Предварительная подготовка гранулированного костнопластического материала для оптимизации репаративной регенерации костных дефектов челюстей

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Цель – разработать метод подготовки гранулированного костнопластического материала (ГКМ) для использования в клинических условиях в целях оптимизации качества репаративного остеогенеза костных дефектов челюстей.

Материал и методы. Исследование выполнено in vitro на 9 образцах (по 3 образца в каждой группе исследования). В группе 1 интактные образцы – Cerabone (Botiss biomaterials GmbH, Германия). В группе 2 – Cerabone (Botiss biomaterials GmbH, Германия), но после двухэтапного воздействия на них дегазации и экстракции пыли по разработанному нами методу. В группе 3 в качестве контроля использовалась культура мезенхимально-стромальных клеток (МСК), полученных из пупочного канатика человека. Для оценки цитотоксичности разработанного нами метода были использованы МСК человека. Определяли пролиферативный индекс и скорость удвоения культуры. Топографический анализ поверхности образца проводили с помощью сканирующей электронной микроскопии. Для оценки скорости дегазации эксперимент проводился в трех повторностях. Фиксировали объем жидкости каждые 2,5 мин. Для статистического анализа использовали программное обеспечение SPSS 25.0 (IBM Corporation, Armonk, New York, USA).

Результаты. После проведения подготовки исследованных фракций ГКМ группы 2 методом дегазации и экстракции пыли выявлено уменьшение содержания крупнодисперсной и мелкодисперсной фракционной пыли на наружных и внутренних поверхностях пор и устьев межпоровых каналов и пустот во всех образцах. Фракция ГКМ, подготовленная к использованию методом дегазации и экстракции пыли, не оказывает токсического воздействия на рост и жизнеспособность клеточной культуры МСК человека.

Заключение. Предварительная подготовка ГКМ по разработанной нами методике дегазации и экстракции пыли в клинических условиях ex tempore значительно оптимизирует адсорбционные и дренажные свойства его фракции.

Об авторах

Д. В. Мальчикова

ФГБОУ ВО «Самарский государственный медицинский университет» Минздрава России

Автор, ответственный за переписку.
Email: dvmalchikova@gmail.com
ORCID iD: 0000-0001-9077-2888

аспирант кафедры челюстно-лицевой хирургии и стоматологии

Россия, Самара

Список литературы

  1. Miron R, Hedbom E, Saulacic N, et al. Osteogenic potential of autogenous bone grafts harvested with four different surgical techniques. J Dent Res. 2011;90:1428-33. doi: 10.1177/0022034511422718
  2. Shalash M, Rahman H, Azim A, et al. Evaluation of horizontal ridge augmentation using beta tricalcium phosphate and demineralized bone matrix: a comparative study. J Clin Exp Dent. 2013;5(5):e253-9. doi: 10.4317/jced.51244
  3. Grabowski G, Cornett C. Bone graft and bone graft substitutes in spine surgery: current concepts and controversies. J Am Acad Orthop Surg. 2013;21:51-60. doi: 10.5435/JAAOS-21-01-51
  4. Nkenke E, Stelzle F. Clinical outcomes of sinus floor augmentation for implant placement using autogenous bone or bone substitutes: a systematic review. Clin Oral Implants Res. 2009;20:124-33. doi: 10.1111/j.1600-0501.2009.01776.x
  5. Tsiourvas D, Sapalidis A, Papadopoulos T. Hydroxyapatite/chitosan-based porous three-dimensional scaffolds with complex geometries. Mater Today Commun. 2016;7:59-66. doi: 10.3390/molecules25204785
  6. Wang R, Lang N. Ridge preservation after tooth extraction. Clin Oral Implants Res. 2012;23:147-56. doi: 10.1111/j.1600-0501.2012.02560.x
  7. Bing W, Chengmin F, Yiming L, et al. Recent advances in biofunctional guided bone regeneration materials for repairing defective alveolar and maxillofacial bone: A review. Japanese Dental Science Review. 2022;58:233-248. doi: 10.1016/j.jdsr.2022.07.002
  8. Lee S, Choi B, Li J, et al. Comparison of corticocancellous block and particulate bone grafts in maxillary sinus floor augmentation for bone healing around dental implants. Oral Surg Oral Med Oral Pathol Oral Radiol Endod. 2007;104(3):324-8. doi: 10.1016/j.tripleo.2006.12.020
  9. Mohd A, Buenzli P. Modeling the Effect of Curvature on the Collective Behavior of Cells Growing New Tissue. Biophysical Journal. 2017;112:193-204. doi: 10.1016/j.bpj.2016.11.3203
  10. Mour М, Das D, Winkleret T, et al. Advances in Porous Biomaterials for Dental and Orthopaedic Applications. Materials. 2010;3:2947-2974. doi: 10.3390/ma3052947
  11. Hegarty-Cremer S, Simpson M, Andersen T, et al. Modelling cell guidance and curvature control in evolving biological tissues. J Theor Biol. 2021;520:110658. doi: 10.1016/j.jtbi.2021.110658
  12. Slesarev OV, Bairicov IM, Malchikova DV, et al. Method for degassing granular osteoconductive osteoplastic material. Patent RUS №2758570 C1/29.10.2021. (In Russ.). [Слесарев О.В., Байриков И.М., Мальчикова Д.В., и др. Способ дегазации гранулированного остеокондуктивного костнопластического материала. Патент РФ на изобретение №2758570 C1/ 29.10.2021]. Available at: https://patenton.ru/patent/RU2758570C1
  13. Shetty B, Dinesh A, Seshan H. Comparitive effects of tetracyclines and citric acid on dentin root surface of periodontally involved human teeth: A scanning electron microscope study. J Indian Soc Periodontol. 2008;12(1):8-15. doi: 10.4103/0972-124X.44090
  14. Klein M, Kämmerer P, Götz H, et al. Long-term bony integration and resorption kinetics of a xenogeneic bone substitute after sinus floor augmentation: histomorphometric analyses of human biopsy specimens. Int J Periodontics Restorative Dent. 2013;33:101-110. doi: 10.11607/prd.1469
  15. Dau M, Kämmerer P, Henkel K, et al. Bone formation in mono cortical mandibular critical size defects after augmentation with two synthetic nanostructured and one xenogenous hydroxyapatite bone substitute - in vivo animal study. Clin Oral Implants Res. 2016;27:597-603. doi: 10.1111/clr.12628
  16. Yamada M, Egusa H. Current bone substitutes for implant dentistry. J Prosthodont Res. 2018;62:152-161. doi: 10.1016/j.jpor.2017.08.010
  17. Kusrini E, Sontang M. Characterization of x-ray diffraction and electron spin resonance: effects of sintering time and temperature on bovine hydroxyapatite. Radiat Phys Chem. 2012;81:118-125. doi: 10.1016/j.radphyschem.2011.10.006
  18. Riachi F, Naaman N, Tabarani C, et al. Influence of material properties on rate of resorption of two bone graft materials after sinus lift using radiographic assessment. Int J Dentis. 2012:737262. doi: 10.1155/2012/737262
  19. Kyyak S, Blatt S, Schiegnitz E, et al. Activation of human osteoblasts via different bovine bone substitute materials with and without injectable platelet rich fibrin in vitro. Front Bioeng Biotechnol. 2021;9:71. doi: 10.3389/fbioe.2021.599224
  20. Rajkovski B, Jaunich M, Beuer F, et al. Hydrophilicity, Viscoelastic, and Physicochemical Properties Variations in Dental Bone Grafting Substitutes. Materials. 2018;11:215. doi: 10.3390/ma11020215
  21. Bertazzo S, Zambuzzi W, Campos D, et al. Hydroxyapatite surface solubility and effect on cell adhesion. Colloids Surf B Biointerfaces. 2010;78(2):177-84. doi: 10.1016/j.colsurfb.2010.02.027
  22. Cyster L, Grant D, Howdle S, et al. The influence of dispersant concentration on the pore morphology of hydroxyapatite ceramics for bone tissue engineering. Biomaterials. 2005;26(7):697-702. doi: 10.1016/j.biomaterials.2004.03.017
  23. Zambuzzi W, Oliveira R, Pereira F, et al. Rat subcutaneous tissue response to macrogranular porous anorganic bovine bone graft. Braz Dent J. 2006;17(4):274-8. doi: 10.1590/s0103-64402006000400002
  24. Salerno A, Guarnieri D, Iannone M, et al. Effect of micro- and macroporosity of bone tissue three-dimensional-poly(epsilon-caprolactone) scaffold on human mesenchymal stem cells invasion, proliferation, and differentiation in vitro. Tissue Eng Part A. 2010;16(8):2661-73. doi: 10.1089/ten.tea.2009.0494
  25. Turco G, Porrelli D, Marsich E, et al. Three-Dimensional Bone Substitutes for Oral and Maxillofacial Surgery: Biological and Structural Characterization. J Funct Biomater. 2018;9(4). doi: 10.3390/jfb9040062
  26. Tian T, Zhang T, Lin Y, et al. Cai. Vascularization in Craniofacial Bone Tissue Engineering. Journal of Dental Research. 2018;97(9): 969-976. doi: 10.1177/0022034518767120
  27. Helder M, Bravenboer N, BruGOMenkate C, et al. Bone Tissue Regeneration in the Oral and Maxillofacial Region: A Review on the Application of Stem Cells and New Strategies to Improve Vascularization. Hindawi. Stem Cells International. 2019;6279721:15. doi: 10.1155/2019/6279721
  28. Fernandez G, Keller L, Idoux-Gillet Y, et al. Bone substitutes: a review of their characteristics, clinical use, and perspectives for large bone defects management. Journal of Tissue Engineering. 2018;9:18. doi: 10.1177/2041731418776819
  29. Hu Y, Jiang R, Li X, et al. Effect of Ultrasonic-Assisted Casting on the Hydrogen and Lithium Content of Al-Li Alloy. Materials. 2022;15(3):1081. doi: 10.3390/ma15031081

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рисунок 1. ГКМ Cerabone на этапе пассивной дегазации и экстракции пыли

Скачать (845KB)
Метаданные
3. Рисунок 2. Этап пассивной дегазации и экстракции пыли ГКМ

Скачать (729KB)
Метаданные
4. Рисунок 3. СЭМ-микрофотографии, Cerabone

Скачать (967KB)
Метаданные
5. Рисунок 4. а – ГКМ Cerabone без подготовки по методу дегазации и экстракции пыли, группа 1; b – ГКМ Cerabone, подготовленный по методу дегазации и экстракции пыли, группа 2; с – контроль – группа 3. 1 – Cerabone, 2 – культивируемые МСК человека

Скачать (1MB)
Метаданные
6. Рисунок 5. СЭМ. МСК человека, размещенные на ГКМ на культуральной среде in vitro. А. Прикрепление, миграция и пролиферация клеток на поверхности ГКМ, х2000; В. МСК через 8 дней после размещения на ГКМ, х8000

Скачать (129KB)
Метаданные

© Мальчикова Д.В., 2023

Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Данный сайт использует cookie-файлы

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

О куки-файлах