RU2685148C1 - Композиционный материал для замещения костных дефектов - Google Patents
Композиционный материал для замещения костных дефектов Download PDFInfo
- Publication number
- RU2685148C1 RU2685148C1 RU2018102314A RU2018102314A RU2685148C1 RU 2685148 C1 RU2685148 C1 RU 2685148C1 RU 2018102314 A RU2018102314 A RU 2018102314A RU 2018102314 A RU2018102314 A RU 2018102314A RU 2685148 C1 RU2685148 C1 RU 2685148C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- bone
- mesenchymal stem
- stem cells
- composite material
- patient
- Prior art date
Links
- 210000000988 bone and bone Anatomy 0.000 title claims abstract description 26
- 230000007547 defect Effects 0.000 title claims abstract description 19
- 239000002131 composite material Substances 0.000 title claims abstract description 10
- 210000002901 mesenchymal stem cell Anatomy 0.000 claims abstract description 26
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 14
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 6
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 239000007975 buffered saline Substances 0.000 claims description 4
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 4
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 4
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 3
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 claims description 3
- 238000000227 grinding Methods 0.000 claims description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 12
- 230000008569 process Effects 0.000 abstract description 6
- 230000035876 healing Effects 0.000 abstract description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 2
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 description 15
- 239000002609 medium Substances 0.000 description 11
- 239000001963 growth medium Substances 0.000 description 6
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 6
- 239000006144 Dulbecco’s modified Eagle's medium Substances 0.000 description 4
- 102000004142 Trypsin Human genes 0.000 description 4
- 108090000631 Trypsin Proteins 0.000 description 4
- 210000001185 bone marrow Anatomy 0.000 description 4
- 210000002950 fibroblast Anatomy 0.000 description 4
- 235000015097 nutrients Nutrition 0.000 description 4
- 239000002953 phosphate buffered saline Substances 0.000 description 4
- UCSJYZPVAKXKNQ-HZYVHMACSA-N streptomycin Chemical compound CN[C@H]1[C@H](O)[C@@H](O)[C@H](CO)O[C@H]1O[C@@H]1[C@](C=O)(O)[C@H](C)O[C@H]1O[C@@H]1[C@@H](NC(N)=N)[C@H](O)[C@@H](NC(N)=N)[C@H](O)[C@H]1O UCSJYZPVAKXKNQ-HZYVHMACSA-N 0.000 description 4
- 239000006228 supernatant Substances 0.000 description 4
- 239000012588 trypsin Substances 0.000 description 4
- KCXVZYZYPLLWCC-UHFFFAOYSA-N EDTA Chemical compound OC(=O)CN(CC(O)=O)CCN(CC(O)=O)CC(O)=O KCXVZYZYPLLWCC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 208000027418 Wounds and injury Diseases 0.000 description 3
- 230000037182 bone density Effects 0.000 description 3
- 210000000845 cartilage Anatomy 0.000 description 3
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 3
- 229910052588 hydroxylapatite Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000007943 implant Substances 0.000 description 3
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 3
- 230000000278 osteoconductive effect Effects 0.000 description 3
- XYJRXVWERLGGKC-UHFFFAOYSA-D pentacalcium;hydroxide;triphosphate Chemical compound [OH-].[Ca+2].[Ca+2].[Ca+2].[Ca+2].[Ca+2].[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O XYJRXVWERLGGKC-UHFFFAOYSA-D 0.000 description 3
- 230000002062 proliferating effect Effects 0.000 description 3
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 3
- 102000029816 Collagenase Human genes 0.000 description 2
- 108060005980 Collagenase Proteins 0.000 description 2
- 230000000735 allogeneic effect Effects 0.000 description 2
- APKFDSVGJQXUKY-INPOYWNPSA-N amphotericin B Chemical compound O[C@H]1[C@@H](N)[C@H](O)[C@@H](C)O[C@H]1O[C@H]1/C=C/C=C/C=C/C=C/C=C/C=C/C=C/[C@H](C)[C@@H](O)[C@@H](C)[C@H](C)OC(=O)C[C@H](O)C[C@H](O)CC[C@@H](O)[C@H](O)C[C@H](O)C[C@](O)(C[C@H](O)[C@H]2C(O)=O)O[C@H]2C1 APKFDSVGJQXUKY-INPOYWNPSA-N 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 229960002424 collagenase Drugs 0.000 description 2
- LOKCTEFSRHRXRJ-UHFFFAOYSA-I dipotassium trisodium dihydrogen phosphate hydrogen phosphate dichloride Chemical compound P(=O)(O)(O)[O-].[K+].P(=O)(O)([O-])[O-].[Na+].[Na+].[Cl-].[K+].[Cl-].[Na+] LOKCTEFSRHRXRJ-UHFFFAOYSA-I 0.000 description 2
- 210000003958 hematopoietic stem cell Anatomy 0.000 description 2
- NOESYZHRGYRDHS-UHFFFAOYSA-N insulin Chemical compound N1C(=O)C(NC(=O)C(CCC(N)=O)NC(=O)C(CCC(O)=O)NC(=O)C(C(C)C)NC(=O)C(NC(=O)CN)C(C)CC)CSSCC(C(NC(CO)C(=O)NC(CC(C)C)C(=O)NC(CC=2C=CC(O)=CC=2)C(=O)NC(CCC(N)=O)C(=O)NC(CC(C)C)C(=O)NC(CCC(O)=O)C(=O)NC(CC(N)=O)C(=O)NC(CC=2C=CC(O)=CC=2)C(=O)NC(CSSCC(NC(=O)C(C(C)C)NC(=O)C(CC(C)C)NC(=O)C(CC=2C=CC(O)=CC=2)NC(=O)C(CC(C)C)NC(=O)C(C)NC(=O)C(CCC(O)=O)NC(=O)C(C(C)C)NC(=O)C(CC(C)C)NC(=O)C(CC=2NC=NC=2)NC(=O)C(CO)NC(=O)CNC2=O)C(=O)NCC(=O)NC(CCC(O)=O)C(=O)NC(CCCNC(N)=N)C(=O)NCC(=O)NC(CC=3C=CC=CC=3)C(=O)NC(CC=3C=CC=CC=3)C(=O)NC(CC=3C=CC(O)=CC=3)C(=O)NC(C(C)O)C(=O)N3C(CCC3)C(=O)NC(CCCCN)C(=O)NC(C)C(O)=O)C(=O)NC(CC(N)=O)C(O)=O)=O)NC(=O)C(C(C)CC)NC(=O)C(CO)NC(=O)C(C(C)O)NC(=O)C1CSSCC2NC(=O)C(CC(C)C)NC(=O)C(NC(=O)C(CCC(N)=O)NC(=O)C(CC(N)=O)NC(=O)C(NC(=O)C(N)CC=1C=CC=CC=1)C(C)C)CC1=CN=CN1 NOESYZHRGYRDHS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 210000000056 organ Anatomy 0.000 description 2
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 2
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 2
- 230000002980 postoperative effect Effects 0.000 description 2
- 230000035755 proliferation Effects 0.000 description 2
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 2
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 description 2
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 description 2
- 210000002966 serum Anatomy 0.000 description 2
- 229960005322 streptomycin Drugs 0.000 description 2
- 210000002536 stromal cell Anatomy 0.000 description 2
- 210000001519 tissue Anatomy 0.000 description 2
- 238000011282 treatment Methods 0.000 description 2
- 206010002091 Anaesthesia Diseases 0.000 description 1
- 208000010392 Bone Fractures Diseases 0.000 description 1
- 108091003079 Bovine Serum Albumin Proteins 0.000 description 1
- 102000004127 Cytokines Human genes 0.000 description 1
- 108090000695 Cytokines Proteins 0.000 description 1
- 238000002965 ELISA Methods 0.000 description 1
- 101150019331 FGF2 gene Proteins 0.000 description 1
- 229930182566 Gentamicin Natural products 0.000 description 1
- CEAZRRDELHUEMR-URQXQFDESA-N Gentamicin Chemical compound O1[C@H](C(C)NC)CC[C@@H](N)[C@H]1O[C@H]1[C@H](O)[C@@H](O[C@@H]2[C@@H]([C@@H](NC)[C@@](C)(O)CO2)O)[C@H](N)C[C@@H]1N CEAZRRDELHUEMR-URQXQFDESA-N 0.000 description 1
- 101000829171 Hypocrea virens (strain Gv29-8 / FGSC 10586) Effector TSP1 Proteins 0.000 description 1
- 238000012404 In vitro experiment Methods 0.000 description 1
- 102000004877 Insulin Human genes 0.000 description 1
- 108090001061 Insulin Proteins 0.000 description 1
- 241001465754 Metazoa Species 0.000 description 1
- 229930182555 Penicillin Natural products 0.000 description 1
- JGSARLDLIJGVTE-MBNYWOFBSA-N Penicillin G Chemical compound N([C@H]1[C@H]2SC([C@@H](N2C1=O)C(O)=O)(C)C)C(=O)CC1=CC=CC=C1 JGSARLDLIJGVTE-MBNYWOFBSA-N 0.000 description 1
- 208000006735 Periostitis Diseases 0.000 description 1
- 239000012891 Ringer solution Substances 0.000 description 1
- 208000005250 Spontaneous Fractures Diseases 0.000 description 1
- 210000001744 T-lymphocyte Anatomy 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000037005 anaesthesia Effects 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 239000000427 antigen Substances 0.000 description 1
- 230000000890 antigenic effect Effects 0.000 description 1
- 102000036639 antigens Human genes 0.000 description 1
- 108091007433 antigens Proteins 0.000 description 1
- 210000002798 bone marrow cell Anatomy 0.000 description 1
- 239000000872 buffer Substances 0.000 description 1
- 229910000389 calcium phosphate Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001506 calcium phosphate Substances 0.000 description 1
- 235000011010 calcium phosphates Nutrition 0.000 description 1
- 230000010261 cell growth Effects 0.000 description 1
- 230000004663 cell proliferation Effects 0.000 description 1
- 239000006285 cell suspension Substances 0.000 description 1
- 238000002659 cell therapy Methods 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 1
- 239000004053 dental implant Substances 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 1
- 230000004069 differentiation Effects 0.000 description 1
- 201000010099 disease Diseases 0.000 description 1
- 208000037265 diseases, disorders, signs and symptoms Diseases 0.000 description 1
- 108010007093 dispase Proteins 0.000 description 1
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 1
- 230000002255 enzymatic effect Effects 0.000 description 1
- 210000003195 fascia Anatomy 0.000 description 1
- 239000012894 fetal calf serum Substances 0.000 description 1
- 239000012634 fragment Substances 0.000 description 1
- 229960002518 gentamicin Drugs 0.000 description 1
- 208000024908 graft versus host disease Diseases 0.000 description 1
- 239000003102 growth factor Substances 0.000 description 1
- 230000011132 hemopoiesis Effects 0.000 description 1
- 230000002519 immonomodulatory effect Effects 0.000 description 1
- 230000028993 immune response Effects 0.000 description 1
- 238000013394 immunophenotyping Methods 0.000 description 1
- 238000002513 implantation Methods 0.000 description 1
- 238000011534 incubation Methods 0.000 description 1
- 230000036512 infertility Effects 0.000 description 1
- 230000008595 infiltration Effects 0.000 description 1
- 238000001764 infiltration Methods 0.000 description 1
- 230000002401 inhibitory effect Effects 0.000 description 1
- 208000014674 injury Diseases 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 229940125396 insulin Drugs 0.000 description 1
- 239000000644 isotonic solution Substances 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 210000004379 membrane Anatomy 0.000 description 1
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 1
- 210000004877 mucosa Anatomy 0.000 description 1
- 210000004400 mucous membrane Anatomy 0.000 description 1
- 238000010606 normalization Methods 0.000 description 1
- 238000010899 nucleation Methods 0.000 description 1
- 235000016709 nutrition Nutrition 0.000 description 1
- 230000035764 nutrition Effects 0.000 description 1
- 230000004840 osteo-chondrogenic effect Effects 0.000 description 1
- 230000004819 osteoinduction Effects 0.000 description 1
- 230000002138 osteoinductive effect Effects 0.000 description 1
- 239000008188 pellet Substances 0.000 description 1
- 229940049954 penicillin Drugs 0.000 description 1
- 210000003460 periosteum Anatomy 0.000 description 1
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 230000002265 prevention Effects 0.000 description 1
- 230000008439 repair process Effects 0.000 description 1
- 238000009256 replacement therapy Methods 0.000 description 1
- 238000012216 screening Methods 0.000 description 1
- 238000007390 skin biopsy Methods 0.000 description 1
- 238000011476 stem cell transplantation Methods 0.000 description 1
- 230000004936 stimulating effect Effects 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 description 1
- 238000001356 surgical procedure Methods 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 238000011287 therapeutic dose Methods 0.000 description 1
- 230000001225 therapeutic effect Effects 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 1
- 238000002054 transplantation Methods 0.000 description 1
- 230000008733 trauma Effects 0.000 description 1
- QORWJWZARLRLPR-UHFFFAOYSA-H tricalcium bis(phosphate) Chemical compound [Ca+2].[Ca+2].[Ca+2].[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O QORWJWZARLRLPR-UHFFFAOYSA-H 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
- C12N5/00—Undifferentiated human, animal or plant cells, e.g. cell lines; Tissues; Cultivation or maintenance thereof; Culture media therefor
- C12N5/06—Animal cells or tissues; Human cells or tissues
- C12N5/0602—Vertebrate cells
- C12N5/0652—Cells of skeletal and connective tissues; Mesenchyme
- C12N5/0662—Stem cells
- C12N5/0664—Dental pulp stem cells, Dental follicle stem cells
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Zoology (AREA)
- Developmental Biology & Embryology (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Biotechnology (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
- Genetics & Genomics (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Microbiology (AREA)
- Cell Biology (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Rheumatology (AREA)
- Materials For Medical Uses (AREA)
- Medicines Containing Material From Animals Or Micro-Organisms (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области биохимии, в частности к композиционному материалу для замещения костных дефектов, состоящему из смеси гранулированного остеопластического материала Bio-Oss и мезенхимальных стволовых клеток пациента, имбибированных мезенхимальными стволовыми клетками, культивированными из прикрепленной десны пациента. Изобретение позволяет эффективно осуществлять восстановление архитектоники костной ткани, а также осуществлять полноценное (100%) заживление дефекта костной ткани челюсти диаметром более 5 мм и восстановление оптической плотности кости в срок на 3 месяца раньше по сравнению с естественным течением репаративного процесса (6 месяцев).
Description
Изобретение относится к медицине, к области биотехнологии и может быть использовано с целью восполнения послеоперационных дефектов и переломах кости.
На сегодняшний день существует значительное количество материалов используемых для замещения костных дефектов как искусственного, так и животного происхождения.
Известен способ замещения костных дефектов путем помещения имплантата из пористого никелида титана или сплавов на его основе в зону костного дефекта, отличающийся тем, что перед введением имплантат обрабатывают гидроксилапатитом на глубину 10 мм при комнатной температуре, причем при установке имплантата в конгруэнтное костное ложе последнее обрабатывают гидроксиапатитом (Патент РФ №2066982 от 27.09.1996 г. ).
Из уровня техники известен способ замещения дефектов костей путем пластики с использованием аутогенного костно-хрящевого регенерата, выраженного с помощью деминерализованной костной аллоткани, отличающийся тем, что деминерализованную костную аллоткань подсаживают на фасцию или надкостницу, которые рассекают или перфорируют в нескольких местах соответственно зоне расположения деминерализованного трансплантата, выращенный аутогенный костно-хрящевой регенерат используют для замещения костных дефектов отдельно или же в комбинации с деминерализованными или недеминерализованными костными аллотрансплантатами (Патент РФ 2117453 от 20.08.2008).
К основным недостаткам указанных способов можно отнести использование остеокондуктивных синтетических или аллогенных остеонидуктивных материалов несоответствующих антигенной структурой индивидуальному организму. В настоящее время данный недостаток нивелируется использованием мезенхимальных стволовых клеток.
Выявлено, что мезенхимальные стволовые клетки обладают иммуномодулирующим эффектом, ингибируют пролиферацию Т-клеток и снижают вероятность возникновения и степень выраженности РТПХ при совместной трансплантации с гемопоэтическими стволовыми клетками. При этом они существенно ускоряют восстановление поврежденного гемопоэза. Полученные данные о том, что мезенхимальные стволовые клетки не содержат мембранных маркеров, характерных для гемопоэтических клеток, а также антигенов гистосовместимости позволяют рассматривать мезенхимальные стволовые клетки как кандидаты не только для аутологичной, но и для аллогенной клеточной терапии.
Результатом трансплантации больным мезенхимальных стволовых клеток костного мозга может быть восстановление популяции стромальных клеток в различных органах. Стромальные клетки являются источником важных цитокинов и ростовых факторов, которые способствуют активированию и нормализации иммунного ответа, сниженного в результате болезни, а также развитию регенеративных процессов в поврежденных тканях и органах.
Известен способ пролиферации мезенхимальных стволовых клеток человека, предназначенных для реконструкции костных и хрящевых сегментов, например, в травматологической хирургии. В соответствии с этим патентом образец костного мозга человека промывают в физиологическом растворе с фосфатным буфером. Клетки с ядрами подсчитывают с использованием красителя и в среде F12, включающей 10% сыворотки и 1 нг/мг FGF -2, высевают на дно культурального сосуда в количестве 5×106 клеток в виде нефракционированного костного мозга на 10 кв.см сосуда для культуры ткани. Через 48 часов эту среду удаляют, клетки промывают в физиологическом растворе с фосфатным буфером и выдерживают 24-48 часов в среде F12 без каких-либо добавок. Для поддержания остеохондрогенного потенциала в мезенхимальных стволовых клетках и способствования пролиферации клеток в среду добавляют определенную смесь факторов (Патент РФ 2272839 от 27.03.2006).
Известен способ культивирования фибробластов для заместительной терапии, включающий выделение клеток и инкубирование в питательной среде, отличающийся тем, что выделение фибробластов осуществляют из биоптатов кожи человека путем ферментативной обработки в растворе DMEM/5% ЭБС/0,2% диспазы/0.1 мг/мл коллагеназы I типа при постоянном помешивании и пипетировании при температуре 37°С в течение 1,5 ч в стерильных условиях, полученную суспензию клеток центрифугируют 5 мин при 200 g, супернатант сливают, осевшие клетки ресуспендируют в среде DMEM/10% ЭБС/100 ед/мл пенициллина, 100 ед/мл стрептомицина, 100 ед/мл фунгизона и высевают на чашки, затем фибробласты переводят на длительное культивирование в среде с собственной сывороткой крови пациента: DMEM/10%ССКП/100 ед/мл стрептомицина, 100 ед/мл фунгизона или в терапевтической среде AIM-V, перед введением пациентам клетки несколько раз отмывают в буфере Krebs-Ring, обрабатывают раствором 0,25% трипсина/0,02% ЭДТА для снятия клеток с подложки, добавляют 1 мл Krebs-Ringer, центрифугируют 5 мин при 200 g, супернатант сливают, клетки ресуспендируют в новой порции раствора Krebs-Ringer для введения пациентам (Патент РФ 2320720 от 27.03.2008).
Известен способ культивирования мезенхимальных стволовых клеток (МСК) человека exvivo включает по меньшей мере два цикла культивирования ядросодержащих костномозговых клеток в ростовой среде до получения заданного количества мезенхимальных стволовых клеток. В процессе каждого цикла высевают выделенные клетки в соответствующий культуральный сосуд, регулярно определяют рН ростовой среды и заменяют ростовую среду, рН которой менее 6,0 или более 8,0, на ростовую среду, рН которой лежит в пределах от 6,0 до 8,0, при этом регулярно элиминируют клетки, не относящиеся к популяции мезенхимальных стволовых клеток. Процесс культивирования в каждом цикле ведут до образования сплошного монослоя популяции МСК, который извлекают из культурального сосуда путем его обработки 0,03-0,1%-ным раствором трипсина, а перед и после указанной обработки МСК отмывают в изотоническом растворе от следов ростовой среды и следов трипсина соответственно. Изобретение позволяет за достаточно короткий период (приблизительно 40 суток) вырастить из 0,5-1,0 мл пунктата костного мозга эффективную терапевтическую дозу МСК (по меньшей мере 5*107-108) (Патент РФ 2323252 от 27.04.2008).
Задачей изобретения является обеспечение процесса регенерации костной ткани в послеоперационных дефектах или переломах.
Техническим результатом изобретения является восстановление архитектоники костной ткани путем стимулирования регенерации костной ткани композицией с индивидуальными остеоиндуктивными и остеокондуктивными свойствами.
Технический результат достигается за счет того, что композиционный материал для замещения костных дефектов состоит из смеси гранулированного остеопластического материала Bio oss, который после стерильного измельчения при температуре жидкого азота и трехкратного отмыва забуферным физиологическим раствором, подвергается циклической тепловой обработке в термостате при температуре от 70 до 90 градусов Цельсия, три раза по 90 минут и мезенхимальных стволовых клеток пациента имбибированные мезенхимальными стволовыми клетками, культивированными из прикрепленной десны пациента.
Выделение мезенхимальных стволовых клеток из слизистой оболочки десны обеспечивает индивидуализацию остеоиндукции замещения дефекта челюсти.
Использование в процессе остеокондуктивного остеопластического материала Bio-oss обеспечивает восстановление архитектоники челюсти осуществляя профилактику патологических переломов.
В предлагаемом композиционном материале, в отличие от известных ранее, применяется препарат Bio oss органического происхождения, в котором из базового вещества - гидроксиапатита вымыт ранее считавшийся незаменимым и наиболее активным компонентом бета три кальций фосфат.
Композиционный материал для замещения костных дефектов получают следующим образом:
У пациента под инфильтрационной анестезией хирургическим скальпелем осуществляется забор поверхностного слоя слизистой оболочки прикрепленной десны. Полученный фрагмент помещается в 0,05% раствор коллагеназы 2-го типа на 16 часов в термостат при +37°С, с дальнейшим проведением пипетирования осадка и добавления полной питательной среды, состоящей из DMEM/F12 (Invitrogen, США), содержащей 10%) телячью фетальную сыворотку («HyCloneDefined», HyClone, США), инсулин 0,4 мкМ, 0,25 мг/л гентамицина.
Культивирование мезенхимальных стволовых клеток (МСК) осуществляется в стандартных условиях в CO2-инкубаторе с концентрацией CO2 5%, атмосферного воздуха 95% и с повышенной влажностью. Замену культуральной среды на свежую осуществляется каждые 72 часа. Пассирование клеток осуществляли следующим образом: после образования субконфлюэнтного монослоя (80-90% площади культурального пластика) клетки однократно отмывают раствором Версена, затем снимают с помощью раствора Версена с 0,25% трипсином, центрифугируют при 350g, убирают надосадок, осадок ресуспендируют в полной питательной среде и разливали в новую культуральную посуду. Стандартизованную дифференцировку МСК КМ осуществляли в соответствии с протоколами STEMPRO® MSC SFM; StemPro® AdipogenesisDifferentiationKit; StemPro® ChondrogenesisDifferentiationKit; StemPro® OsteogenesisDifferentiationKit.
Иммунофенотипирование осуществляли на проточном цитофлуориметре Gallios (БекманКультер, США). Анализ проводили при помощи ПО AN43172 SoftwareVersion.
Далее гранулы остеопластического материала Bio-oss (Щвецария) были, стерильно измельчены при температуре жидкого азота, после чего их отмывали 3 раза в забуференном физиологическом растворе (PBS) следующим образом:
- гранулы были разложены в одинаковом количестве в стерильные пробирки объемом 2 мл в 4 повторах;
- в каждую пробирку вводили 2 мл PBS и встряхивали на лабораторном шейкере (shaker) 60 сек, после чего давали материалу осесть и супернатант удаляли отсасыванием.
В применяемом композиционном материале, для усиления адгезивных и пролиферативных свойств применяется материал Bio oss, который после стерильного измельчения при температуре жидкого азота и трехкратного отмыва забуферным физиологическим раствором, подвергается циклической тепловой обработке в термостате при температуре от 70 до 90 градусов Цельсия, три раза по 90 минут.
К отмытому материалу добавили 1 мл питательной среды и помещали на 24 часа в CO2-инкубатор, к не промытому материалу также добавили среду на 24 часа для проверки стерильности.
Для проведения скрининга остеопластических материалов при исследовании пролиферационной активности применяли перевиваемую линию фибробластов 3T3/NIH, которая входит в список рекомендованных ГОСТ Р ИСО 10993.5-99.
В результате серии экспериментов in vitro нами доказано что, отмыв всех прочих остеопластических материалов, ухудшают адгезивные и пролиферативные свойства.
Считая, что поверхность гранул с контролем (50 мкл суспензии Цитодекс №3) составляет 8 см2, была рассчитана посевная концентрация клеток линии 3Т3, которая составила 30% от 100%) монослоя. Конечный объем среды после засева составил 1,5 мл на диаметр раневой поверхности 10 мм.
Изменение количества применяемого для лечения клеток в ту или другую сторону даже на 3 процента приводит к ингибирующему эффекту и останавливает как адгезию, так и рост и размножение клеток.
Пробирки с образцами материалов с клетками помещали в программируемый ротатор RM-1 (Elmi), скорость вращения 2 об/мин.
Культивирование продолжали в ротаторе, помещенном в термостат, в течение 96 часов при 37°С.
Следует отметить что в существующей лечебной практике дефекты с раневой поверхностью 5 мм и более полностью не восстанавливаются. В нашем случае при применении композиционного материала получено восстановление дефекта с раневой поверхностью диаметром 10 мм.
Полученная композиция готова к использованию.
Таким образом, благодаря полученному с учетом требований п.п. 1-4 композиционному материалу, впервые в мире удалось получить эффект полноценного (100%) заживления дефекта костной ткани челюсти диаметром более 5 мм и восстановление оптической плотности кости в срок на 3 месяца раньше по сравнению с естественным течением репаративного процесса (6 месяцев). В случае естественного репаративного процесса помимо длительных сроков заживления, заполнение дефекта осуществляется в объеме не более 70 процентов, что наряду с несостоятельностью костной ткани в месте дефекта является основной причиной осложнений при последующей имплантации (протезирования). Ниже приведены данные по плотности кости в единицах Хаунсфилда.
Срок 3 месяца, плотность кости при использовании композиционного материла с мезенхимальными стволовыми клетками из десны составляет (761.45. HU) по сравнению с контролем (566.23), в то время как плотность кости на 6 месяце составляет (851.21. HU). Сокращение сроков восстановления костной ткани крайне существенно, поскольку позволяет вдвое сократить срок перевода пациентов на полноценное питание и осуществить полноценное протезирование, в том числе установку дентальных имплантатов в восстановленную костную ткань.
Claims (1)
- Композиционный материал для замещения костных дефектов состоит из смеси гранулированного остеопластического материала Bio-Oss, который после стерильного измельчения при температуре жидкого азота и трехкратного отмыва забуферным физиологическим раствором подвергается циклической тепловой обработке в термостате при температуре от 70 до 90°С, три раза по 90 мин и мезенхимальных стволовых клеток пациента, имбибированных мезенхимальными стволовыми клетками, культивированными из прикрепленной десны пациента.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018102314A RU2685148C1 (ru) | 2018-01-22 | 2018-01-22 | Композиционный материал для замещения костных дефектов |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018102314A RU2685148C1 (ru) | 2018-01-22 | 2018-01-22 | Композиционный материал для замещения костных дефектов |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2685148C1 true RU2685148C1 (ru) | 2019-04-16 |
Family
ID=66168393
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2018102314A RU2685148C1 (ru) | 2018-01-22 | 2018-01-22 | Композиционный материал для замещения костных дефектов |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2685148C1 (ru) |
-
2018
- 2018-01-22 RU RU2018102314A patent/RU2685148C1/ru not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (6)
| Title |
|---|
| BO-HAN YU et al., Periodontal ligament versus bone marrow mesenchymal stem cells in combination with Bio-Oss scaffolds for ectopic and in situ bone formation: A comparative study in the rat, Journal of Biomaterials Applications, 2014, Vol. 29, N.2, pp.243-253. * |
| CHANDRASHEKAR K.T. et al., Biograft-HT as a bone graft material in the treatment of periodontal vertical defects and its clinical and radiological evaluation: Clinical study, J Indian Soc Periodontol, 2009, Vol.13, N.3, pp.138-144. * |
| GEETANJALI B.TOMAR et al., Human gingiva-derived mesenchymal stem cells are superior to bone marrow-derived mesenchymal stem cells for cell therapy in regenerative medicine, Biochemical and Biophysical Research Communications, 2010, Vol. 393, Issue 3, pp. 377-383. * |
| GEETANJALI B.TOMAR et al., Human gingiva-derived mesenchymal stem cells are superior to bone marrow-derived mesenchymal stem cells for cell therapy in regenerative medicine, Biochemical and Biophysical Research Communications, 2010, Vol. 393, Issue 3, pp. 377-383. BO-HAN YU et al., Periodontal ligament versus bone marrow mesenchymal stem cells in combination with Bio-Oss scaffolds for ectopic and in situ bone formation: A comparative study in the rat, Journal of Biomaterials Applications, 2014, Vol. 29, N.2, pp.243-253. SANJAY BANSAL et al., Evaluation of hydroxyapatite and beta-tricalcium phosphate mixed with bone marrow aspirate as a bone graft substitute for posterolateral spinal fusion, Indian J Orthop, 2009, Vol. 43, N.3, pp.234-239. CHANDRASHEKAR K.T. et al., Biograft-HT as a bone graft material in the treatment of periodontal vertical defects and its clinical and radiological evaluation: Clinical study, J Indian Soc Periodontol, 2009, Vol.13, N.3, pp.138-144. СТЕПАНОВ А.Г. и др. * |
| SANJAY BANSAL et al., Evaluation of hydroxyapatite and beta-tricalcium phosphate mixed with bone marrow aspirate as a bone graft substitute for posterolateral spinal fusion, Indian J Orthop, 2009, Vol. 43, N.3, pp.234-239. * |
| СТЕПАНОВ А.Г. и др., Проблемы костной аугментации при лечении воспалительных процессов челюстей - новое решение, Эндодонтия today, 04/2013, стр. 50-52. * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN110478528B (zh) | 一种新型的促组织修复材料的制备方法及其应用 | |
| JP3599701B2 (ja) | 立体構造物表面への細胞生着法 | |
| KR101098073B1 (ko) | 이식용 연골세포의 제법 | |
| RU2380105C1 (ru) | Биотрансплантат, способ его получения и способ лечения дегенеративных и травматических заболеваний костной ткани челюстно-лицевой области | |
| KR101503939B1 (ko) | 연골 세포 조제 방법 | |
| RU2530622C2 (ru) | Биотрансплантат для восстановления объема костной ткани при дегенеративных заболеваниях и травматических пвореждениях костей и способ его получения | |
| KR20200052302A (ko) | 지방 유래 줄기세포를 포함하는 생체재료 및 이를 생산하는 방법 | |
| RU2685148C1 (ru) | Композиционный материал для замещения костных дефектов | |
| RU2645963C2 (ru) | Способ наращивания объема костной ткани гребня альвеолярного отростка челюсти | |
| EP0049341B1 (de) | Verfahren zur Vorbereitung von alloplastischen Implantationen und Organtransplantationen | |
| CN103874763A (zh) | 从胎儿组织制备亲代细胞库 | |
| US20100104641A1 (en) | Therapeutic composition, and use of a cell-free substance | |
| RU2692452C1 (ru) | Способ замещения костных дефектов челюстей | |
| RU86455U1 (ru) | Биоинженерная конструкция | |
| RU2570034C1 (ru) | Способ наращивания объема костной ткани в зонах дефекта альвеолярного отростка челюсти | |
| CN1565643A (zh) | 一种基于骨髓间充质干细胞的组织工程化软骨 | |
| JP2004167202A (ja) | 血管新生を目的とする移植材料及びその製造方法 | |
| KR20110032433A (ko) | 세포이식술을 위한 혼합세포복합체인 세포스페로이드의 제조방법 및 이의 이용방법 | |
| RU2336841C2 (ru) | Способ костной пластики в эксперименте | |
| RU2819284C2 (ru) | Способ получения тканеинженерной надкостницы из клеточных сфероидов для восстановления костных дефектов субъекта | |
| RU2818176C1 (ru) | Способ получения тканеинженерной надкостницы из клеточных сфероидов для восстановления костных дефектов пациентов | |
| CN109675110A (zh) | 利用脂肪组织直接再生肥大软骨组织的方法 | |
| RU2240135C1 (ru) | Культура клеток, содержащая клетки-предшественники остеогенеза, имплантат на ее основе и его использование для восстановления целостности кости | |
| CN109675108A (zh) | 利用脂肪组织和支架材料直接再生肥大软骨组织的方法 | |
| RU2744732C1 (ru) | Биокомпозитный сфероид для восстановления костей и способ его получения |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20200123 |