Сергей Иванович Старосветский

Красноярский стоматологический научный центр по проблеме сахарного диабета

Email: shishatskaya@inbox.ru
Россия, Красноярск

Татьяна Григорьевна Волова

Институт биофизики СО РАН; Сибирский Федеральный университет

Email: shishatskaya@inbox.ru
Россия, Красноярск; Красноярск

Список литературы

  1. Bourne R.B. Fractures of the patella after total knee replacement. Orthop. Clin. North Am. 1999; 2:287-91.
  2. Шевцов В.И., Попова Л.А. Совершенствование способов чрескостного остеосинтеза — новая методология реабилитации больных в травматологии и ортопедии. Курортные ведомости 2006; 38: 136-40.
  3. Alberts К.A., Loohagen G., Einarsdottir Н. Open tibial fractures: faster union after unreamed nailing than external fixation. Injury. 1999; 8: 519—23.
  4. Sackett K., Hendricks C., Pope R. Collaboration: an innovative education/business partnership. Case Manager 2000; 6: 40-4.
  5. Vacanti C.A, Vacanti J.P. The science of tissue engineering. Orthop. Clin. North Am. 2000; 31: 51-6.
  6. Terada S., Sato M., Sevy A., Vacanti J.P. Tissue engineering in the twenty-first century. Yonsei. Med. J. 2000; 41: 685—91.
  7. Деев P.B., Исаев A.A., Кочиш А.Ю., Тихилов Р.М. Клеточные технологии в травматологии и ортопедии: пути развития. Клеточная трансплантология и тканевая инженерия 2007; 2(4): 18—30.
  8. Lendekel S., Jodickle, Christophist Р. Autologous stem cells and fibrin glue used to treat widespread traumatic calvarial defects:case report. J. Cranio—Maxilljfac. Surg. 2004, 32: 370—3.
  9. Liu W., Cui L., Cao Y. Mesenchymal Stem Cells and Tissue Engineering. In.: Methods in Enzymology. Editor-in-Chief J.N. Abeison, M.l. Simon. 2006; 420: 261-339.
  10. Mistry A.S, Mikos A.G. Tissue engineering. Strategiest for Bone Regenerations. Adv. Biochem. Engin. Biotechnol. 2005; 94: 1—22.
  11. Wang M. Developing bioactive composite materials for tissue replacement. Biomat. 2003; 24: 2133—51.
  12. Uemura T., Dong Y., Wang Y., Kojima H. et al. Transplantation of cultured bone calls using combinations of scaffolds and culture techniques. Biomat. 2003; 24: 2277-86.
  13. Shin H., Jo S., Mikos A.G. Biomimetic materials for tissue engineering. Biomat. 2003; 24: 4353—64.
  14. Hartman H.M., Vehof J.W.M., Spauwen P.H.M., Jansen Y.A. Ectopic bone formation in rats: the importance of the carrier. Biomat. 2005; 26: 1829-35.
  15. Urist M.R. Bone: Formation by autoinductio. Science 1965; 50: 893-9.
  16. Urist M.R., Leitze A., Davidson E. p-tricalcium phosphate delivery system for bone morphogenetic protein. Clin. Ortop. 1984; 187: 277—9.
  17. Damien C.J., Parsons J.R. Bone graft and bone graft substitutes:a review of current technology and applications. J. Appl. Biomat. 1991; 2: 187-208.
  18. John K.R., Zardiackas L.D., Terry R.C. Histological and electron microscopic analysis of tissue—response to synthetic composite bone graft in the canine. J. Appl. Biomat. 1995; 6: 89—97.
  19. Yamasaki H., Sakai H. Osteogenic response to porous hydroxyapatite ceramics under the skin of dogs. Biomat.1992; 5: 308—12.
  20. Yang Z., Yuan H., Tong W. Osteogenesis in extraskeletal implanted porous calcium phosphate ceramics:variability among different kinds of animals. Biomat. 1996; 17: 2131—7.
  21. Urist M.R., Budy A., Me Lean F. Purification of bone morpogenetic protein by hydroxyapatite chromatography. PNAS USA 1984; 81: 371—5.
  22. Li Y. Synthesis and characterisation of bone-like minerals: Macroscopic approach and microscopic emulation. Leiden; 1994: 119.
  23. Moroni A., Moroni A., Aspenberg P., Toksvig-Larsen S. Enhanced fixation witn hydroxyapatite coated pins. Clin. Orthop. Related Res. 1998; 346: 171-7.
  24. Layrolle P., van der Valk C., Dalmeijer R. Biomimetic calcium phosphate coating and their biological performances. Bioceramics 2001; 13: 391-4.
  25. Леонтьев В.К., Воложин А.И., Курдюмов С.Е. «Еидроксиапол» и «Колапол» в стоматологии. НС 1995; 5: 32—5.
  26. Десятиченко К.С., Курдюмов С.Е. Тенденции в конструировании тканеинженерных систем для остеопластики. Клеточная трансплантология и тканевая инженерия 2008; 3(2): 62—9.
  27. Еригорьянц Л.А., Рабухина Н.А., Бадалян В.А. Применение остеопластических материалов при хирургическом лечении больных с радикулярными кистами, прорастающими в верхнечелюстной синус и полость носа. Клиническая стоматология — 1998; 3: 36—8.
  28. Лошкарев В.П., Баученко Е.В. Сравнительная характеристика отдаленных результатов применения биопланта и колапола-КПЗ и методика введения костной раны под кровяным спуском при хирургическом лечении хронического периодонтита, околокорневых кист. Стоматология 2000; 6: 23-6.
  29. Suchanek W, Yashima М, Kakihana М, Yoshimura М. Flydroxyapatite ceramics with selected sintering additives. Biomat. 1997; 18: 923—33.
  30. Vacanti C.A, Vacanti J.P. The science of tissue engineering. Orthop. Clin. North Am. 2000; 31: 351-6.
  31. Mistry A.S, Mikos A.G., Jansen J.A. Degradation and biocompatibility of a polytpropylene fumarate)-based/alumoxane nanocomposite for bone tissue engineering. J. Biomed. Mater. Res. 2007; 83: 940-53.
  32. Link D.P, van den Dolder J., van den Beucken J.J. et al. Evaluation of the biocompatibility of calcium phosphate cement/PLGA microparticle composites. J. Biomed. Mater. Res. 2008; [Epub ahead of print].
  33. Williams S.F., Martin D.P. Applications of PHAs in Medicine and Faarmaacy: in Series of Biopolymers in 10 vol. (Ed A. Steinbbchel). Wiley- VCYVerlag GmbH. 2002; 4: 91-121.
  34. Sudesh K. Microbial polyhydroxyalkanoates (PHAs): an emerging biomaterial for tissue engineering and therapeutic applications. Med. J. Malaysia 2004; 59: 55—66.
  35. Luklinska Z.B, Schluckwerder H. In vivo response to HA- polyhydroxybutyrate/polyhydroxyvalerate composite. J. Microsc. 2003; 211: 121-9.
  36. Кцsе G.T, Korkusuz F., Korkusuz P., Hasirci V. In vivo tissue engineering of bone using poly(3-hydroxybutyric acid-co-3-hydroxyvaleric acid) and collagen scaffolds. Tissue Eng. 2004; 10: 1234—50.
  37. Coskun S., Korkusuz F., Hasirci V. Hydroxyapatite reinforced poly(3— hydroxybutyrate) and poly(3-hydroxybutyrate-co-3-hydroxyvalerate) based degradable composite bone plate. J. Bioma. Sci. Polym. Ed. 2005; 16: 1485-1502.
  38. Волова Т.Г., Севастьянов В.И., Шишацкая Е.И. Поли- оксиалканоаты — биоразрушаемые полимеры для медицины (под ред. В.И. Шумакова). 2006. Красноярск, изд-во Платина: 288.
  39. Шумаков В.И., Шишацская Е. И., Волова Т.Г. и др. Экспериментальноклиническое обоснование к применению резорбируемых полигидроксиалканоатов в медицине. Материалы IV съезда Всеросийского общества биохимиков и молекулярных биологов. Новосибирск, 11—15 мая 2008: 364.
  40. Шишацкая Е.И., Беляев Б.А., Васильев А.Д. и др. Структура и физико-химические свойства гибридного композита полигицроксибутират/ гидроксиапатит. Перспективные материалы 2005; 1: 40—6.
  41. Шишацкая Е.И. Биосовместимые и функциональные свойства гибридного композита полигидроксибутират/гидроксиапатит. Вестник трансплантологии и искусственных органов 2006; 3: 34—8.
  42. Shishatskaya E.I., Chlusov I.A., Volova T.G. A hybrid PHA- hydroxyapatite composite for biomedical application: production and investigation. J. Biomat. Sci.: Polymer Edn. 2006; 17: 481—98.
  43. Барченко E.H., Кесян E.A., Уразгильдяев 3.3. и др. Сравнительное экспериментально-морфологическое исследование влияния некоторых используемых в травматолого-ортопедической практике кальций- фосфатных материалов на активизацию репаративного остеогенеза. Бюллетень Восточно-Сибирского научного центра Сибирского отделения РАМН 2006; 4: 327-32.
  44. Арсеньев И.Е. экспериментально-морфологическое обоснование клинического применения деградируемых биоимплантаггов в комплексном лечении переломов и ложных суставов длинных трубчатых костей. Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата мед. наук. ФГУ ЦИТО им. Н.Н. Приорова. Москва, 2007.
  45. Яценко В.П., Кабак К.С., Терещенко Т.Л., Коломийцев А.К. Морфологические и биохимические аспекты биодеструкции полимеров. Киев: Наукова думка 1986: 73.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Поперечные спилы костей в области дефекта: I - ПГБ; II - композит ПГБ/ГАП); III - ПГА/гhВМР-2; IV- «Bio-OSS®», V- «Коллапан®». Ув. ×25

Скачать (77KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Регенерат в области имплантации ПГБ, 14 сут.: А - разрастание остеогенной ткани вокруг фрагментов ПГБ (1); Б - новосформированные гаверсовы системы. Окраска: гематоксилин и эозин. Ув.: А — ×100; Б - ×400

Скачать (240KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Регенерат в области имплантации ПГБ/ГАП, 14 сут.: А - новообразованные костные балки, построенные из незрелой костной ткани; Б — фрагмент имплантированного материала, окруженный реактивно измененной соединительной тканью и костными балками. Окраска: гематоксилин и эозин. Ув. ×100

Скачать (293KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Регенерат в области имплантации ПГА/rhBМР—2, 14 сут.: А - поле хрящевой ткани, являющейся плацдармом для развертывания энхондрального остеогенеза; Б - фрагменты имплантата, окруженные реактивно измененной соединительной тканью. Окраска: гематоксилин и эозин. Ув. ×100

Скачать (227KB)
Метаданные
6. Рис. 5. Регенерат в области имплантации препарата «Коллапол®», 14 сут.: А — неупорядоченные костные трабекулы и фрагменты резорбируемого материала; Б - фрагмент материала «Коллапол®», окруженный остеогенной тканью. Окраска: гематоксилин и эозин. Ув. ×100

Скачать (200KB)
Метаданные
7. Рис. 6. Регенерат в области имплантации препарата «Bio-OSS®», 14 суг.: реактивные разрастания минерализованной ткани вокруг резорбирующихся компонентов материала. Окраска: гематоксилин и эозин. Ув. ×100

Скачать (183KB)
Метаданные

© Эко-Вектор, 2023


СМИ зарегистрировано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор).
Регистрационный номер и дата принятия решения о регистрации СМИ: 

Данный сайт использует cookie-файлы

Продолжая использовать наш сайт, вы даете согласие на обработку файлов cookie, которые обеспечивают правильную работу сайта.

О куки-файлах