Маркеры костного ремоделирования при замещении дефектатрабекулярной костной ткани резорбируемыми и нерезорбируемымиостеопластическими материалами в эксперименте
Автор: Гилев Михаил Васильевич, Волокитина Елена Александровна, Антропова Ирина Петровна, Базарный Владимир Викторович, Кутепов Сергей Михайлович
Журнал: Гений ортопедии @geniy-ortopedii
Рубрика: Оригинальные статьи
Статья в выпуске: 2, 2020 года.
Бесплатный доступ
Цель. Изучить влияние различных резорбируемых и нерезорбируемых остеозамещающих материалов на динамику маркеров костного ремоделирования при замещении дефекта трабекулярной костной ткани в эксперименте. Материалы и методы. Определялись маркеры остеогенеза (остеокальцин (ОК) и костный изофермент щелочной фосфатазы (КЩФ)), остеорезорбции (С-концевые телопептиды коллагена I типа (СКТ)), воспаления (С-реактивный белок (СРБ)) после замещения (аугментации) дефекта костной ткани резорбируемым ксенопластичестическим материалом (РКМ), синтетическим бета-трикальцийфосфатом (b-ТКФ), пористым титановым аугментом (ПТА) и углеродным наноструктурным имплантатом (УНИ) в условиях моделирования импрессионного перелома проксимального отдела большеберцовой кости кроликов. Животные были разделены на 5 групп (n = 6 в каждой): опытные группы согласно типу материала, группа контроля (К) без аугментации. Периферическую венозную кровь забирали на 1, 3, 7, 14, 45, 90, 180 сутки после операции. Результаты. В группах К, β-ТКФ, ПТА, РКМ к 90 суткам С-КТ не обнаруживался, но в группе УНИ сохранялся повышенным до конца исследования. Уровень ОК в группах К, β-ТКФ, ПТА достигал максимума в 14-45 сутки, в группе УНИ значимого повышения ОК не обнаружено. Концентрация КЩФ в группе К достигала максимума к 90 суткам. В группах β-ТКФ и ПТА нарастание концентрации КЩФ происходило более быстро. Динамика СРБ в группах РКМ, β-ТКФ и ПТА соответствовала динамике в группе К, в группе УНИ повышенный уровень СРБ сохранялся до конца исследования. Заключение. При замещении костного дефекта как резорбируемым β-ТКФ, так и нерезорбируемым ПТА сочетание высокого уровня маркеров остеогенеза и низкой концентрации маркера остеокластической резорбции свидетельствует о наиболее эффективной интеграции остеопластического материала в область импрессионного костного дефекта. Использование ксенопластического материала не выявило преимуществ в сравнении с хирургическим вмешательством, проведенным без возмещения. При использовании УНИ обнаружено усиление процессов резорбции на фоне низкого уровня остеогенеза.
Маркеры костного ремоделирования, остеопластический материал, аугментация, костный дефект, эксперимент
Короткий адрес: https://sciup.org/142226163
IDR: 142226163 | DOI: 10.18019/1028-4427-2020-26-2-222-227
Список литературы Маркеры костного ремоделирования при замещении дефектатрабекулярной костной ткани резорбируемыми и нерезорбируемымиостеопластическими материалами в эксперименте
- Гилев М.В. Хирургическое лечение внутрисуставных импрессионных переломов дистального отдела лучевой кости // Гений ортопедии. 2018. Т. 24, № 2. С. 134-141. DOI: 10.18019/1028-4427-2018-24-2-134-141
- Bone grafts for reconstruction of bone defects (Review) / L. Karalashvili, A. Kakabadze, M. Uhryn, H. Vyshnevska, K. Ediberidze, Z. Kakabadze // Georgian Med. News. 2018. No 282. P. 44-49.
- Autologous bone graft in the treatment of post-traumatic bone defects: a systematic review and meta-analysis / M.L. Azi, A. Aprato, I. Santi, M. Kfuri Jr., A. Masse, A. Joeris // BMC Musculoskelet Disord. 2016. Vol. 17, No 1. P. 465. DOI: 10.1186/s12891-016-1312-4
- Шумилова А.А., Шишацкая Е.И. Материалы для восстановления костной ткани // Журнал Сибирского федерального университета. Серия: Биология. 2014. Т. 7, № 2. С. 209-221.
- Roberts T.T., Rosenbaum A.J. Bone grafts, bone substitutes and orthobiologics: the bridge between basic science and clinical advancements in fracture healing // Organogenesis. 2012. Vol. 8, No 4. P. 114-24. DOI: 10.4161/org.23306
- Bone regenerative medicine: classic options, novel strategies, and future directions / A. Oryan, S. Alidadi, A. Moshiri, N. Maffulli // J. Orthop. Surg. Res. 2014. Vol. 9, No 1. P. 18.
- DOI: 10.1186/1749-799X-9-18
- In vitro оценка антимикробной активности модифицированных костных ксеноматериалов / М.С. Стогов, Д.В. Смоленцев, З.С. Науменко, Н.В. Годовых, М.В. Гурин, Е.А. Киреева, А.Е. Лукьянов, О.В. Дюрягина, Н.В. Тушина // Гений ортопедии. 2019. Т. 25, № 2. С. 226-231.
- DOI: 10.18019/1028-4427-2019-25-2-226-231
- Basic research and clinical application of beta-tricalcium phosphate (β-TCP) / T. Tanaka, H. Komaki, M. Chazono, S. Kitasato, A. Kakuta, S. Akiyama, K. Marumo // Morphologie. 2017. Vol. 101, No 334. P. 164-172.
- DOI: 10.1016/j.morpho.2017.03.002
- Kaur M., Singh K. Review on titanium and titanium based alloys as biomaterials for orthopaedic applications // Mater. Sci. Eng. C. Mater. Biol. Appl. 2019. Vol. 102. P. 844-862.
- DOI: 10.1016/j.msec.2019.04.064
- Improved bioactivity of selective laser melting titanium: Surface modification with micro-/nano-textured hierarchical topography and bone regeneration performance evaluation / J.Y. Xu, X.S. Chen, C.Y. Zhang, Y. Liu, J. Wang, F.L. Deng // Mater. Sci. Eng. C. Mater. Biol. Appl. 2016. Vol. 1, No 68. P. 229-240.
- DOI: 10.1016/j.msec.2016.05.096
- Carbon nanotube-based bioceramic grafts for electrotherapy of bone / D. Mata, A.L. Horovistiz, I. Branco, M. Ferro, N.M. Ferreira, M. Belmonte, M.A. Lopes, R.F. Silva, F.J. Oliveira // Mater. Sci. Eng. C. Mater. Biol. Appl. 2014. Vol. 34. P. 360-368.
- DOI: 10.1016/j.msec.2013.09.028
- Побел Е.А., Бенгус Л.М., Дедух Н.В. Маркеры костного метаболизма при сращении переломов длинных костей // Остеопороз и остеопатии. 2012. № 2. С. 25-32.
- Bone-turnover markers in fracture healing / G. Cox, T.A. Einhorn, C. Tzioupis, P.V. Giannoudis // J. Bone Joint Surg. Br. 2010. Vol. 92, No 3. P. 329-334.
- DOI: 10.1302/0301-620X.92B3.22787
- Changes in bone mass and bone turnover following distal forearm fracture / B.M. Ingle, S.M. Hay, H.M. Bottjer, R. Eastell // Osteoporos. Int. 1999. Vol. 10, No 5. P. 399-407.
- DOI: 10.1007/s001980050246
- Способ моделирования внутрисуставного импрессионного перелома проксимального отдела большеберцовой кости: пат. 2669047 Рос. Федерация: МПК А 61В 17/00 / Гилев М.В., Измоденова М.Ю., Борисов С.А., Липатов С.Г., Кошелев В.С., Волокитина Е.А., Казакова Я.Е., Антониади Ю.В., Кутепов С.М. № 201713692; заявл. 19.10.2017; опубл. 10.05.2018, Бюл. 28.
- Kinetic of bone turnover markers after osteoporotic vertebral compression fractures in postmenopausal female / C. Pan, X. Liu, T. Li, G. Wang, J. Sun // J. Orthop. Surg. Res. 2018. Vol. 13, No 1. P. 314.
- DOI: 10.1186/s13018-018-1025-5
- Bone turnover markers for early detection of fracture healing disturbances: A review of the scientific literature / C.P. Sousa, I.R. Dias, M. Lopez-Peña, J.A. Camassa, P.J. Lourenço, F.M. Judas, M.E. Gomes, R.L. Reis // An. Acad. Bras. Cienc. 2015. Vol. 87, No 2. P. 1049-1061.
- DOI: 10.1590/0001-3765201520150008
- Comparison of biochemical markers of bone turnover and bone mineral density between hip fracture and vertebral fracture / M. Takahashi, K. Naitou, T. Ohishi, A. Nagano // J. Clin. Densitom. 2003. Vol. 6, No 3. P. 211-218.
- DOI: 10.1385/jcd:6:3:211
- Changes in bone mass and bone turnover following tibial shaft fracture / S.W. Veitch, S.C. Findlay, A.J. Hamer, A. Blumsohn, R. Eastell, B.M. Ingle // Osteoporos. Int. 2006. Vol. 17, No 3. P. 364-372.
- DOI: 10.1007/s00198-005-2025-y
- Osteocalcin and osteopontin influence bone morphology and mechanical properties / S. Bailey, G. Karsenty, C. Gundberg, D. Vashishth // Ann. N. Y. Acad. Sci. 2017. Vol. 1409, No 1. P. 79-84.
- DOI: 10.1111/nyas.13470
- Changes in biochemical markers after lower limb fractures / K. Stoffel, H. Engler, M. Kuster, W. Riesen // Сlin. Сhem. 2007. Vol. 53, No 1. P. 131-134.
- DOI: 10.1373/clinchem.2006.076976
- Epstein S. Serum and urinary markers of bone remodeling: assessment of bone turnover // Endocr. Rev. 1988. Vol. 9, No 4. P. 437-449.
- DOI: 10.1210/edrv-9-4-437
- Changes in bone mass and bone turnover following ankle fracture / B.M. Ingle, S.M. Hay, H.M. Bottjer, R. Eastell // Osteoporos. Int. 1999. Vol. 10, No 5. P. 408-415.
- DOI: 10.1007/s001980050247
- Biochemical markers of Bone turnover are influenced by recently sustained fracture / K.J. Obrant, K.K. Ivaska, P. Gerdhem, S.L. Alatalo, K. Pettersson, H.K. Väänänen // Bone. 2005. Vol. 36, No 5. P. 786-792.
- DOI: 10.1016/j.bone.2005.02.009
- Serum and urine markers of bone metabolism during the year after hip fracture / J.A. Yu-Yahiro, R.H. Michael, N.H. Dubin, K.M. Fox, M. Sachs, W.G. Hawkes, J.R. Hebel, S.I. Zimmerman, J. Shapiro, J. Magaziner // J. Am. Geriatr. Soc. 2001. Vol. 49, No 7. P. 877-883.
- DOI: 10.1046/j.1532-5415.2001.49177.x
- Different kinetics of bone markers in normal and delayed fracture healing of long bones / M. Herrmann, D. Klitscher, T. Georg, J. Frank, I. Marzi, W. Herrmann // Clin. Chem. 2002. Vol. 48, No 12. P. 2263-2266.
- Molecular analysis of defect healing in rat diaphyseal bone / S. Chiba, K. Okada, K. Lee, G.V. Segre, R.M. Neer // J. Vet. Med. Sci. 2001. Vol. 63, No 6. P. 603-608.
- DOI: 10.1292/jvms.63.60
