Биосовместимость кальцийфосфатных материалов биогенного происхождения при имплантации в область дефектов костей собак

Биосовместимость кальцийфосфатных материалов биогенного происхождения при имплантации в область дефектов костей собак

Автор: Талашова Ирина Александровна, Силантьева Тамара Алексеевна, Кононович Наталья Андреевна, Лунева Светлана Николаевна

Журнал: Гений ортопедии @geniy-ortopedii

Рубрика: Оригинальные статьи

Статья в выпуске: 4, 2016 года.

Бесплатный доступ

Цель. Оценить биосовместимость имплантационных кальцийфосфатных материалов из костной ткани быков в зависимости от их состава. Материалы и методы. В эксперименте на животных (собаки) оценивали биосовместимость трех имплантационных кальцийфосфатных материалов, произведенных по оригинальной технологии. Материалы получены из бычьей костной ткани путем ее деминерализации и осаждения из раствора солей фосфатов кальция. Для улучшения характеристик биосовместимости в их состав дополнительно вводили белки с молекулярной массой от 20 до 30 кДа, выделенные из сыворотки крови собак с активным остеогенезом. Выделение проводили с применением методов высаливания, диализа и гель-проникающей хроматографии. Кальцийфосфатные материалы и их композиты имплантировали в дефекты метафизов трубчатых костей. Исследование выполнено с применением методов инфракрасной спектроскопии, рентгеновского электронно-зондового микроанализа, световой и сканирующей электронной микроскопии. Количественно и качественно определяли химический состав материалов, характер и интенсивность репаративного костеобразования. Гистоморфометрически оценивали диаметр частиц имплантатов в составе тканей, заполняющих область дефекта губчатой кости. Результаты. Установлено, что имплантируемые материалы в разной степени обладали свойствами биодеградации, остеоиндукции и остеокондукции. Кальцийфосфатные материалы, наиболее приближенные по своему составу к костной ткани, имели высокую степень биосовместимости. Заключение. Предложенные кальцийфосфатные материалы могут найти применение в клинической практике при возмещении посттравматических дефектов, коррекции патологических состояний, сопровождающихся остеопорозом и потерей костного вещества.

Еще

Кальцийфосфатные материалы, биосовместимость, остеоиндукция, остеокондукция, биодеградация, биоинтеграция

Короткий адрес: https://sciup.org/142121934

IDR: 142121934   |   DOI: 10.18019/1028-4427-2016-4-95-103

Список литературы Биосовместимость кальцийфосфатных материалов биогенного происхождения при имплантации в область дефектов костей собак

  • Pili D., Tranquilli Leali P. Biomaterials and bone//Aging Clin. Exp. Res. 2011. Vol. 23, 2 Suppl. P. 74-75.
  • Bone formation with two types of grafting materials: a histologic and histomorphometric study/A.R. Rokn, M.A. Khodadoostan, A.A. Reza Rasouli Ghahroudi, P. Motahhary, M.J. Kharrazi, H.D. Bruyn, R. Afzalifar, E. Soolar, A. Soolari//Open Dent. J. 2011. Vol. 5. P. 96-104.
  • Habibovic P., de Groot K. Osteoinductive biomaterials -properties and relevance in bone repair//J. Tissue Eng. Regen. Med. 2007. Vol. 1, N 1. P. 25-32.
  • Osteoinductive biomaterials: current knowledge of properties, experimental models and biological mechanisms/A.M. Barradas, H. Yuan, C.A. van Blitterswijk, P. Habibovic//Eur. Cell Mater. 2011. Vol. 21. P. 407-429.
  • Davies J.E. Bone bonding at natural and biomaterial surfaces//Biomaterials. 2007. Vol. 28, N 34. P. 5058-5067.
  • McKee M.D. Management of segmental bony defects: the role of osteoconductive orthobiologics//J. Am. Acad. Orthop. Surg. 2006. Vol. 14, 10 Spec. No. P. 163-167.
  • El-Ghannam A. Bone reconstruction: from bioceramics to tissue engineering//Expert Rev. Med. Devices. 2005. Vol. 2, N 1. P. 87-101.
  • Le Geros R.Z. Biodegradation and bioresorption of calcium phosphate ceramics//Clin. Mater. 1993. Vol. 14, N 1. P. 65-88.
  • Perry C.C., Patwardhan S.V., Deschaume O. From biominerals to biomaterials: the role of biomolecule-mineral interactions//Biochem. Soc. Trans. 2009. Vol. 37, Pt. 4. P. 687-691.
  • Demineralized bone matrix and hydroxyapatite/tri-calcium phosphate mixture for bone healing in rats/A. Oztürk, H. Yetkin, L. Memis, E. Cila, S. Bolukbasi, C. Gemalmaz//Int. Orthop. 2006. Vol. 30, N 3. P. 147-152.
  • Back-scattered electron imaging and elemental analysis of retrieved bone tissue following sinus augmentation with deproteinized bovine bone or biphasic calcium phosphate/C. Lindgren, M. Hallman, L. Sennerby, R. Sammons//Clin. Oral Implants Res. 2010. Vol. 21, N 9. P. 924-930.
  • Tissue responses of calcium phosphate cement: a study in dogs/H. Yuan, Y. Li, J.D. de Bruijn, K. de Groot, X. Zhang//Biomaterials. 2000. Vol. 21, N 12. P. 1283-1290.
  • An animal model in sheep for biocompatibility testing of biomaterials in cancellous bones/K.M. Nuss, J.A. Auer, A. Boos, B. von Rechenberg//BMC Musculoskelet. Disord. 2006. Vol. 7. P. 67.
  • Hannink G., Arts J.J. Bioresorbability, porosity and mechanical strength of bone substitutes: what is optimal for bone regeneration?//Injury. 2011. Vol. 42, Suppl. 2. P. S22-S25.
  • Badylak S.F., Freytes D.O., Gilbert T.W. Extracellular matrix as a biological scaffold material: Structure and function//Acta Biomater. 2009. Vol. 5, N 1. P. 1-13.
  • Carano R.A., Filvaroff E.H. Angiogenesis and bone repair//Drug Discov. Today. 2003. Vol. 8, N 21. P. 980-989.
  • The role of angiogenesis in a murine tibial model of distraction osteogenesis/R.S. Carvalho, T.A. Einhorn, W. Lehmann, C. Edgar, A. Al-Yamani, A. Apazidis, D. Pacicca, T.L. Clemens, L.C. Gerstenfeld//Bone. 2004. Vol. 34, N 5. P. 849-861.
  • Шевцов В.И., Ерофеев С.А., Шрейнер А.А. Рентгенологическая динамика формирования дистракционного регенерата при удлинении конечности в условиях восьмикратной дробности дистракции//Гений Ортопедии. 2003. № 2. С. 5-9.
  • Handbook of Histology Methods for Bone and Cartilage/Eds. H.A. Yuehuei, L.M. Kylie. Totowa-New Jersey: Humana Press Inc., 2003.
  • Glantz S. Primer of Biostatistics. 6rd ed. New York: McGraw-Hill, 2005.
  • Multiscale osteointegration as a new paradigm for the design of calcium phosphate scaffolds for bone regeneration/S.K. Lan Levengood, S.J. Polak, M.B. Wheeler, A.J. Maki, S.G. Clark, R.D. Jamison, A.J. Wagoner Johnson//Biomaterials. 2010. Vol. 31, N 13. P. 3552-3563.
  • Phase composition, mechanical performance and in vitro biocompatibility of hydraulic setting calcium magnesium phosphate cement/U. Klammert, T. Reuther, M. Blank, I. Reske, J.E. Barralet, L.M. Grover, A.C. Kübler, U. Gbureck//Acta Biomater. 2010. Vol. 6, N 4. P. 1529-1535.
  • Bohner M., Baumgart F. Theoretical model to determine the effects of geometrical factors on the resorption of calcium phosphate bone substitutes//Biomaterials. 2004. Vol. 25, N 17. P. 3569-3582.
  • An in vitro evaluation of the Ca/P ratio for the cytocompatibility of nano-to-micron particulate calcium phosphates for bone regeneration/H. Liu, H. Yazici, C. Ergun, T.J. Webster, H. Bermek//Acta Biomater. 2008. Vol. 4, N 5. P. 1472-1479.
  • The effects of calcium phosphate cement particles on osteoblast functions/D.P. Pioletti, H. Takei, T. Lin, P. Van Landuyt, Q.J. Ma, S.Y. Kwon, K.L. Sung//Biomaterials. 2000. Vol. 21, N 11. P. 1103-1114.
  • Wang H., Lee J.K., Moursi A., Lannutti J.J. Ca/P ratio effects on the degradation of hydroxyapatite in vitro. J Biomed Mater Res A. 2003 Nov 1;67(2):599-608.
  • Combes C., Rey C. Adsorption of proteins and calcium phosphate materials bioactivity//Biomaterials. 2002. Vol. 23, N 13. P. 2817-2823.
  • Bab I., Chorev M. Osteogenic growth peptide: from concept to drug design//Biopolymers. 2002. Vol. 66, N 1. P. 33-48.
  • Al-Sanabani J.S., Madfa A.A., Al-Sanabani F.A. Application of calcium phosphate materials in dentistry//Int. J. Biomater. 2013. Vol. 2013. P. 876132 DOI: 10.1155/2013/876132
  • Larsson S., Hannink G. Injectable bone-graft substitutes: current products, their characteristics and indications, and new developments//Injury. 2011. Vol. 42, Suppl. 2. P. S30-S34.
  • Kanczler J.M., Oreffo R.O. Osteogenesis and angiogenesis: the potential for engineering bone//Eur. Cell Mater. 2008. Vol. 15. P. 100-114.
Еще
Статья научная
QR-код для установки приложения SciUp Наведите камеру и скачайте бесплатное приложение SciUp