Научные статьи \ Прикладные науки. Медицина. Технология \ Mедицинские науки \ Патология. Клиническая медицина \ Заболевания опорно-двигательной системы. Скелет и мышечная система

Комплексный подход к изучению препарата, содержащего этидронаты ионов лантаноидов и кальция, in vitro и in vivo

Комплексный подход к изучению препарата, содержащего этидронаты ионов лантаноидов и кальция, in vitro и in vivo

Автор: Бойчук Сергей Васильевич, Житлова Елена Анатольевна, Шакирова Фаина Владимировна, Цыплаков Дмитрий Эдуардович, Ахтямов Ильдар Фуатович, Девятов Федор Владимирович, Рамазанов Булат Рашитович, Закиров Рустем Хайдарович

Журнал: Гений ортопедии @geniy-ortopedii

Рубрика: Оригинальные статьи

Статья в выпуске: 4, 2019 года.

Бесплатный доступ

Поиск новых эффективных методов лечения переломов и дефектов костной ткани - насущная задача медицины. Цель. Изучение эффективности препарата, содержащего этидронаты ионов лантаноидов и кальция, в регенерации дефектов костной ткани. Материалы и методы. На первом этапе исследований были проведены эксперименты in vitro с использованием остеобластной (MC3T3-E1) и остеокластной (RAW 264.7) клеточных линий. Для изучения способности препарата влиять на скорость регенерации малых (2,5 мм в диаметре) костных дефектов у кроликов (n = 36) животным вводили исследуемый препарат в область дефекта на 3 и 5 сутки после оперативного вмешательства. Рентгенометрические и реактивные морфологические преобразования костной ткани в зоне перелома определяли в начале, середине и конце эксперимента. Результаты. Было обнаружено, что вышеуказанный препарат усиливает остеогенную дифференцировку и стимулирует накопление внутриклеточного кальция в клетках линии MC3T3-E1. В то же время, способность препарата ингибировать RANKL-индуцированную дифференцировку остеокластов in vitro не была обнаружена...

Еще

Лантаноиды, этидронат, остеобласты, остеокласты, остеолиз, регенерация дефектов костной ткани

Короткий адрес: https://sciup.org/142222151

IDR: 142222151   |   УДК: [616.71-001-003.93-085]-092.9   |   DOI: 10.18019/1028-4427-2019-25-4-561-568

A comprehensive approach to the in vitro and in vivo study of a preparation containing etidronate of lanthanide and calcium ions

The search for new more effective techniques to repair bone fractures and defects is an urgent task of healthcare. Objective To explore the efficacy of a preparation containing etidronates of lanthanide and calcium ions in regenerative repair of bone defects. Material and methods The osteoblastic MC3T3-E1 and the osteoclastic RAW 264.7 cell lines were used in in vitro experiments at the first stage of the research. The agent was postoperatively injected in a bone defect of 36 rabbits on days 3 and 5 to assess the preparation’s effect on regenerative repair of small defects with diameter of 2.5 mm. Radiometric and reactive morphological characteristics of bone tissue were evaluated at the fracture site at the beginning, middle and end of experiment. Results The above preparation was found to enhance osteogenic differentiation and stimulate accumulation of intracellular calcium in MC3T3 E1 cells. However, the preparation was not shown to inhibit RANKL-induced osteoclast differentiation in vitro...

Еще

Список литературы Комплексный подход к изучению препарата, содержащего этидронаты ионов лантаноидов и кальция, in vitro и in vivo

  • Шастов А.Л., Кононович Н.А., Горбач Е.Н. Проблема замещения посттравматических дефектов длинных костей в отечественной травматолого-ортопедической практике (обзор литературы) // Гений ортопедии. 2018. Т. 24, № 2. С. 252-257.
  • Duncan C.P., Masri B.A. Fractures of the femur after hip replacement // Instr. Course Lect. 1995. Vol. 44. Р. 293-304.
  • Кононович Н.А., Попков А.В. Анализ прижизненной оценки безопасности использования имплантатов с биоактивным напылением // Вестник Ульяновской государственной сельскохозяйственной академии. 2018. № 3 (43). С.126-132.
  • Robey P.G. Vertebrate mineralized matrix proteins: structure and function // Connect. Tissue Res. 1996. Vol. 35, No 1-4. P. 131-136.
  • Morphological Studies of Local Influence of Implants with Coatings Based on Superhard Compounds on Bone Tissue under Conditions of Induced Trauma / G. Kabirov, F. Shakirova, J. Manirambona, I. Akhtyamov, E. Gatina, D. Tsiplakov // J. Fac. Vet. Med. Istanbul Univ. 2015. Vol. 41, No 2. P. 177-184.
  • Ahrens L.H. Shielding efficiency of cations // Nature. 1954. Vol. 174. P. 644-645.
  • Brooker M.H., Bredig M.A. Significance of both polarizability and polarizing power of cations in nitrate vibrational spectra // J. Chem. Phys. 1973. Vol. 58. P. 5319-5327.
  • DOI: 10.1063/1.1679146
  • Mikenda W. IR study of cation effects on the O-D stretching frequencies of isotopically dilute HDO in aqueous salt solutions // Chemical Monthly. 1986. Vol. 117, No 8-9. P. 977-984.
  • Histomorphometric and densitometric changes in bone volume and structure after avascular bone grafting in the extremely atrophic maxilla / S. Schultze-Mosgau, M. Keweloh, I. Wiltfang, P. Kessler, F.W. Neukam // Br. J. Oral Maxillofac. Surg. 2001. Vol. 39, No 6. P. 439-447.
  • DOI: 10.1054/bjom.2001.0617
  • Lanthanide containing compounds for therapeutic care in bone resorption disorders / C.A. Barta, K. Sachs-Barrable, J. Jia, K.H. Thompson, K.M. Wasan, C. Orvig // Dalton Trans. 2007. No 43, P. 5019-5030.
  • DOI: 10.1039/b705123a
  • In vitro studies of lanthanide complexes for the treatment of osteoporosis / Y. Mawani, J.F. Cawthray, S. Chang, K. Sachs-Barrable, D.M. Weekes, K.M. Wasan, C. Orvig // Dalton Trans. 2013. Vol. 42, No 17. P. 5999-6011.
  • DOI: 10.1039/c2dt32373g
  • Fricker S.P. The therapeutic application of lanthanides // Chem. Soc. Rev. 2006. Vol. 35, No 6. P. 524-533.
  • Interspecies differences in bone composition, density, and quality: potential implications for in vivo bone research / J. Aerssens, S. Boonen, G. Lowet, J. Dequeker // Endocrinology. 1998. Vol. 139, No 2. P. 663-670.
  • Sustained release carriers used to delivery bone morphogenetic proteins in the bone healing process / J.P. Issa, M.V. Bentley, M.M. Iyomasa, W. Sebald, R.F. de Albuquerque // Anat. Histol. Embryol. 2008. Vol. 37, No 3. P. 181-187.
  • The bone induction principle / M.R. Urist, B.F. Silverman, К. Büring, F.L. Dubuc, J.M. Rosenberg // Clin. Orthop. Relat. Res. 1967. Vol. 53. P. 243-283.
  • Способ регенерации костной ткани в эксперименте: пат. 2248210 Рос. Федерация / Ф.В. Девятов, Е.Г. Холмогорцев; патентообладатель: Ф.В. Девятов. № 2003120703/14; заявл. 07.07.2003; опубл. 20.03.2005, Бюл. № 8. 5 с.
  • Способ регенерации костной ткани в эксперименте: заявка 2012119192/14 Рос. Федерация / Ф.В. Девятов; заявитель: Ф.В. Девятов; заявл. 10.05.2012; опубл. 27.06.2014, Бюл. № 18. 12 с.
  • Method for regenerating bone tissue: EP2848250 / F.V. Devyatov; - applied on 10.05.2012; European Patent Bulletin 36 | 2016; 07.09.2016. P.723.
  • Биосовместимость кальций-фосфатных материалов биогенного происхождения при имплантации в область дефектов костей собак / И.А. Талашова, Т.А. Силантьева, Н.А. Кононович, С.Н. Лунева // Гений ортопедии. 2016. № 4. С. 95-103.
  • Автандилов Г.Г. Медицинская морфометрия. М.: Медицина, 1990. 384 с.
  • Коржевский Д.Э. Краткое изложение основ гистологической техники для врачей и лаборантов-гистологов. СПб: Кроф, 2005. 48 с.
  • Computertomographie zur quantitative Bewertung der reparativen Knochenneubildung / G.V. Djachkova, R.V. Stepanov, M.A. Korabelnikov, S.P. Bojchuk, L.V. Suchodolova, N.F. Obanina // Chirurgische Allgemeine. 2007. No 1. P. 35-37.
  • Lee S.H., Kim J.K., Jang H.D. Genistein inhibits osteoclastic differentiation of RAW 264.7 cells via regulation of ROS production and scavenging // Int. J. Mol. Sci. 2014. Vol. 15, No 6. P. 10605-10621.
  • DOI: 10.3390/ijms150610605
  • Induction of osteoblast differentiation indices by statins in MC3T3-E1 cells / T. Maeda, A. Matsunuma, I. Kurahashi, T. Yanagawa, H. Yoshida, N. Horiuchi // J. Cell Biochem. 2004. Vol. 92, No 3. P. 458-471.
  • Brief bonemorphogenetic protein 2 treatment of glucocorticoid-inhibited MC3T3-E1 osteoblasts rescues commitment-associated cell cycle and mineralization without alteration of Runx2 / C.A. Luppen, N. Leclerc, T. Noh, A. Barski, A. Khokhar, A.L. Boskey, E. Smith, B. Frenkel // J. Biol. Chem. 2003. Vol. 278, No 45. P. 44995-45003.
  • Effects of osteogenic protein-1 (OP-1, BMP-7) on bone matrix protein expression by fetal rat calvarial cells are differentiation stage specific / I.W. Li, S. Cheifetz, C.A. McCulloch, K.T. Sampath, J. Sodek // J. Cell Physiol. 1996. Vol. 169, No 1. P. 115-125. :13.0.CO;2-C.
  • DOI: 10.1002/(SICI)1097-4652(199610)169
  • Osteogenic actions of the anti-diabetic drug metformin on osteoblasts in culture / A.M. Cortizo, C. Sedlinsky, A.D. McCarthy, A. Blanco, L. Schurman // Eur. J. Pharmacol. 2006. Vol. 536, No 1-2. P. 38-46.
  • DOI: 10.1016/j.ejphar.2006.02.030
  • Anabolic or catabolic responses of MC3T3-E1 osteoblastic cells to parathyroid hormone depend on time and duration of treatment / P.C. Schiller, G. D'Ippolito, B.A. Roos, G.A. Howard // J. Bone Miner. Res. 1999. Vol. 14, No 9. P. 1504-1512.
  • DOI: 10.1359/jbmr.1999.14.9.1504
  • Effect of lanthanides on red blood cell deformability and response to mechanical stress: role of lanthanide ionic radius / T. Alexy, O.K. Baskurt, N. Nemeth, M. Uyuklu, R.B. Wenby, H.J. Meiselman // Biorheology. 2011. Vol. 48, No 3-4. P. 173-183.
Еще
QR-код для установки приложения SciUp Наведите камеру и скачайте бесплатное приложение SciUp