Біомін – потенційний матрикс для створення імплантатів кісткової тканини нового покоління
Анотація
Створення імплантатів нового покоління або комбінованих імплантатів - є надзвичайно перспективним напрямком регенеративної медицини. Такі імплантати є поєднанням досягнень сучасного матеріалознавства та клітинної біології. Метою нашої роботи було проаналізувати біосумісність біоактивної кераміки різного хімічного складу та визначити найбільш оптимальні композити для подальшої розробки імплантатів із застосуванням синтетичних аналогів кісткової тканин та МСК пацієнта. Матеріали і методи Роботу проводили із застосуванням первинних культур клітин МСК та ембріональних фібробластоподібних клітин GFP мишей. Методами клітинної біології аналізували цитотоксичність та біосумісність 6 композитів Біоміну. Метаболічну активність МСК визначали за допомогою МТТ-тесту. Результати Нами було відібрано 3 композити які не є токсичними для фібробластоподібних клітин мишей: БіомінГТлС- 500, Біомін ГТг-1, Біомін Т-500, однак аналіз темпу проліферації клітин показав що лише Біомін ГТг-1 та Біомін Т-500 здатні слугувати матриксом не обмежуючи ростовий потенціал клітин. Було показано що МСКCD73+ мали дещо нижчий рівень метаболізму на зазначених композитах кераміки порівняно із контролем, однак у системі із Біомін Т-500 МСК демонстрували кращі ростові показники. Висновки Найбільш придатним та перспективним матеріалом для створення комбінованих імплантатів є Біомін Т-500, що складається із β-трикальційфосфату з розміром гранул 0,4 - 0,6 мм.
Ключові слова: Біомін, біоактивна кераміка, культура клітин, МСК, імплантат
Посилання
O’Keefe R. J., Mao J. Bone tissue engineering and regeneration: From discovery to the clinic—an overview. Tissue Eng Part B Rev. 2011. Vol. 17(6). P. 389-392. doi: 10.1089/ten.TEB.2011.0475
Duda G. N. Bone repair and regeneration. Clin Orthop Relat Res. 2011. Vol. 469(11). P:3070–3071. doi: 10.1007/s11999-011-2010-z
Grigor'ian A. S., Toporkova A. K. Problemy integratsii implantatov v kostnuiu tkan (teoreticheskie aspekty). Moskva: Tekhnosfera, 2007. 128 p.
Korenkov O. V. Morphological features of healing in experimental cortical layer defect of long bone upon condition of β-tricalcium phosphate implantation. Orthopaedics, Traumatology and Prosthetic. 2015. No 3. P. 46-50.
Arseniev I. G. Eksperimentalno-morfologicheskoe obosnovanie klinicheskogo primeneniia degradiruemykh bioimplantatov v kompleksnom lechenii perelomov i lozhnykh sustavov dlinnykh trubchatykh kostey: dis. kand. med. nauk: 14.00.22, 14.00.15. Moskva, 2007. 200 p.
Ulianchych N., Mishchenko O., Kondratets I., Zaitseva N. Controlled properties of osteotropic biomins implant material for various clinical applications. Russian Journal of Biological Research. 2014. Vol. 2(2). P. 100-112.
Kon E., Filardo G., Roffi A., Di Martino A., Hamdan M., De Pasqual L., Merli M. L., Marcacci M. Bone regeneration with mesenchymal stem cells. Clin Cases Miner Bone Metab. 2012. Vol. 9(1). P. 24-27.
Davies O. G., Cooper P. R., Shelton R. M., Smith A. J., Scheven B. A. Isolation of adipose and bone marrow mesenchymal stem cells using CD29 and CD90 modifies their capacity for osteogenic and adipogenic differentiation. J Tissue Eng. 2015. Vol. 6. P. 1-10. doi: 10.1177/2041731415592356
Grottkau B. E., Lin Y. Osteogenesis of adipose-derived stem cells. Bone Res. 2013. Vol. 1(2). P: 133-145. doi: 10.4248/BR201302003
Rhijn M. R., Khairoun M., Korevaar S. S. et al Human bone marrow- and adipose tissue-derived mesenchymal stromal cells are immunosuppressive in vitro and in a humanized allograft rejection model. J Stem Cell Res Ther. 2013. Suppl 6(1):20780. doi: 10.4172/2157-7633.S6-001
Ulianchich N.V., Ivashchenko E. A., Uvarova I.V. et al. Vozmozhnost ispolzovaniia kaltsiyfosfatnoy keramiki v kachestve nositelia lekarstvennykh sredstv. Ukrainskyy morfolohichnyy almanakh. 2010. Vol. 8(2). P. 44-48.
Huang S., Xu L., Sun Y., Wu T., Wang K., Li G. An improved protocol for isolation and culture of mesenchymal stem cells from mouse bone marrow. Journal of Orthopaedic Translation. 2015. Vol. 3(1). P. 26-33. doi: 10.1016/j.jot.2014.07.005
Mantovani C., Raimondo S., Haneef M.S., Geuna S., Terenghi G., Shawcross S.G., Wiberg M. Morphological, molecular and functional differences of adult bone marrow– and adipose-derived stem cells isolated from rats of different ages. Exp Cell Res. 2012. Vol. 318(16). P. 2034–2048. doi: 10.1016/j.yexcr.2012.05.008
Nagy A., Gertsenstein M., Vintersten K., Behringer R. Manipulating the mouse embryo: a laboratory manual. Cold Spring Harbor, NY: Cold SpringHarbor Laboratory Press, 2003. 814 p.
