Применение пористого минералнаполненного полилактида с мезенхимальными стромальными клетками костного мозга для стимуляции остеогенеза (экспериментальное исследование)

• Автор: Лосев, Владимир Фёдорович
• Шифр специальности: 14.00.21
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 105 с. : 34 ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение
Глава 1. Биорезорбируемые полимеры на основе Полилактида, используемые для тканевой инженерии (Обзор литературы)
1.1. Применение искусственных материалов для костной пластики в стоматологии и челюстно-лицевой хирургии

1.2. Полилактид и его свойства

1.3. Носители для стволовых клеток, используемых в тканевой инженерии

1.4 Создание интерфейса искусственного материала с костью

Глава 2. Материалы и методы исследования

2.1. Материалы исследования

2.2. Методы исследования свойств поверхности композитов, заселенными стволовыми клетками
2.2.1. Оценка цитотоксичности композитов и их влияние на эффективность прикрепления и пролиферации клеток
2.2.2. Получение мезенхимальных стволовых клеток из костного мозга крыс
2.2.3. Индукция остеогенной дифференцировки мезенхимальных стволовых клеток
2.2.4. Оценка остеогенной дифференцировки клеток по интенсивности минерализации и с помощью окраски на щелочную фосфатазу
2.2.5. Изучение организации клеточного слоя на поверхности композитов методом сканирующей электронной микроскопии
2.3 Материалы и методы изучения заживления костного дефекта под влиянием имплантатов из ПЛ+ГАП с разной пористостью (2-й этап исследования)
2.4. Статистическая обработка данных
Глава 3. Исследование свойств конструкции из минералнаполненного полилактида, заселенной МСК
3.1. Рельеф поверхности образцов исследуемых материалов и воздействие на него органических растворителей
3.2. Оценка цитотоксичности образцов с помощью МТТ- теста
3.3. Определение эффективности прикрепления клеток к поверхности образцов
3.4. Оценка влияния образцов на эффективность пролиферации МСК

Г лава 4. Процессы регенерации в костных дефектах при имплантации в них композиционного материала на основе минералонаполненного Полилактида различной плотности
4.1. Процессы регенерации в костных дефектах при имплантации композиции ПЛ с ГА при плотности 0.46-0.50, 6 месяцев наблюдений
4.2. Процессы регенерации в костных дефектах при имплантации них композиции полилактида с ГАП при её плотности 0.46-0.50,
9 месяцев наблюдений
4.3. Регенерация костной ткани при имплантации в костные дефекты композиции полилактида с ГА при его плотности 0.38-Ю.42,
6 месяцев наблюдений
4.4. Регенерация костной ткани при имплантации в костные дефекты композиции полилактида с Г АП при его плотности
0.38-0.42, 9 месяцев наблюдений
Глава 5. Обсуждение результатов
Выводы
Практические рекомендации
Список литературы

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность
В практической медицине, в том числе, в стоматологии, челюстно-лицевой хирургии и травматологии, используются резорбируемые и биостабильные композиционные материалы для замещения костных дефектов после травмы, удаления опухолей, устранения врожденных и приобретенных дефектов костей лицевого скелета, в дентальной имплантологии, при лечении зубов (Воложин А.И. и соавт., 2000-2008; Григорьян A.C. и соавт., 2000,2003а,б; Кулаков A.A. и соавт., 2007). Среди резорбируемых остеопластических материалов большое распространение получили композиты, состоящие из коллагена и синтетического минерала, гидроксиапатита и трикальцийфосфата. К ним относится серия материалов: Колапол, Гапкол и др., которые обладают высокой степенью биосовместимости, технологичны при изготовлении, имеют невысокую стоимость, обладают хорошими остеопластическими свойствами.
В механизме остеопластического действия этих материалов основная роль принадлежит их остеокондуктивным свойствам. Недостатком материалов является низкая способность инициировать построение костной ткани из-за отсутствия специфических стимуляторов-остеоиндукторов (морфогенетических протеинов и др.). Высокая скорость резорбции этих материалов не позволяет новообразованной костной ткани своевременно заполнять образовавшиеся пространства. В связи с этим продолжительность реабилитации пациентов после оперативного вмешательства отличается длительностью и, кроме того, повышается риск послеоперационных осложнений. С целью придания этим материалам свойств инициировать построение костной ткани в их состав вводят компоненты межклеточного матрикса: гиалуроновую кислоту, хондроитин-сульфат (И.С. Мальгинова, 2004), неколлагеновые костные белки и другие компоненты. Тем не менее, высокая скорость резорбции коллагенсодержащих

ГЛАВА
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
2Л. Материалы исследования
Исследование проведено в 2 этапа. На 1-м этапе в лабораторных условиях in vitro изучены свойства поверхности ПЛ и ПЛ, наполненного ГАП (ПЛ+ГАП). В качестве носителей для МСК тестировали используемый в травматологии и ортопедии в качестве имплантационного материала 1 -«чистый» ПЛ и 2 - ПЛ, содержащий 30% (по весу) ГАГІ (ПЛ+ГАП).
Биорезорбируемые композиты изготавливались на основе аморфного ПЛ (0,Г-полилактид, Medisorb® 100 DL HIGH IV) с молекулярной массой Mw~l 00000 производства компании Alkermes (Бостон, МА, США) Минеральным наполнителем являлся порошкообразный (размер частиц ~ 1+2 мкм) синтетический ГАП - Са10(РО4)6(ОН), производства фирмы ЗАО НПО "Полистом" (г. Москва).
ПЛ [-ОСН (СН3) - СО -]п обладает следующими характеристиками: Кристаллическое вещество белого цвета.
Тпл = 176 °С Тстекл= ПО - 115 °С
[a] D25 -165 0 (бензол), -283 0 (метиленхлорид)
Характеристическая вязкость [Г|] = 0,5 - 2,0 дл/г (бензол, 25 °С).
ПЛ растворим в обычных органических растворителях, легко образует плёнки из растворов, например в бензоле, хлороформе, диоксане и бутилацетате, а также волокна из расплава или раствора (прочность при растяжении волокон ок. 250 Мн/м2, или 25 кгс/мм2, относительное удлинение ок. 25%). ПЛ не гидролизуется даже в кипящей воде; 0,01н. раствором NaOH при 25 °С за 50 часов гидролизуется на 50%; устойчив к нагреванию до 290 °С. Он не токсичен и не вызывает тканевой реакции отторжения, а продукты его биодеструкции не накапливаются в жизненно важных органах.