RU2449755C2 - Method of eliminating bone defects with restoration of bone tissue in them - Google Patents

Method of eliminating bone defects with restoration of bone tissue in them Download PDF

Info

Publication number
RU2449755C2
RU2449755C2 RU2009148065/14A RU2009148065A RU2449755C2 RU 2449755 C2 RU2449755 C2 RU 2449755C2 RU 2009148065/14 A RU2009148065/14 A RU 2009148065/14A RU 2009148065 A RU2009148065 A RU 2009148065A RU 2449755 C2 RU2449755 C2 RU 2449755C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
bone
tissue
defects
bioengineered
cells
Prior art date
Application number
RU2009148065/14A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2009148065A (en
Inventor
Алексей Суренович Григорьян (RU)
Алексей Суренович Григорьян
Анатолий Алексеевич Кулаков (RU)
Анатолий Алексеевич Кулаков
Екатерина Владимировна Киселёва (RU)
Екатерина Владимировна Киселёва
Михаил Рудольфович Филонов (RU)
Михаил Рудольфович Филонов
Original Assignee
Алексей Суренович Григорьян
Анатолий Алексеевич Кулаков
Екатерина Владимировна Киселёва
Михаил Рудольфович Филонов
Штанский Дмитрий Владимирович
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Алексей Суренович Григорьян, Анатолий Алексеевич Кулаков, Екатерина Владимировна Киселёва, Михаил Рудольфович Филонов, Штанский Дмитрий Владимирович filed Critical Алексей Суренович Григорьян
Priority to RU2009148065/14A priority Critical patent/RU2449755C2/en
Publication of RU2009148065A publication Critical patent/RU2009148065A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2449755C2 publication Critical patent/RU2449755C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Materials For Medical Uses (AREA)
  • Prostheses (AREA)

Abstract

FIELD: medicine.
SUBSTANCE: invention relates to medicine and can be applied for elimination of bone defects. Above bone defect fixed is bioengineered construction which represents hybrid implant in form of porous membrane from polytetrafluorethylene with multifunctional, biocompatible, non-resorbable coating (MBNC), alloyed with elements M - Ca - P-C - O - N, or M - Ca - C - O - N, where M metal, selected from series, including Ti, Zr, Hf, Mb, Ta, on whose surface autogenic or allogenic stromal cells, isolated from adipose tissue or bone marrow are cultivated.
EFFECT: method makes it possible to form full regenerate, provide possibility of replacement of vast bone defects.
3 cl, 12 dwg

Description

Изобретение относится к области медицины, к разделу клеточных технологий с использованием биогибридных имплантатов из ряда биоинженерных конструкций для применения в черепно-мозговой хирургии и травматологии, а именно к способам устранения костных дефектов с восстановлением в них костной ткани, устранения костных дефектов различных отделов черепа или их поврежденных частей.The invention relates to the field of medicine, to the section of cellular technologies using biohybrid implants from a number of bioengineered structures for use in cranial surgery and traumatology, and in particular to methods for eliminating bone defects with restoration of bone tissue in them, eliminating bone defects of various parts of the skull or their damaged parts.

Проблемы хирургического устранения костных дефектов, особенно дефектов плоских костей черепа, в том числе костей свода черепа, являются одними из самых трудных в своем решении и остаются актуальными на современном этапе, поэтому применение клеточных технологий в сочетании с гибридными имплантатами в этой области медицины является своевременным и необходимым.The problems of surgical removal of bone defects, especially defects of the flat bones of the skull, including the bones of the cranial vault, are one of the most difficult to solve and remain relevant at the present stage, so the use of cell technology in combination with hybrid implants in this area of medicine is timely and necessary.

Известно устройство для эндопротезирования дефектов костей черепа и способ устранения костных дефектов, включающий закрытие дефекта пластиной с отверстиями для прорастания костной тканью и под крепежные элементы, при этом пластина выполнена из оксидированного металла толщиной 0,15-0,35 мм с возможностью конгруэнтного покрытия дефекта костей черепа, по всей площади пластины в шахматном порядке расположены перфорационные отверстия диаметром 1,5-2,0 мм с расстоянием между центрами в ряду 4 мм, а между рядами 3 мм, а фиксирующие элементы, выполненные в виде омегообразных скобок из металла с памятью формы, располагаются в упомянутых отверстиях по краю пластины (RU 2133113 С1, А61В 17/80, 20.07.1999).A device for endoprosthetics of defects in skull bones and a method for eliminating bone defects, comprising closing the defect with a plate with holes for germination of bone tissue and under the fasteners, the plate is made of oxidized metal with a thickness of 0.15-0.35 mm with the possibility of congruent coating of the bone defect skulls, perforations with a diameter of 1.5-2.0 mm with a distance between centers in a row of 4 mm and between rows of 3 mm are located in a checkerboard pattern over the entire area of the plate, and the fixing elements data in the form of omega-shaped metal brackets with shape memory are located in the aforementioned holes along the edge of the plate (RU 2133113 C1, A61B 17/80, 07.20.1999).

Более усовершенствованный способ для закрытия дефектов костей свода черепа представлен в патенте RU 2308909 С1, А61АВ 2/28, 27.10.2007, с использованием устройства, которое состоит из круглой или овальной пластины, выполненной из оксидированного титана, с расположенными по всей площади пластины в шахматном порядке перфорационными отверстиями диаметром 1,5-2,0 мм с расстояниями между центрами в ряду 4 мм, а между рядами 3 мм для прорастания костной тканью и под крепежные элементы в виде омегообразных скобок из металла с памятью формы.A more advanced method for closing defects of the bones of the cranial vault is presented in patent RU 2308909 C1, A61AB 2/28, 10.27.2007, using a device that consists of a round or oval plate made of oxidized titanium with the staggered plate located over the entire area perforation holes with a diameter of 1.5-2.0 mm with distances between centers in a row of 4 mm, and between rows of 3 mm for germination of bone tissue and under fasteners in the form of omega-shaped metal brackets with shape memory.

Известные устройства трудоемкие в исполнении, не обеспечивают стабильной остеоинтеграции вследствие их коррозирования и по этой же причине постепенно теряют качество высокой биосовместимости с костной тканью, что со временем приводит к отторжению имплантата.The known devices are labor-intensive in design, do not provide stable osseointegration due to their corrosion, and for the same reason they gradually lose the quality of high biocompatibility with bone tissue, which over time leads to rejection of the implant.

Известен способ устранения дефектов костей, включающий удаление измененных тканей, заполнение дефекта трансплантатом и фиксацию его в области дефекта, при этом в качестве трансплантата используют пористый губчатый костный матрикс, заполненный (импрегнированный) аутологичными костномозговыми фибропластами, в концентрации не менее 107 клеток в 1 см3, выращенными в культуре (SU 1400616 A1, A61B 17/56, 07.06.1988). Известный способ успешно используется для лечения больных остеомиелитом. Однако использование губчатого костного матрикса ограничивает применение способа для устранения дефектов костей черепа.A known method for eliminating bone defects, including the removal of altered tissues, filling the defect with a graft and fixing it in the area of the defect, using a porous spongy bone matrix filled (impregnated) with autologous bone marrow fibroplasts at a concentration of at least 10 7 cells per 1 cm 3 , grown in culture (SU 1400616 A1, A61B 17/56, 06/07/1988). The known method has been successfully used to treat patients with osteomyelitis. However, the use of a spongy bone matrix limits the application of the method to eliminate defects in the bones of the skull.

Известен способ для хирургического лечения заболеваний внутренних органов с использованием имплантата, который содержит клеточную суспензию, помещенную в иммуноизолированное вместилище, выполненное в виде сплошного объема сферической или уплощенной формы из пористого никелида титана с поперечным размером пор, не превышающим 0,5 мкм, через которые осуществляется обмен веществ клеточной суспензии, соответствующей заболевшему органу, к которому не проникают иммунные клетки, поскольку их размеры превышают размеры пор (RU 2143867 С1, A61F 2/02, 10.01.2000). Известный способ направлен на лечение заболеваний внутренних органов и позволяет увеличить срок службы имплантата благодаря высокой биомеханической совместимости. Одним из недостатков имплантата является слабая поверхностная адгезия используемой клеточной культуры с недостаточно устойчивой ее фиксацией на поверхности никелида титана, что может привести к постепенной обратной диффузии культуры по сквозным каналам ячеек за пределы пористого каркаса. В известном патенте нет сведений об использовании заявленной конструкции для устранения костных дефектов. Что касается пористого никелида титана, то при его использовании в черепно-мозговой хирургии ему характерны те же недостатки, что и для изобретений RU 2133113 и RU 2308909.A known method for the surgical treatment of diseases of internal organs using an implant that contains a cell suspension placed in an immuno-insulated container made in the form of a continuous volume of spherical or flattened form of porous titanium nickelide with a transverse pore size of not more than 0.5 μm, through which metabolism of a cell suspension corresponding to a diseased organ to which immune cells do not penetrate, since their sizes exceed the pore sizes (RU 2143867 C1, A61F 2/02, 10.01.2 000). The known method is aimed at treating diseases of internal organs and can increase the life of the implant due to the high biomechanical compatibility. One of the disadvantages of the implant is the weak surface adhesion of the used cell culture with insufficiently stable fixation on the surface of titanium nickelide, which can lead to gradual reverse diffusion of the culture through the cell channels outside the porous framework. In the known patent there is no information about the use of the claimed design to eliminate bone defects. As for porous titanium nickelide, when used in cranial surgery, it has the same drawbacks as for inventions RU 2133113 and RU 2308909.

Известен способ иммобилизации остеогенных стромальных стволовых клеток костного мозга на пористом каркасе, сущность которого заключается в следующем: культивацию остеогенных стромальных стволовых клеток костного мозга проводят после их выделения с высокой степенью очистки от сопутствующих форменных элементов из аспирата костного мозга без его предварительной механической и ферментативной обработки и применения микроносителей в монослойной культуре; поверхность пористого каркаса покрывают двойным протеиновым гидрофильным остеогенным слоем путем инкубации заготовки в растворе коллагена в уксусной кислоте и затем в среде DMEM, содержащей раствор желатиноля и β-глицерофосфат; пористый каркас представляет собой биологически инертный металлический сплав никелида титана с проницаемой сквозной пористой структурой с размерами ячеек 300-400 мкм и соединяющих их каналов 25-35 мкм в диаметре; суспензию очищенных и выращенных в монослойных культурах остеогенных стромальных стволовых клеток наносят на пористый каркас перед использованием ex tempore посредством диффузионного осаждения на гидрофильную проницаемую поверхность (RU 2329055 С2, А61K 35/28; C12N 5/08; A61F 2/02, 20.07.2007). Использование известного способа позволяет создать трехмерную монокультуру остеогенных стромальных стволовых клеток костного мозга с заданными параметрами количества и плотности форменных элементов с пролонгированной пролиферативной активностью и тканевой дифференцировкой для моделирования тканевой структуры и репаративной функции губчатой кости.There is a method of immobilization of osteogenic stromal stem cells of bone marrow on a porous framework, the essence of which is as follows: the cultivation of osteogenic stromal stem cells of bone marrow is carried out after their isolation with a high degree of purification from associated shaped elements from bone marrow aspirate without prior mechanical and enzymatic processing and the use of microcarriers in a monolayer culture; the surface of the porous skeleton is coated with a double protein hydrophilic osteogenic layer by incubating the preform in a solution of collagen in acetic acid and then in DMEM containing a solution of gelatinol and β-glycerophosphate; the porous framework is a biologically inert metal alloy of titanium nickelide with a permeable through porous structure with mesh sizes of 300-400 microns and channels connecting them 25-35 microns in diameter; a suspension of osteogenic stromal stem cells purified and grown in monolayer cultures is applied to the porous skeleton before ex tempore is used by diffusion deposition on a hydrophilic permeable surface (RU 2329055 C2, A61K 35/28; C12N 5/08; A61F 2/02, 07/20/2007) . Using the known method allows you to create a three-dimensional monoculture of osteogenic stromal stem cells of the bone marrow with specified parameters of the number and density of shaped elements with prolonged proliferative activity and tissue differentiation to simulate the tissue structure and reparative function of the cancellous bone.

Полученную заготовку по известному изобретению из пористого никелида титана, пропитанную клеточной суспензией остеогенных стромальных стволовых клеток костного мозга, можно классифицировать как «биоинженерную конструкцию», обладающую высокими остеогенными свойствами. Однако известный имплантат обладает недостаточно высокой степенью адгезии по отношению к клеточной культуре, что ограничивает его использование в области челюстно-лицевой и черепно-мозговой хирургии. О других недостатках имплантата из металлического сплава было уже сказано выше.The obtained preform of the known invention from porous titanium nickelide, impregnated with a cell suspension of bone marrow osteogenic stromal stem cells, can be classified as a “bioengineered structure” with high osteogenic properties. However, the known implant does not have a sufficiently high degree of adhesion with respect to cell culture, which limits its use in the field of maxillofacial and cranial surgery. Other disadvantages of the implant made of a metal alloy have been mentioned above.

Термин «биоинженерная конструкция» в медицине возник сравнительно недавно и распространен среди специалистов, практикующихся в области лечения дефектов костей с применением клеточной технологии (W. Zhang et al. "Reconstructing Mandibular Defects with Autologous Bioengineered Tooth and Bone"), по материалам журнала Science Daily, Apr. 5, 2008, портал «Вечная молодость» http://www.vechnayamolodost.ru/; У.В.Вольперт, О.О.Янушевич, А.С.Григорьян, Н.Н.Мальгинов, А.И.Воложин. «Заживление костных дефектов ветви нижней челюсти кроликов под биоинженерными конструкциями из титана и золотого сплава с ксеногенными мезенхимальными стволовыми клетками» // Стоматология, 2009, №1, с.30).The term “bioengineered construct” in medicine has emerged relatively recently and is widely used among practitioners in the field of treatment of bone defects using cell technology (W. Zhang et al. “Reconstructing Mandibular Defects with Autologous Bioengineered Tooth and Bone”), according to Science Daily , Apr. 5, 2008, the portal “Eternal Youth” http://www.vechnayamolodost.ru/; U.V. Volpert, O.O. Yanushevich, A.S. Grigoryan, N.N. Malginov, A.I. Volozhin. “Healing of bone defects of the lower jaw branch of rabbits under bioengineered structures of titanium and a gold alloy with xenogenic mesenchymal stem cells” // Dentistry, 2009, No. 1, p.30).

Авторы А.С.Григорьян и А.К.Топоркова монографии «Проблемы интеграции имплантатов в костную ткань» // Москва, Техносфера, 2007, с.8, так определяют термин биоинженерные конструкции: «биоинженерные конструкции (гибридные имплантаты) - это комплексы из «неживого» материала и живой материи, используемые для замещения утраченных органо-тканевых структур пациентов. При этом восполнение «отсутствующего» органо-тканевого образования осуществляется как за счет специфической структуры «неживой» подложки, так и за счет трансплантированной клеточной или тканевой составляющей биоинженерной конструкции».The authors A. S. Grigoryan and A. K. Toporkova of the monograph “Problems of Integration of Implants into Bone Tissue” // Moscow, Tekhnosfera, 2007, p. 8, so define the term bioengineered constructions: “bioengineered constructions (hybrid implants) are complexes of “Non-living” material and living matter used to replace lost organ-tissue structures of patients. In this case, the replenishment of the "missing" organ-tissue formation is carried out both due to the specific structure of the "non-living" substrate, and due to the transplanted cellular or tissue component of the bioengineered structure. "

Технической задачей предлагаемого изобретения является создание нового способа устранения костных дефектов с восстановлением в них костной ткани с использованием биоинженерной конструкции.The technical task of the invention is the creation of a new method of eliminating bone defects with the restoration of bone tissue in them using a bioengineered design.

Техническим результатом способа является повышение степени адгезии, остеоинтеграции и биологической совместимости конструкции по отношению к живым тканями.The technical result of the method is to increase the degree of adhesion, osseointegration and biological compatibility of the construct with respect to living tissues.

Технический результат достигается тем, что способ устранения костных дефектов с восстановлением в них костной ткани за счет индукции репаративного остеогенеза в области костных дефектов заключается в том, что в области дефекта удаляют костные осколки, помещают и закрепляют над костным дефектом биоинженерную конструкцию, которая представляет собой гибридный имплантат в виде пористой мембраны из политетрафторэтилена с многофункциональным, биосовместимым, нерезорбируемым покрытием МБНП, легированным элементами М-Са-Р-С-O-N или M-Ca-C-O-N, где М - металл, выбранный из ряда, включающего Ti, Zr, Hf, Nb, Та, на поверхности которого культивируют аутогенные или аллогенные стромальные клетки, выделенные из жировой ткани или костного мозга. В качестве легирующего металла покрытие имплантата содержит преимущественно титан, а размер пор мембраны из политетрафторэтилена составляет 200-500 мкм.The technical result is achieved by the fact that the method of eliminating bone defects with the restoration of bone tissue due to the induction of reparative osteogenesis in the area of bone defects consists in removing bone fragments in the area of the defect, placing a bioengineered design over the bone defect, which is a hybrid an implant in the form of a porous polytetrafluoroethylene membrane with a multifunctional, biocompatible, non-resorbable MBNP coating doped with elements M-Ca-P-C-ON or M-Ca-CON, where M - metal, selected from the group consisting of Ti, Zr, Hf, Nb, Ta, on whose surface the cultured allogeneic or autologous stromal cells isolated from adipose tissue or bone marrow. As an alloying metal, the implant coating mainly contains titanium, and the pore size of the polytetrafluoroethylene membrane is 200-500 microns.

Гибридный имплантат, который включает основу (пористую мембрану) из политетрафторэтилена (ПТФЭ) и поверхностный слой покрытия толщиной не менее 50 мм, модифицированный легирующими элементами M-Ca-C-O-N, M-Ca-P-C-O-N, где М - Ti, Zr, Hf, Nb, Ta, получен авторами предлагаемого изобретения и защищен патентом RU 2325191 C1, A61L 27/06; 27/14, 27/56, 27.05.2008.A hybrid implant that includes a base (porous membrane) of polytetrafluoroethylene (PTFE) and a surface coating layer of at least 50 mm thick, modified with alloying elements M-Ca-CON, M-Ca-PCON, where M is Ti, Zr, Hf, Nb , Ta, obtained by the authors of the invention and is protected by patent RU 2325191 C1, A61L 27/06; 27/14, 27/56, 05/27/2008.

В указанном патенте представлены характеристики гибридных имплантатов на основе ПТФЭ с покрытием из культуры клеток, выделенной из кожно-мышечных фибробластов эмбрионов человека. В опытах in vitro с использованием люминесцентной микроскопии и метода сканирующей электронной микроскопии (СЭМ) было показано, что на поверхности нерезорбируемого полимерного материала политетрафторэтилена с покрытием при культивировании на них эмбриональных фибробластов происходят адгезия и распластывание клеток. На образцах имплантационного материала без покрытия эти процессы отсутствовали. Имплантаты из ПТФЭ с покрытием не токсичны, обладают высокой биосовместимостью, высоким остеоинтеграционным потенциалом к живым тканям, что свидетельствует о том, что они могут использоваться в качестве основы для создания биоинженерных конструкций (гибридных имплантатов), а сами покрытия можно определить как многофункциональные, биосовместимые, нерезорбируемые покрытия МБНП по отношению к живым тканями. МБНП получают путем магнетронного распыления соответствующих мишеней на поверхность пористого ПТФЭ.This patent describes the characteristics of hybrid PTFE-based implants coated with a cell culture isolated from skin-muscle fibroblasts of human embryos. In vitro experiments using luminescence microscopy and scanning electron microscopy (SEM) have shown that on the surface of a non-resorbable polytetrafluoroethylene coated polymeric material, cell adhesion and spreading occur upon culturing of embryonic fibroblasts on them. On the samples of implanted material without coating, these processes were absent. Coated PTFE implants are non-toxic, have high biocompatibility, high osseointegration potential to living tissues, which indicates that they can be used as the basis for creating bioengineered structures (hybrid implants), and the coatings themselves can be defined as multifunctional, biocompatible, non-resorbable coatings of MBNP in relation to living tissues. MBNPs are obtained by magnetron sputtering of the corresponding targets on the surface of porous PTFE.

Исходя из этих данных можно сделать вывод о перспективности использования в клинических условиях пористого ПТФЭ с МБНП в качестве абиологического носителя клеточной культуры в биоинженерных конструкциях для хирургического устранения дефектов костей, в частности костей черепа и его свода.Based on these data, it can be concluded that the clinical use of porous PTFE with MBNP as an abiological carrier of cell culture in bioengineered structures for the surgical removal of bone defects, in particular, the skull bones and its arch, is promising.

Следует отметить, что сам по себе ПТФЭ, являясь высокобиосовместимым нерезорбируемым пластическим материалом, обладающим высоким уровнем интеграции в тканевой среде, удобный, легкий и не подверженный коррозии, в отличие от металлических имплантатов, не может обеспечить адгезию клеток на его поверхности, что препятствует их культивированию на имплантатах из ПТФЭ. Эта проблема решается нанесением на поверхность ПТФЭ описанного выше покрытия.It should be noted that PTFE itself, being a highly biocompatible non-resorbable plastic material with a high level of integration in the tissue medium, is convenient, light and not subject to corrosion, unlike metal implants, cannot ensure cell adhesion on its surface, which prevents their cultivation on PTFE implants. This problem is solved by applying the above coating to the surface of PTFE.

Таким образом, термин «биоинженерные конструкции» подразумевает тип гибридных имплантатов, биологическая составляющая которых представлена клеточными популяциями, еще не вошедшими в стадию тканево-органной дифференциации.Thus, the term “bioengineered constructs” implies the type of hybrid implants, the biological component of which is represented by cell populations that have not yet entered the stage of tissue-organ differentiation.

Сущность предлагаемого способа заключается в следующем.The essence of the proposed method is as follows.

На поверхность МБНП абиологического гибридного имплантата из пористого ПТФЭ в виде мембраны культивируют клеточную культуру (популяцию). В данном изобретении клеточную популяцию культивировали из стромальных клеток жировой ткани (СКЖТ) кролика. Полученную биоинженерную конструкцию помещают и закрепляют над искусственно созданным дефектом, например, черепа кролика при постоянном наблюдении за состоянием животного.A cell culture (population) is cultured on the surface of the MBNP of an abiological hybrid porous PTFE implant in the form of a membrane. In the present invention, a cell population was cultured from rabbit adipose stromal cells (SCLC). The obtained bioengineered design is placed and fixed over an artificially created defect, for example, of a rabbit’s skull under constant observation of the state of the animal.

Устранение дефекта проводили с использованием биоинженерной конструкции, которая представляла собой пористую мембрану гибридного имплантата из ПТФЭ с МБНП, содержащим Ti-Ca-C-O-N, с размерами пор ПТФЭ 200 мкм и Ti-Ca-P-C-O-N, с размерами пор ПТФЭ 500 мкм, МБНП, на поверхности которой была культивирована клеточная популяция из стромальных клеток жировой ткани.The defect was eliminated using a bioengineered design, which was a porous membrane of a hybrid PTFE implant with MBNP containing Ti-Ca-CON, with pore sizes of PTFE 200 μm and Ti-Ca-PCON, with pore sizes of PTFE 500 μm, MBNP, on the surface of which was cultivated a cell population of stromal cells of adipose tissue.

С целью определения эффективности адгезии и роста клеток культуры на поверхности биоинженерных конструкций обеих групп наблюдений оценивали результаты эксперимента in vitro с помощью люминесцентной микроскопии и СЭМ.In order to determine the efficiency of adhesion and growth of culture cells on the surface of bioengineered structures of both observation groups, the results of the in vitro experiment were evaluated using luminescence microscopy and SEM.

Для оценки остеогенной дифференцировки клетки на МБНП сажали в концентрации 2,5×104 клеток/см2 в 6-луночные планшеты и культивировали до достижения конфлюэнтного слоя. Затем среду культивирования меняли на остеогенную. Дифференцировку клеток оценивали через 14 суток по гистологической окраске на активность щелочной фосфатазы (NBT/BCIP Stock solution (Roche Diagnostics)), окраске на кальцификацию внеклеточного матрикса (Alizarin Red S (Sigma)) и иммуногистохимическому окрашиванию на экспрессию остеогенных белков.To evaluate osteogenic differentiation, cells on MBNP were planted at a concentration of 2.5 × 10 4 cells / cm 2 in 6-well plates and cultured until a confluent layer was reached. Then the culture medium was changed to osteogenic. Cell differentiation was evaluated after 14 days by histological staining for alkaline phosphatase activity (NBT / BCIP Stock solution (Roche Diagnostics)), extracellular matrix calcification staining (Alizarin Red S (Sigma)) and immunohistochemical staining for osteogenic protein expression.

Для определения экспрессии клетками культуры различных белков использовалось иммунногистохимическое окрашивание антителами: антиостеопонтин, антиостеокальцин, антиостеонектин (Chemicon).To determine the expression of various proteins by the culture cells, immunohistochemical staining with antibodies was used: antiosteopontin, antiosteocalcin, antiosteonectin (Chemicon).

Клетки промывали фосфатно-солевым буфером (ФСБ) 3 раза, затем фиксировали в 4%-ном растворе параформальдегида (Fluka) в течение 15 мин. Далее клетки отмывали от фиксатора в течение 50 мин в 4-х сменах ФСБ (рН 7.4). Антитела разводили блокирующим раствором следующего состава: 5% бычьего сывороточного альбумина (Sigma), 0,1% Trition X-100 (Sigma) на 1 М растворе ФСБ в концентрациях, рекомендованных производителем антител. Препараты инкубировали с антителами в течение 12-16 часов при +4°С. Окрашивание вторыми антителами - Alexa-488 или А1еха-546 (Molecular Probe) - проводили согласно инструкции производителя.Cells were washed 3 times with phosphate-buffered saline (PBS), then fixed in a 4% solution of paraformaldehyde (Fluka) for 15 minutes. Then, the cells were washed from the fixative for 50 min in 4 FSB shifts (pH 7.4). Antibodies were diluted with a blocking solution of the following composition: 5% bovine serum albumin (Sigma), 0.1% Trition X-100 (Sigma) in a 1 M FSB solution at concentrations recommended by the antibody manufacturer. The drugs were incubated with antibodies for 12-16 hours at + 4 ° C. Staining with second antibodies, Alexa-488 or A1ex-546 (Molecular Probe), was performed according to the manufacturer's instructions.

Результаты культивирования клеток, на биоинженерной конструкции с наноструктурированным МБНП, легированным элементами Ti-Ca-C-O-N или Ti-Ca-P-C-O-N через 14 суток после культивирования в остсогенной среде, изученные с помощью люминесцентной микроскопии, показали, что поверхность имплантатов была покрыта биопленкой из фибропластоподобных клеток. На образце конструкции без покрытия клетки на поверхности имплантата отсутствуют.The results of cell cultivation, on a bioengineered design with nanostructured MBNP, doped with Ti-Ca-CON or Ti-Ca-PCON elements 14 days after cultivation in osteogenic medium, studied using luminescent microscopy, showed that the surface of the implants was covered with a biofilm of fibroblast-like cells . In the uncoated sample, there are no cells on the surface of the implant.

На фиг.1 и 2 представлены электронограммы СЭМ биоинженерных конструкций на основе пористого ПТФЭ с МБНП, содержащим Ti-Ca-C-O-N (размер пор ПТФЭ составляет 200 мкм), фиг.1, и с МБНП, содержащим Ti-Ca-P-C-O-N (размер пор ПТФЭ составляет 500 мкм), фиг.2, на поверхности которого нанесена клеточная популяция.Figures 1 and 2 show electron diffraction patterns of SEM bioengineered structures based on porous PTFE with MBNP containing Ti-Ca-CON (pore size of PTFE is 200 μm), figure 1, and with MBNP containing Ti-Ca-PCON (pore size PTFE is 500 μm), FIG. 2, on the surface of which a cell population is applied.

Исследования с использованием СЭМ показали, что на поверхности биоинженерных конструкций располагаются многочисленные многоотросчатые распластавшиеся фибробластоподобные клетки, наделенные цитологическими характеристиками (фиг.1 и 2), на которых видно их плотное расселение на поверхности конструкции. На поверхности контрольных образцов без покрытия клетки отсутствовали.Studies using SEM have shown that on the surface of bioengineered structures are numerous multibranched sprawling fibroblast-like cells endowed with cytological characteristics (Figs. 1 and 2), which show their dense settlement on the surface of the structure. No cells were present on the surface of the control samples without coating.

Контрольные опыты с окраской клеток на щелочную фосфатазу показали, что СКЖТ кролика после 14 суток культивирования в остеогенной среде на МБНП биоинженерной конструкции образуют многослойные участки, где усиливается экспрессия щелочной фосфатазы - положительная окраска на активность щелочной фосфатазы.Control experiments with staining cells for alkaline phosphatase showed that rabbit SLCT after 14 days of cultivation in an osteogenic medium on MBNP bioengineered constructs form multilayered areas where the expression of alkaline phosphatase is enhanced - a positive color for alkaline phosphatase activity.

Иммуногистохимический анализ экспрессии специфических белков остеогенеза выявил, что клетки находятся на начальных стадиях дифференцировки, поскольку обнаруживалась экспрессия остеопонтина и остеонектина. Экспрессия остеокальцина, позднего маркера остеогенной дифференцировки, отсутствовала.Immunohistochemical analysis of the expression of specific proteins of osteogenesis revealed that the cells are in the initial stages of differentiation, as the expression of osteopontin and osteonectin was detected. Expression of osteocalcin, a late marker of osteogenic differentiation, was absent.

При использовании в МБНП циркония и других металлов, указанных в формуле, были получены результаты, близкие к титану.When using zirconium and other metals indicated in the formula in MBNPs, results close to titanium were obtained.

Анализ полученных данных подтверждает, что совокупность признаков, характеризующая биоинженерную конструкцию, обусловливает положительный эффект культивирования стромальных клеток из жировой ткани на поверхности конструкции. По условиям эксперимента высеянная на биоинженерной конструкции с МБНП культура клеток подвергалась со вторых суток и по 14-е культивирования остеогенетическому коммитированию.Analysis of the obtained data confirms that the set of features characterizing the bioengineered structure determines the positive effect of the cultivation of stromal cells from adipose tissue on the surface of the structure. According to the experimental conditions, the cell culture sown on a bioengineered construct with MBNP was subjected from the second day and osteogenetic committing after the 14th cultivation.

Для использования биоинженерной конструкции in vivo в опытах на животных были предварительно изучены фенотипические характеристики популяций клеток на МБНП поверхности конструкции с предшественниками костных клеток (коммитированные стромальные клетки).To use the in vivo bioengineered construct in animal experiments, the phenotypic characteristics of cell populations on MBNP surface of the construct with bone cell precursors (committed stromal cells) were previously studied.

Известно, что предшественники костных клеток и сами остеобласты наделены рядом специфических фенотипических характеристик (Полежаев Л.В. Замещение дефектов черепа регенерирующей костью. // Вопр. нейрохир., 1982, т.2, 53-56). Одной из них является экспрессия костного изофермента щелочной фосфатазы. Кроме того, в клетках предшественниках остеогенной дифференцировки с помощью иммуногистохимических методов обнаруживаются остсопонтин, остеонектин и остеокальцин.It is known that bone cell precursors and osteoblasts themselves are endowed with a number of specific phenotypic characteristics (Polezhaev L.V. Replacement of skull defects with regenerating bone. // Vopr. Neurokhir. 1982, v.2, 53-56). One of them is the expression of the bone isoenzyme of alkaline phosphatase. In addition, osteopontin, osteonectin and osteocalcin are detected in the cells of the precursors of osteogenic differentiation using immunohistochemical methods.

Согласно полученным данным, в клетках на поверхности образцов были обнаружены признаки экспрессии как щелочной фосфатазы, так и остеопонтина и остеонектина, однако реакция на остеокальцин была отрицательной.According to the data obtained, signs of expression of both alkaline phosphatase and osteopontin and osteonectin were found in the cells on the surface of the samples, but the reaction to osteocalcin was negative.

Сущность способа культивирования клеток на МБНП конструкции заключается в следующем.The essence of the method of culturing cells on MBNP design is as follows.

Аутологичные СКЖТ выделяли из подкожной жировой ткани паховой области у кроликов (объем жировой ткани до 5-6 см3).Autologous SCLs were isolated from rabbit subcutaneous adipose tissue (adipose tissue volume up to 5-6 cm 3 ).

Кусочки жировой ткани промывали в солевом растворе Хэнкса (Биолот) с антибиотиками (пенициллин 200 ед./мл, стрептомицин 200 ед./мл), затем измельчали ножницами и инкубировали в растворе 0.1% коллагеназы I типа (Worthington) при 37°С и постоянном перемешивании в течение 90 мин, фермент ингибировали добавлением 10% фетальной телячьей сыворотки (ФТС, Биолот). Зрелые адипоциты отделяли центрифугированием при 300g в течение 10 мин. Клеточный осадок 2 раза отмывали от фермента в среде DMEM (Sigma), содержащей 10% ФТС. Суспензию клеток фильтровали через нейлоновый фильтр и центрифугировали в градиенте плотности Histopaque-1077 (Sigma) при 400g в течение 30 мин при комнатной температуре для получения фракции мононуклеарных клеток. Суспензию клеток отмывали в среде DMEM три раза. Клетки культивировали до первого пассирования в среде DMEM, содержащей 20% сыворотки, затем культуры переводили на среду DMEM, содержащей 10% ФТС.The pieces of adipose tissue were washed in Hanks saline (Biolot) with antibiotics (penicillin 200 units / ml, streptomycin 200 units / ml), then they were ground with scissors and incubated in a solution of 0.1% type I collagenase (Worthington) at 37 ° C and constant stirring for 90 min, the enzyme was inhibited by the addition of 10% fetal calf serum (FCS, Biolot). Mature adipocytes were separated by centrifugation at 300g for 10 min. The cell pellet was washed 2 times from the enzyme in DMEM (Sigma) containing 10% FCS. The cell suspension was filtered through a nylon filter and centrifuged in a density gradient Histopaque-1077 (Sigma) at 400g for 30 min at room temperature to obtain a fraction of mononuclear cells. The cell suspension was washed in DMEM three times. The cells were cultured prior to first passage in DMEM medium containing 20% serum, then the cultures were transferred to DMEM medium containing 10% FCS.

На 3-м пассаже культуры СКЖТ пассировали на имплантаты. Через 24 часа среду культивирования меняли на остеогенную и проводили остеогенную стимуляцию с помощью специфической культуральной среды следующего состава: среда DMEM, 10% ФТС, 0,01 мкМ 1,25-дигидроксивитамин D3 (Sigma), 50 мкМ аскорбат-2-фосфат (Sigma), 10 мМ β-глицерофосфат (Sigma). Смену среды проводили каждые 3 сут. В индукционной среде клетки культивировали в течение 14 дней. За сутки до операции, имплантаты с индуцированными к остеогенной дифференцировке СКЖТ кролика переводили на среду без сыворотки.At the 3rd passage of the culture, SCL were passaged on implants. After 24 hours, the culture medium was changed to osteogenic and osteogenic stimulation was performed using a specific culture medium of the following composition: DMEM medium, 10% FCS, 0.01 μM 1,25-dihydroxyvitamin D 3 (Sigma), 50 μM ascorbate-2-phosphate ( Sigma), 10 mM β-glycerophosphate (Sigma). A change of medium was carried out every 3 days. In an induction medium, cells were cultured for 14 days. The day before the operation, implants with osteogenic differentiation induced rabbit SSC were transferred to serum-free medium.

Таким образом, результаты проведенных испытаний свидетельствуют о том, что описанный способ получения биоинженерных конструкций на основе мембран из ПТФЭ с наноструктурированным покрытием (Ti-C-Ca-P-O-N) + стромальные клетки из жировой ткани или из костного мозга, включая предшественники стволовых клеток, коммитированные остеогенной стимуляцией, позволяет получить образцы, отвечающие требованиям дальнейших биомедицинских испытаний в опытах in vivo на модели экспериментально воспроизведенных дефектов теменной кости у кроликов.Thus, the results of the tests indicate that the described method for the preparation of bioengineered structures based on PTFE membranes with a nanostructured coating (Ti-C-Ca-PON) + stromal cells from adipose tissue or bone marrow, including stem cell precursors committed osteogenic stimulation, allows to obtain samples that meet the requirements of further biomedical tests in in vivo experiments on a model of experimentally reproduced defects of the parietal bone in rabbits.

Биоинженерные конструкции в опытах на животныхBioengineering designs in animal experiments

В опытах на лабораторных животных (кроликах) использовали экспериментальную модель для изучения остеоиндуцирующей потенции испытуемых материалов, а именно критические дефекты свода черепа кроликов 1×1×0,5 см, которые, как известно, спонтанно полностью не заживают.In experiments on laboratory animals (rabbits), an experimental model was used to study the osteoinducing potency of the test materials, namely, critical defects of the rabbit cranial vault 1 × 1 × 0.5 cm, which, as is known, do not spontaneously completely heal.

В основной группе на поверхности свода черепа над костным дефектом указанных размеров двумя титановыми микровинтами фиксировали биоинженерные конструкции описанного выше типа с культурой аутогенных СКЖТ, предварительно полученных из жировой ткани подопытных животных и культивированных на мембранах (пластинах) из пористого ПТФЭ с покрытиями Ti-Ca-P-C-O-N (либо Ti-Ca-C-O-N). Величина пор ПТФЭ составляла 200 и 500 мкм, соответственно. В группе сравнения дефекты свода черепа закрывали абиологическими (без нанесения культуры клеток) гибридными имплантатами из ПТФЭ с покрытиями того же состава.In the main group, on the surface of the cranial vault over a bone defect of the indicated sizes, two titanium microscrews fixed the bioengineered constructions of the type described above with a culture of autogenous SCLT, previously obtained from the adipose tissue of experimental animals and cultured on porous PTFE membranes (plates) with Ti-Ca-PCON coatings (or Ti-Ca-CON). The pore size of PTFE was 200 and 500 μm, respectively. In the comparison group, defects in the cranial vault were closed with abiological (without applying a cell culture) hybrid PTFE implants with coatings of the same composition.

Тканевый материал, полученный из экспериментов, подвергали гистологической обработке, парафиновые срезы окрашивали гематоксилин-эозином и проводили их иммуногистохимическое изучение, используя маркеры-антитела на остеопонтин и остеокальцин с целью идентификации новообразованных костных структур, а также определения степени их дифференциации.The tissue material obtained from the experiments was subjected to histological processing, paraffin sections were stained with hematoxylin-eosin and their immunohistochemical study was carried out using antibody markers for osteopontin and osteocalcin to identify newly formed bone structures, as well as to determine the degree of their differentiation.

Результаты гистоморфологического и иммуногистохимического исследования тканевого материала с использованием биоинженерной конструкции представлены на фиг.3-8, а абиологического гибридного имплантата (контрольные опыты без клеточной популяции) представлены на фиг.9-12.The results of histomorphological and immunohistochemical studies of tissue material using the bioengineered design are presented in Fig.3-8, and the abiological hybrid implant (control experiments without cell population) are presented in Fig.9-12.

При использовании биоинженерной конструкции у подопытных животных в сроки 2 и 6 мес наблюдалось образование под биоинженерными конструкциями новой костной ткани, замещающей дефект кости, на всем их протяжении. На фиг.3 (×25) представлена микрофотограмма, на которой под биоинженерной конструкцией с культурой СКТЖ (сдвоенные стрелки) виден слой новообразованной костной ткани (стрелки углом), прикрывающей костный дефект.When using the bioengineered design in experimental animals at the time of 2 and 6 months, the formation of new bone tissue replacing the bone defect along the entire length was observed under the bioengineered structures. In Fig. 3 (× 25), a microphotogram is presented, in which a layer of newly formed bone tissue (angle arrows) covering the bone defect is visible under the bioengineered structure with SCT culture (double arrows).

На фиг.4 (×100) представлена микрофотограмма, на которой видно, что новообразованная костная ткань, замещающая костный дефект, состоит из двух фракций: нижняя, прилежащая к дефекту кости, - это зрелая плотная костная субстанция (сдвоенные стрелки), и незрелая трабекулярная грубоволокнистая костная ткань (стрелки углом), прилежащая к мембране ПТФЭ, с преимущественно грубоволокнистым матриксом. Межтрабекулярные пространства заполнены жировой тканью (одинарные стрелки).Figure 4 (× 100) shows a microphotogram, which shows that the newly formed bone tissue replacing the bone defect consists of two fractions: the lower, adjacent to the bone defect, is a mature dense bone substance (double arrows), and immature trabecular coarse-fibered bone tissue (angled arrows) adjacent to the PTFE membrane, with a predominantly coarse-fibrous matrix. The intertrabular spaces are filled with adipose tissue (single arrows).

Следует заметить, что между описанными выше зрелой и низкодифференцированной костными формациями располагалась узкая полоска матрикса, пропитанного гомогенным оксифильным веществом остеоида (сдвоенные стрелки), что видно на микрофотограмме имплантата с культурой СКТЖ, фиг.5 (×400). В целом матрикс трабекулярных структур имел выраженное грубоволокнистое строение, фиг.6 (×200).It should be noted that between the mature and low-differentiated bone formations described above, there was a narrow strip of the matrix saturated with the homogeneous oxyphilic substance of the osteoid (double arrows), which can be seen on the microphotogram of the implant with the SCT culture, Fig. 5 (× 400). In general, the matrix of trabecular structures had a pronounced coarse fiber structure, Fig. 6 (× 200).

В поры ПТФЭ биоинженерной конструкции интенсивно прорастала клеточноволокнистая соединительная ткань, содержащая кровеносные сосуды. Нa значительном протяжении в порах ПТФЭ-основы в значительных количествах обнаруживались новообразованные костные трабекулы, местами они проникали в пористый имплантат на всю его глубину, что видно на микрофотограмме фиг.7 (×100).Cellular fibrous connective tissue containing blood vessels sprouted rapidly into the pores of the PTFE bioengineered structure. Over a considerable length of time in the pores of the PTFE base, newly formed bone trabeculae were found in significant quantities, in some places they penetrated the porous implant to its entire depth, which can be seen in the microphotogram of Fig. 7 (× 100).

На микрофотограмме фиг.8 (х200) видно прорастание костных структур (одинарные стрелки) в поры мембраны ПТФЭ с МБНП и культурой СЖТК. Снизу к мембране прилежит новообразованная костная ткань (стрелки углом), заполняющая костный дефект.The microphotogram of Fig. 8 (x200) shows the growth of bone structures (single arrows) in the pores of the PTFE membrane with MBNP and culture FFA. Beneath the membrane adjacent is the newly formed bone tissue (arrows at an angle) filling the bone defect.

На микрофотограмме фиг.9 (×25) контрольного имплантата без культуры СКТЖ видно, что под пористой мембраной из ПТФЭ с МНБП (стрелки углом) располагается фиброзная пластинка (одинарные стрелки), закрывающая костный дефект. В поры мембраны ПТФЭ врастают тяжи грубоволокнистой соединительной ткани (сдвоенные стрелки). Т.е. в группе сравнения под абиологическими гибридными имплантатами в костных дефектах формируется фиброзная соединительнотканная пластинка, замещающая экспериментально воспроизведенный костный дефект.The microphotogram of Fig. 9 (× 25) of the control implant without SCT culture shows that under the porous PTFE membrane with MNBP (angled arrows) there is a fibrous plate (single arrows) that covers the bone defect. Coarse-fibrous connective tissue strands (double arrows) grow into the pores of the PTFE membrane. Those. in the comparison group, under abiological hybrid implants in bone defects, a fibrous connective tissue plate is formed that replaces the experimentally reproduced bone defect.

На микрофотограмме имплантата без культуры СКТЖ помимо пластинки из грубоволокнистой соединительной ткани в костном дефекте можно видеть также участки рыхлой соединительной ткани, а также небольшие костные осколки, фиг.10 (×25). Дефект в кости прикрыт фиброзной пластинкой (стрелки углом). В дефекте виден костный осколок (одинарная стрелка).On the microphotogram of the implant without the SCT culture, in addition to the plate of coarse-fibrous connective tissue in the bone defect, you can also see areas of loose connective tissue, as well as small bone fragments, Fig. 10 (× 25). The defect in the bone is covered with a fibrous plate (arrows at an angle). A bone fragment (single arrow) is visible in the defect.

На фиг.11 (×200) и фиг.12 (×200) представлены еще микрофотограммы (контроль) имплантатов без культуры СКТЖ. Видна фиброзная пластинка (одинарная стрелка на фиг.12), прикрывающая костный дефект, костные осколки (сдвоенные стрелки) в дефекте кости. Кое-где отмечалось врастание тяжи грубоволокнистой соединительной ткани в поры мембраны из ПТФЭ (одинарная стрелка). Пластинка из грубоволокнистой соединительной ткани (стрелки углом), прикрывающая костный дефект, и костный осколок (сдвоенные стрелки).11 (× 200) and FIG. 12 (× 200) also show microphotograms (control) of implants without SCT culture. A fibrous plate is visible (single arrow in FIG. 12), covering the bone defect, bone fragments (double arrows) in the bone defect. In some places, the growth of a strand of coarse-fibrous connective tissue was noted in the pores of the PTFE membrane (single arrow). A plate of coarse-fibrous connective tissue (angled arrows) covering a bone defect and a bone fragment (double arrows).

При гистохимическом исследовании биоинженерных конструкций с культурой СКТЖ показано, что с антителами на значительных участках грубоволокнистого матрикса незрелой трабекулярной кости обнаруживалась положительная реакция на остеопонтин, выражавшаяся в сером окрашивании костного матрикса.A histochemical study of bioengineered constructs with SCT culture showed that with antibodies in significant areas of the coarse-fiber matrix of immature trabecular bone, a positive reaction to osteopontin was revealed, which was expressed in gray staining of the bone matrix.

В более зрелых участках кости по контрасту с соседними трабекулярными структурами реакция на остеопонтин была отрицательной. В прилежащих наслоениях остеоидного вещества эта реакция также была негативной.In more mature areas of the bone, in contrast to neighboring trabecular structures, the reaction to osteopontin was negative. In the adjacent layers of osteoid substance, this reaction was also negative.

Вещество костных структур в порах ПТФЭ было остепонтин-положительным.The substance of the bone structures in the pores of PTFE was osteopontin-positive.

Реакция на остеокальцин была слабо положительной в небольших участках зрелой костной ткани, определенно положительной в матриксе незрелых трабекулярных образований и очень яркой в костных структурах, развившихся в порах ПТФЭ.The response to osteocalcin was weakly positive in small areas of mature bone tissue, definitely positive in the matrix of immature trabecular formations and very bright in bone structures that developed in the pores of PTFE.

Большая часть матрикса незрелой трабекулярной костной ткани дает негативную реакцию на остеокальцин, лишь в некоторых участках реакция слабо положительная (сдвоенные стрелки).Most of the matrix of immature trabecular bone tissue gives a negative reaction to osteocalcin, only in some areas the reaction is weakly positive (double arrows).

Матрикс новообразованной трабекулярной костной ткани метится маркером остеокальцина положительно, придавая его окраске серый оттенок.The matrix of the newly formed trabecular bone tissue is marked with a marker of osteocalcin positively, giving its color a gray tint.

Следует отметить, что в отдельных участках незрелых трабекулярных костных структур остеокальцин обнаруживался в цитоплазме вытянутых фибробластоподобных клеток, которые расценивались нами как активные остеогенные элементы.It should be noted that in some areas of immature trabecular bone structures, osteocalcin was found in the cytoplasm of elongated fibroblast-like cells, which we regarded as active osteogenic elements.

Таким образом, приведенные данные показали, что под биоинженерными конструкциями из пористого ПТФЭ с МНБП (состава Ti-Ca-P-C-O-N либо Ti-Ca-C-O-N), фиксированными над критическими костными дефектами свода черепа кроликов, формируется полноценный костный регенерат, закрывающий на всем протяжении указанные дефекты. Это свидетельствует об исключительно высоком потенциале остсоиндукции, которым обладают биоинженерные конструкции, что подтверждает достижение технического результата.Thus, the data presented showed that under bioengineered structures made of porous PTFE with MNBP (composition of Ti-Ca-PCON or Ti-Ca-CON), fixed over critical bone defects of the rabbit cranial vault, a full-fledged bone regenerate is formed that covers the entire length of these defects. This indicates the extremely high potential of ostsoinduction possessed by bioengineered structures, which confirms the achievement of a technical result.

Кроме того, из приведенных данных можно сделать вывод и о том, что уровень коммитирования клеток, который достигается при описанном методе культивирования СКЖТ, позволяет получить популяцию преостеобластически дифференцированных клеток, обладающую столь мощным остеогенетическим потенциалом, что его оказывается достаточно для того, чтобы осуществить регенерацию костной ткани в объемах критических костных дефектов свода черепа, костная ткань которого, как известно, обладает относительно низким репарационным потенциалом.In addition, from the above data, it can be concluded that the level of cell commutation, which is achieved with the described method of culturing SQT, allows one to obtain a population of preosteoblastically differentiated cells with such a powerful osteogenetic potential that it is sufficient to allow bone regeneration tissue in the volume of critical bone defects of the cranial vault, the bone tissue of which, as you know, has a relatively low repair potential.

Таким образом, на основании полученных данных можно сделать вывод об использовании нового отечественного конкурентоспособного материала для хирургическою устранения обширных дефектов свода черепа и плоских костей лицевого скелета, что является прогрессивным шагом в области хирургической медицины.Thus, on the basis of the data obtained, it can be concluded that the use of new domestic competitive material for the surgical removal of extensive defects of the cranial vault and flat bones of the facial skeleton, which is a progressive step in the field of surgical medicine.

Claims (3)

1. Способ устранения костных дефектов с восстановлением в них костной ткани за счет индукции репаративного осгеогенеза в области костных дефектов, заключающийся в том, что над костным дефектом закрепляют биоинженерную конструкцию, которая представляет собой гибридный имплантат в виде пористой мембраны из политетрафторэтилена с многофункциональным, биосовместимым, нерезорбируемым покрытием МБНП, легированным элементами М-Са-Р-С-О-N, или М-Са-С-О-N, где М металл, выбранный из ряда, включающего Ti, Zr, Hf, Nb, Та, на поверхности которого культивируют аутогенные или аллогенные стромальные клетки, выделенные из жировой ткани или костного мозга.1. A method for eliminating bone defects with the restoration of bone tissue through the induction of reparative osgeogenesis in the area of bone defects, namely, that a bioengineered structure is fixed over the bone defect, which is a hybrid implant in the form of a porous polytetrafluoroethylene membrane with multifunctional, biocompatible, non-resorbable MBNP coating doped with elements M-Ca-P-C-O-N, or M-Ca-C-O-N, where M is a metal selected from the range including Ti, Zr, Hf, Nb, Ta, on the surface which I cultivate ie autologous or allogenic stromal cells derived from adipose tissue or bone marrow. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве легирующего металла покрытие имплантата содержит преимущественно титан.2. The method according to claim 1, characterized in that as the alloying metal, the implant coating mainly contains titanium. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что размер нор мембраны из политетрафторэтилена составляет 200-500 мкм. 3. The method according to claim 1, characterized in that the size of the holes of the polytetrafluoroethylene membrane is 200-500 microns.
RU2009148065/14A 2009-12-24 2009-12-24 Method of eliminating bone defects with restoration of bone tissue in them RU2449755C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009148065/14A RU2449755C2 (en) 2009-12-24 2009-12-24 Method of eliminating bone defects with restoration of bone tissue in them

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009148065/14A RU2449755C2 (en) 2009-12-24 2009-12-24 Method of eliminating bone defects with restoration of bone tissue in them

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2009148065A RU2009148065A (en) 2011-06-27
RU2449755C2 true RU2449755C2 (en) 2012-05-10

Family

ID=44738800

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2009148065/14A RU2449755C2 (en) 2009-12-24 2009-12-24 Method of eliminating bone defects with restoration of bone tissue in them

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2449755C2 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2595087C1 (en) * 2015-09-08 2016-08-20 Натан Евсеевич Сельский Method for lower jaw bone repair with homogeneous transplant with one-stage dental implantation (versions)
RU171990U1 (en) * 2016-12-13 2017-06-23 Александр Владимирович Колсанов Individual reconstructive implant template
RU177734U1 (en) * 2017-08-28 2018-03-06 Александр Владимирович Колсанов RECONSTRUCTIVE IMPLANT FROM LYOPHILIZED ALLOGENIC MATERIAL
RU2674849C1 (en) * 2017-07-04 2018-12-13 Алексей Николаевич Вачев Method for selecting a way of completing the operation in purulent stern mediastinitis

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6075180A (en) * 1994-02-17 2000-06-13 W. L. Gore & Associates, Inc. Carvable PTFE implant material
RU2270640C9 (en) * 2004-06-17 2006-08-10 Закрытое акционерное общество "Научно-производственный комплекс "Экофлон" Implant for substituting bone defects
RU2298410C1 (en) * 2005-09-12 2007-05-10 ЗАО "РеМеТэкс" Biotransplant and method for treatment of rheumatic and autoimmune diseases
RU2325191C1 (en) * 2007-02-16 2008-05-27 Алексей Суренович Григорьян Method of implant material production on basis of pored polytetrafluorethylene and material produced by this method

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6075180A (en) * 1994-02-17 2000-06-13 W. L. Gore & Associates, Inc. Carvable PTFE implant material
RU2270640C9 (en) * 2004-06-17 2006-08-10 Закрытое акционерное общество "Научно-производственный комплекс "Экофлон" Implant for substituting bone defects
RU2298410C1 (en) * 2005-09-12 2007-05-10 ЗАО "РеМеТэкс" Biotransplant and method for treatment of rheumatic and autoimmune diseases
RU2325191C1 (en) * 2007-02-16 2008-05-27 Алексей Суренович Григорьян Method of implant material production on basis of pored polytetrafluorethylene and material produced by this method

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ШТАНСКИЙ Д.В. и др. Адгезионные, фрикционные и деформационные характеристики покрытий Ti-(Ca,Zr)-(C,N,O,P) для ортопедических и зубных имплантатов. - Физика твердого тела, 2006, том 48, вып.7, 1231-1238. KEEFE M.S. et al. An evaluation of the effectiveness of different techniques for intrapoperative infiltration of antibiotics into alloplastic implants for use in facial reconstruction. Arch Facial Plast Surg. 2009 Jul-Aug; 11(4):246-51 (Abstract). *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2595087C1 (en) * 2015-09-08 2016-08-20 Натан Евсеевич Сельский Method for lower jaw bone repair with homogeneous transplant with one-stage dental implantation (versions)
RU171990U1 (en) * 2016-12-13 2017-06-23 Александр Владимирович Колсанов Individual reconstructive implant template
RU2674849C1 (en) * 2017-07-04 2018-12-13 Алексей Николаевич Вачев Method for selecting a way of completing the operation in purulent stern mediastinitis
RU177734U1 (en) * 2017-08-28 2018-03-06 Александр Владимирович Колсанов RECONSTRUCTIVE IMPLANT FROM LYOPHILIZED ALLOGENIC MATERIAL

Also Published As

Publication number Publication date
RU2009148065A (en) 2011-06-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
van den Dolder et al. Bone tissue reconstruction using titanium fiber mesh combined with rat bone marrow stromal cells
Castano‐Izquierdo et al. Pre‐culture period of mesenchymal stem cells in osteogenic media influences their in vivo bone forming potential
RU2462256C2 (en) Method for making tooth and tooth made by such method
RU2428140C2 (en) Method of tooth formation, dentition and method of tissue formation
Saxena et al. Vascularized three‐dimensional skeletal muscle tissue‐engineering
JP7370370B2 (en) Surface topography to alter the physiology of living cells
US20090029322A1 (en) Use of Stem Cells, Method of Tissue Engineering, Use of Dental Tissues and Tooth Biological Substitute
KR20040017842A (en) Tissue regenerating base material, implanting material and method of producing the same
CN110478528B (en) Preparation method and application of novel tissue repair promoting material
CN113318274A (en) Hydrogel and preparation method and application thereof
CN101808672B (en) New stem cell lines, their application and culture methods
EP1861492A2 (en) Skin equivalent culture
RU2449755C2 (en) Method of eliminating bone defects with restoration of bone tissue in them
CN101564555B (en) Tissue engineering bone implant and method for constructing the same
JP7058607B2 (en) Customized Bone-Implant Hybrid Graft
RU2416434C1 (en) Bioengineered structure for bony defect closure and osteogenesis and method for producing said structure
JP5154434B2 (en) Use of polysaccharides secreted by Vibrio diabolicus species for engineering non-mineralized connective tissue
WO2023167082A1 (en) Method for producing proliferated hair follicle mesenchymal cells, and use thereof
EP2582410A1 (en) Methods for complex tissue engineering
RU2523559C2 (en) Method for tooth creation
CN115105638A (en) Dental pulp-dentin complex regeneration promoting stent and preparation method and application thereof
RU86455U1 (en) BIO ENGINEERING DESIGN
Harrnand Human cell culture and characterization of cell/biomaterial interface
CN2817772Y (en) Tissue engineering bone graft
PL244125B1 (en) Compartment reservoir for the cultivation and surface propagation of human autologous fibroblasts on a membrane support

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20111225