Локальные факторы стимуляции репаративного остеогенеза (обзор литературы)

Локальные факторы стимуляции репаративного остеогенеза (обзор литературы)

Автор: Садыков Р.И., Ахтямов И.Ф.

Журнал: Кафедра травматологии и ортопедии @jkto

Статья в выпуске: 3 (41), 2020 года.

Бесплатный доступ

Помимо совершенствования способов репозиции и фиксации переломов актуальным направлением современных исследований является возможность применения локальных факторов стимуляции репаративногог остеогенеза. Эти факторы классифицируются по механизму биологического действия на остеогенные, остеокондуктивные, остеоиндуктивные. В данной статье мы провели анализ научной литературы применения костной пластики (аутологичного и аллогенного костных трансплантатов), костных заменителей (деминерализованного костного матрикса (DBM), керамики и цемента на основе фосфата кальция, биоактивного стекла), синтетических факторов роста (костных морфогенетические белков (BMP), факторов роста фибробластов (FGF), сосудистого эндотелиального фактора роста (VEGF), тромбоцитарного фактора роста (PDGF) и инсулиноподобного фактора роста (IGF)), клеточной терапии (аутологичного концентрата аспирата костного мозга (BMAC), PRP-терапия). Значительный прогресс, достигнутый при использовании остеогенных, остеокондуктивныви остеоиндуктивных факторов при замедленной косолидации переломов все таки не подводит финишную черту в решении столь сложной проблемы. В настоящее время большой интерес представляет возможность местного применения бисфосфонатов как изолированно, так и в комбинации с другими компонентами. В статье продемонтрированы исследования локального применения бисфосфонатов (этидроната) в сочетании с ионами лантаноидов и кальцием при переломах у животных, и их положительного влияния на репаративный процесс.

Еще

Замедленная консолидация переломов, локальные факторы стимуляции репаративного остеогенеза, ионы лантаноидов

Короткий адрес: https://sciup.org/142229983

IDR: 142229983   |   DOI: 10.17238/issn2226-2016.2020.3.23-30

Список литературы Локальные факторы стимуляции репаративного остеогенеза (обзор литературы)

  • J.G. Calcei, S.A. Rodeo Orthobiologics for bone healing Clin. Sports Med., 38 (2019), pp. 79-95, 10.1016/j.csm.2018.08.005
  • Zwingenberger S., Nich C., Valladares R.D. et al. Recommendations and considerations for the use of biologics in orthopedic surgery // Bio Drugs. 2012. Vol. 26, No. 4. P. 245–256.
  • Z.X.H. Lim, B. Rai, T.C. Tan et al.Cool. Autologous bone marrow clot as an alternative to autograft for bone defect healing. BONE JOINT RES 2019;8:107–117. DOI: 10.1302/2046-3758.83.BJR-2018-0096.R1.
  • S. Kashayi- Chowdojirao, A. Vallurupalli, V.K. Chilakamarri et al. Role of autologous non-vascularised intramedullary fibular strut graft in humeral shaft nonunions following failed plating J. Clin. Orthop. Trauma., 8 (2017), pp. S21-S30, 10.1016/j.jcot.2016.12.006
  • Shibuya N., Jupiter D.C. Bone graft substitute: allograft and xenograft. Clin Podiatr Med Surg. 2015; 32(January (1)):21–34
  • G. Marongiu, M. Mastio, A. Capone Current options to surgical treatment in osteoporotic fractures Aging Clin. Exp. Res., 25 (2013), pp. 15-17, 10.1007/s40520-013-0081-2
  • A. Capone Periprosthetic fractures: epidemiology and current treatment Clin. Cases Miner. Bone Metab., 14 (2017), p. 189, 10.11138/ccmbm/2017.14.1.189
  • G. Marongiu, D. Podda, M. Mastio et al. Long-term results of isolated acetabular revisions with reinforcement rings: a 10- to 15-year follow-up HIP Int (2019), 10.1177/ 1120700018802750
  • N. Kulachote, P. Sangasoongsong, N. Sirisreetreerux, et al. Demineralized bone matrix add-on for acceleration of bone healing in atypical subtrochanteric femoral fracture: a consecutive case-control study Biomed. Res. Int., 2016 (2016), p. 4061539, 10.1155/2016/4061539
  • J. van der Stok, K.A. Hartholt, D.A.L. Schoenmakers et al. The available evidence on demineralised bone matrix in trauma and orthopaedic surgery Bone Joint Res, 6 (2017), pp. 423-432, 10.1302/2046-3758.67.BJR-2017-0027.R1
  • M.A. Ayoub, M.A. El-Rosasy Hybrid grafting of post-traumatic bone defects using β-tricalcium phosphate and demineralized bone matrix Eur. J. Orthop. Surg. Traumatol., 24 (2014), pp. 663-670, 10.1007/s00590-013-1253-7
  • R. Civinini, A. Capone, C. Carulli et al. The kinetics of remodeling of a calcium sulfate/calcium phosphate bioceramic J. Mater. Sci. Mater. Med., 28 (2017), p. 137, 10.1007/s10856-017-5940-5
  • G.M. Calori, M. Colombo, M. Bucci et al. Clinical effectiveness of Osigraft in long-bones non-unions Injury, 46 (2015), pp. S55-S64, 10.1016/S0020-1383(15)30056-5
  • Y.Y. Yu, S. Lieu, C. Lu, C. Colnot Bone morphogenetic protein 2 stimulates endochondral ossification by regulating periosteal cell fate during bone repair Bone, 47 (2010), pp. 65-73, 10.1016/j.bone.2010.03.012
  • F.M. Klenke, K.A. Siebenrock Osteology in orthopedics – bone repair, bone grafts and bone graft substitutes Ref. Modul. Biomed. Sci, Elsevier (2016), pp. 1-15, 10.1016/B978-0-12-801238-3.99488-1
  • Govender S., Csimma C., Genant H.K. et al. Recombinant human bone morphogenetic protein-2 for treatment of open tibial fractures: A prospective, controlled, randomized study of four hundred and fifty patients // J. Bone Jt. Surg. Am. 2002.Vol. 84. P. 2123–2134.
  • Zimmermann G., Wagner C., Scheckenbecher K. et al.. Treatment of tibial shaft non-unions: bone morphogenetic proteins versus autologous bone graft // Injury. 2009. Vol. 40 (Suppl. 3).P. 50–53
  • Бартов М.С., Карягина А.С., Громов А.В и др. Остеопластические препараты нового поколения ≪Гамалант≫, содержащие факторы роста и регенерации костной ткани // Кафедра травматологии и ортопедии. 2012. № 2. С. 21–25 [Bartov M.S., Karyagina A.S., Gromov A.V et.al Osteoplastic preparations of a new generation “Gamalant” containing growth factors and bone tissue regeneration // The Department of Traumatology and Orthopedics. 2012; 2: 21–25 (In Russ.)]
  • H.T. Aro, S. Govender, A.D. Patel et al. Recombinant human bone morphogenetic protein-2: a randomized trial in open tibial fractures treated with reamed nail fixation J. Bone Jt. Surgery-American, 93 (2011), pp. 801-808, 10.2106/JBJS.I.01763
  • T. Lyon, W. Scheele, M. Bhandari et al. Efficacy and safety of recombinant human bone matrix for closed tibial diaphyseal fracture J Bone Jt. Surg Am., 95 (2013), pp. 2088-2097, 10.1016/S0021-9355(13)73952-3
  • E.A. Barcak, M.J. Beebe Bone morphogenetic protein Orthop. Clin. North Am., 48 (2017), pp. 301-309, 10.1016/j.ocl.2017.03.004
  • Friedlaender GE, Perry CR, Cole JD, et al. Osteogenic protein-1 (bone morphogenetic protein-7) in the treatment of tibial nonunions. J Bone Joint Surg Am. 2001; 83-A Suppl 1 (Pt 2):S151‐S158.
  • H. Kawaguchi, H. Oka, S. Jingushi, et al. A local application of recombinant human fibroblast growth factor 2 for tibial shaft fractures: a randomized, placebo-controlled trial J. Bone Miner. Res., 25 (2010), pp. 2735-2743, 10.1002/jbmr.146
  • Копылов В.А., Миханов В.А., Сафронов А.А. Лечение открытых переломов с помощью метаболитов Bacillus subtilis 804, содержащих фактор роста фибробластов. Гений ортопедии. 2016;(2):78-83. [V.A. Kopylov, V.A. Mikhanov, A.A. Safronov Treatment of open fractures using Bacillus subtilis 804 metabolites containing the fibroblast growth factor. Genij-ortopedii. 2016;(2):78-83. (In Russ.)] doi: 10.18019/1028-4427-2016-2-78-83.
  • C.W. DiGiovanni, S.S. Lin, J.F. Baumhauer, et al. Recombinant human platelet-derived growth factor-BB and beta-tricalcium phosphate (rhPDGF-BB/β-TCP): an alternative to autogenous bone graft J. Bone Jt. Surgery-American, 95 (2013), pp. 1184-1192, 10.2106/JBJS.K.01422
  • E.G. Buettmann, J.A. McKenzie, N. Migotsky, et al. VEGFA from early osteoblast lineage cells (Osterix+) is required in mice for fracture healing J. Bone Miner. Res., 34 (2019), pp. 1690-1706, 10.1002/jbmr.3755
  • Н. А. Корж, П. М. Воронцов, И. В. Вишнякова, Е. М. Самойлова Инновационные методы оптимизации регенерации кости: мезенхимальные стволовые клетки (сообщение 2) (обзор литературы) Ортопедия, травматология и протезирование. 2018. № 1 c 105-116 [N. A. Korzh, P.M. Vorontsov, I. V. Vishnyakova, E. M. Samoilova. Innovative methods for optimization of bone regeneration: mesenhymal bone cells (part 2) (literature review) Ortopediia travmatologiia i protezirovanie 2018;(1):105-116. (In Russ.)]
  • A. Marmotti, L. de Girolamo, D. E. Bonasi Bone marrow derived stem cells in joint and bone diseases: a concise review Int. Orthop. — 2014. — Vol. 9 (38). — P. 1787–1801. — DOI: 10.1007/s00264-014-2445-4.
  • J. Du, Z. Shan, P. Ma et al. Allogeneic bone marrow mesenchymal stem cell transplantation for periodontal regeneration J. Dent. Res. — 2014. — Vol. 2 (93). — P. 183–188. — DOI: 10.1177/0022034513513026
  • K. A. Saad, A. G. Abu-Shahba, E. A. ElDrieny et al. Evaluation of the role of autogenous bone-marrow-derived mesenchymal stem cell transplantation for the repair of mandibular bone defects in rabbits. J. Craniomaxillofac. Surg. — 2015. — Vol. 7 (43). — P. 1151–1160. — DOI: 10.1016/j.jcms.2015.04.013
  • T. Caralla, P. Joshi, S. Fleury et al. In vivo transplantation of autogenous marrow-derived cells following rapid intraoperative magnetic separation based on hyaluronan to augment bone regeneration Tissue Eng. Part A. — 2013. — Vol. 1–2 (19). — P. 125–134. — DOI: 10.1089/ten.tea.2011.0622
  • J.E. Lee, S.J. Heo, J.Y. Koak Bone regeneration with rabbit bone marrow-derived mesenchymal stem cells and bone graft materials / // Int. J. Oral. Maxillofac. Implants. — 2012. — Vol. 6 (27). — P. 1389–1399.
  • M. Jäger, M. Herten, U. Fochtmann et al. Bridging the gap: bone marrow aspiration concentrate reduces autologous bone grafting in osseous defects / // J. Orthop. Res. — 2011. — Vol. 2 (29). — P. 173–180. — DOI: 10.1002/jor.21230.
  • S. J. Kim, Y. W. Shin, K. H. Yang et al. A multi-center, randomized, clinical study to compare the effect and safety of autologous cultured osteoblast (Ossron) injection to treat fractures / // BMC Musculoskelet. Disord. — 2009. — Vol. 10. — P. 20–27. — DOI: 10.1186/1471-2474-10-20
  • M. Marcacci, E. Kon, V. Moukhachev et al. Stem cells associated with macroporous bioceramics for long bone repair: 6- to 7-year outcome of a pilot clinical study // Tissue Engineering. — 2007. — Vol. 13 (5). — Р. 947–955. — DOI: 10.1089/ten.2006.0271.
  • P.C. Schottel, S.J. Warner Role of bone marrow aspirate in orthopedic trauma Orthop. Clin. North Am., 48 (2017), pp. 311-321, 10.1016/j.ocl.2017.03.005
  • M. Rupp, C. Biehl, M. Budak et al. Diaphyseal long bone nonunions — types, aetiology, economics, and treatment recommendations Int. Orthop. (2018), 10.1007/s00264-017-3734-5
  • P. Desai, S.M. Hasan, L. Zambrana et al. Bone mesenchymal stem cells with growth factors successfully treat nonunions and delayed unions HSS J., 11 (2015), pp. 104-111, 10.1007/s11420-015-9432-1
  • Блаженко А.Н., Родин И.А., Понкина О.Н. и др. Влияние A-PRP-терапии на репаративную регенерацию костной ткани при свежих переломах костей конечностей. Инновационная медицина Кубани. 2019;15(3):32-38. [Blazhenko A.N., Rodin I.A. , Ponkina O.N. et alI. The effect of A-PRP-therapy on reparative regeneration of bone tissue with acute bone fractures of the limbs. Innovacionnaya medicina Kubani 2019;15(3):32-38. (In Russ.)] DOI: 10.35401/2500-0268-2019-15-3-32-38
  • J.H. Oh, W. Kim, K.U. Park, et al. Comparison of the cellular composition and cytokine-release kinetics of various plateletrich plasma preparations Am. J. Sports Med., 43 (2015), pp. 3062-3070, 10.1177/0363546515608481
  • D. Wang, S.A. Rodeo Platelet-rich plasma in orthopaedic surgery JBJS Rev, 5 (2017), p. e7, 10.2106/JBJS.RVW.17.00024
  • R. Malhotra, V. Kumar, B. Garg et al. Role of autologous platelet-rich plasma in treatment of long-bone nonunions: a prospective study Musculoskelet. Surg., 99 (2015), pp. 243-248, 10.1007/s12306-015-0378-8
  • A. Duramaz, H.T. Ursavaş, M.G. Bilgili et al. Platelet-rich plasma versus exchange intramedullary nailing in treatment of long bone oligotrophic nonunions Eur. J. Orthop. Surg. Traumatol., 28 (2018), pp. 131-137, 10.1007/s00590-017-2024-7
  • Ujash Sheth, Nicole Simunovic, Guy Klein et al. Efficacy of Autologous Platelet-Rich Plasma Use for Orthopaedic Indications: A Meta-Analysis, The Journal of Bone & Joint Surgery: February 15, 2012 - Volume 94 – Issue 4 - p 298-307 doi: 10.2106/JBJS.K.00154
  • Талашова И.А., Осипова Н.А., Кононович Н.А. Сравнительная количественная оценка репаративного процесса при имплантации биокомпозиционных материалов в костные дефекты // Гений ортопедии. 2012. № 2. С. 68 [I.A. Talashova, E.V. Osipova, N.A. Kononovich. Comparative quantitative evaluation of reparative process for implantation of biocomposition materials into bone defects. Genij-ortopedii. 2012;(2):68. (In Russ.)]
  • Цыплаков Д.Э., Изосимова А.Э., Шакирова Ф.В., Ахтямов И.Ф., Гатина Э.Б. Морфометрическое обоснование остеосинтеза с использованием имплантатов с покрытием нитридами титана и гафния // Казанский медицинский журнал. 2016. № 4. С. 585-591 [Tsyplakov D.E., Izosimova A.E., Shakirova F.V., 2 , Akhtyamov I.F. , Gatina E.B. Morphometric justification of osteosynthesis using implants coated with titanium and hafnium nitrides // Kazan medical journal. 2016;(4):585-591. (In Russ.)]
  • Шастов А.Л. Проблема замещения посттравматических дефектов длинных костей в отечественной травматолого – ортопедической практике (обзор литературы) / // Гений ортопедии. – 2018. – Т.24. - №2. – С. 252– 257. [Shastov A.L. Management of posttraumatic long bone defects in the national orthopedic practice (literature review). Genij Ortopedii. 2018;24(2):252-257. (In Russ.)] , DOI 10/18019/1028-4427-2018-24-2-252-257
  • С.С. Родионова, М.В. Лекишвили, Е.Д. Склянчук и др., Перспективы локального применения антирезорбтивных препаратов при повреждениях и заболеваниях костей скелета (обзор литературы) / // Вестник травматологии и ортопедии им.Н.Н.Приорова. - 2014. - № 4. - С. 83-89. [S.S. Rodionova, M.V. Lekishvili, E.D. Sklianchuk, et al. Prospects for local using anti-resorption preparations for skeletal bone injuries and diseases (a review of the literature) Vestnik Travmatologii i Ortopedii im. N.N. Priorova. 2014; (4): 83-89. (In Russ.)]
  • Barradas A.M., Yuan H., Blitterswijk C.A., et al.Osteoinductive biomaterials: current knowledge of properties, experimental models and biological mechanisms. Eur Cell Mater. 2011;21:407-429
  • R.W. Boyce,С.L.Paddock, J.R. Gleason et al. The effects of risedronate on canine cancellous bone remodeling: three-dimensional kinetic reconstruction of the remodeling site / // J Bone Miner Res. – 1995. - Vol.10. – P.211–221.
  • Endo N, Rutledge SJ, Opas EE, et al. Human protein tyrosine phosphatase-ς: alternative splicing and inhibition by bisphosphonates / / JBoneMinerRes. – 1996. – Vol.11. – P.535–543.
  • Лекишвили М.В., Склянчук Е.Д., Акатов В.С., и др. Костнопластические остеоиндуктивные материалы в травматологии и ортопедии. Гений ортопедии.2015; (4): 61-67. [Lekishvili M.V., Sklianchuk E.D., Akatov V.S.,et al. Osteoplastic osteoinductive materials in traumatology and orthopaedics. Genij Ortopedii. 2015;(4): 61-67. (In Russ.)] doi: 10.18019/1028-4427-2015-4-61-67.
  • Масленникова Д.А., Слесарев С.М, Слесарева Е.В., и др. Изучение характера распределения солей лютецияи изменений в органах и тканях крыс после их вве-дения. Ульяновский медико-биологический журнал. 2017;(2):135-143. [Maslennikova D.A. , Slesarev S.M., Slesareva E.V. et al. Lutetium biodistribution in rat organ and tissue and consecutive changes after lutetium salt injection. Ulyanovsk Medico-biological Journal. 2017;(2):135-143. (In Russ.)]
  • Ахтямов И.Ф., Житлова Е.А. , Цыплаков Д.Э. и др. Рентгеноморфологические параллели остеорегенеративного процесса при использовании препарата на основе этидронатов лантаноидов Политравма. – 2017. – No4. – С. 16-22 [Akhtyamov I.F., Zhitlova E.A. ,Tsyplakov D.E. et al. Xray and morphological parallels of the osteoregenerative process after using the agent based on ion lanthanide etidronate. Polytrauma. 2017;(4):16-22. (In Russ.)]
  • Н.С. Рукк, Г.Н. Апрышко, А.Ю. Скрябина Перспективность создания противоопухолевых лекарств на основе координационных соединений элементов IIIB – группы / // Российский биотерапевтический журнал. – 2014. – Т.13. - №2. – С. 47 – 50. [N.S. Rukk , G.N. Apryshko , A.Yu. Skryabina Preparation perspectives of antitumor drugs on the basis of the IIIB group elements coordination compounds. Rossijskij bioterapevticheskij zhurnal. 2014;13(2):47-50. (In Russ.)]
  • Е.С. Качесова, Е.А. Шевченко, О.А. Успенская . Новая схема комплексного лечения агрессивных форм пародонтита / // Современные технологии в медицине. – 2017. – Т.9. – №4. – С. 209 – 216. DOI: 10.17691/stm2017.9.4.26 [E.S. Kachesova, E.A. Shevchenko, O.A. Uspenskaya A new regimen of complex therapy for aggressive periodontitis. Sovremennye tehnologii v medicine. 2017;9(4):209-216. (In Russ.)]
  • С.В. Бойчук, Е.А. Житлова, Ф.В. Шакирова, Д.Э. Цыплаков, И.Ф. Ахтямов Комплексный подход к изучению препарата, содержащего этидронаты ионов лантаноидов и кальция, invitro и invivo // Гений ортопедии. - 2019. - Т.25, - №4. - С.561-568. [S.V. Boichuk, E.A. Zhitlova, F.V. Shakirova, D.E Tsyplakov, I.F. Akhtyamov. A comprehensive approach to the in vitro and in vivo study of a preparation containing etidronate of lanthanide and calcium ions. Genij Ortopedii. 2019;25(4):561-568. (In Russ.)] DOI10.18019/1028-4427-2019-25-4-561-56
  • Ахтямов И.Ф., Шакирова Ф.В., Коробейникова Д.А., Хань Хао Чжи , Садыков Р.И. Влияние компонентов на основе ионов лантаноидов и кальция на плотность костной ткани при переломе бедренной кости у животных. Травматология и ортопедия России. 2020;26(1): 138-146. [Akhtyamov I.F. , Shakirova F.V. , Korobeynikova D.A. , Han Hao Zhi , Sadykov R.I. Effect of preparations based on lanthanide ions and calcium on the bone density in rats with a femur fracture. Travmatologiya i ortopediya Rossii. 2020;26(1):138-146.] 10.21823/2311-2905-2020-26-1-138-146
Еще
Статья обзорная
QR-код для установки приложения SciUp Наведите камеру и скачайте бесплатное приложение SciUp