RU2750021C1 - Method for restoration of diaphysis of long tubular bones using cellular technologies - Google Patents

Method for restoration of diaphysis of long tubular bones using cellular technologies Download PDF

Info

Publication number
RU2750021C1
RU2750021C1 RU2020128410A RU2020128410A RU2750021C1 RU 2750021 C1 RU2750021 C1 RU 2750021C1 RU 2020128410 A RU2020128410 A RU 2020128410A RU 2020128410 A RU2020128410 A RU 2020128410A RU 2750021 C1 RU2750021 C1 RU 2750021C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
membrane
bone
periosteum
defect
perforated
Prior art date
Application number
RU2020128410A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Алексей Вячеславович Ковалев
Михаил Михайлович Сморчков
Original Assignee
Общество С Ограниченной Ответственностью "Международный Центр Медицинских Исследований И Разработок" (Ооо "Мц Миир")
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 Общество С Ограниченной Ответственностью "Международный Центр Медицинских Исследований И Разработок" (Ооо "Мц Миир") filed Critical Общество С Ограниченной Ответственностью "Международный Центр Медицинских Исследований И Разработок" (Ооо "Мц Миир")
Priority to RU2020128410A priority Critical patent/RU2750021C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2750021C1 publication Critical patent/RU2750021C1/en

Links

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B17/00Surgical instruments, devices or methods, e.g. tourniquets
    • A61B17/56Surgical instruments or methods for treatment of bones or joints; Devices specially adapted therefor
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61KPREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K35/00Medicinal preparations containing materials or reaction products thereof with undetermined constitution
    • A61K35/12Materials from mammals; Compositions comprising non-specified tissues or cells; Compositions comprising non-embryonic stem cells; Genetically modified cells
    • A61K35/22Urine; Urinary tract, e.g. kidney or bladder; Intraglomerular mesangial cells; Renal mesenchymal cells; Adrenal gland
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61PSPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
    • A61P19/00Drugs for skeletal disorders

Abstract

FIELD: medicine.
SUBSTANCE: inventions group relates to medicine, namely to tissue engineering, regenerative medicine, traumatology and orthopedics, and can be used to restore bone tissue in the area of a bone defect. The method includes: installing a temporary insert-spacer corresponding to the size of the defect in the area of the bone defect; removal of the temporary spacer insert is performed 7-30 days after installation; installation of a perforated resorbable membrane with adhered cellular spheroids from the autologous periosteum deposited on its surface. In this case, the perforated membrane is folded in the form of a cylinder and is attached to the periosteum of the ends of the bone sawdust using surgical sutures. In special cases, the temporary spacer insert is made of polymethyl methacrylate, the resorbable membrane is made of a biodegradable material, the biodegradable material is selected from an allogeneic lyophilized periosteum. At the same time, when installing a perforated membrane with cellular spheroids, it is fixed at the edges with suture absorbable threads, the subject is a human, the bone defect is a defect in the tubular bone, a temporary spacer insert is installed in the form of a cylinder, and the cavity inside the membrane is filled with alginate gel. The resorbable membrane is collagen barrier membrane, holes of which have a diameter of 150-350 microns, the distance between the centers of the holes is 550-1000 microns and can be 10-50% of the total surface area of the entire membrane.
EFFECT: invention provides the ability to restore bone tissue in the area of a bone defect by growing bone regenerate in the area of the de novo de novo on a perforated resorbable membrane with adhered cell spheroids from the autologous periosteum deposited on its surface.
14 cl, 1 ex

Description

Область техникиTechnology area

Изобретение относится к области медицины, а именно к тканевой инженерии, регенеративной медицине, экспериментальной хирургии, стоматологии, пластической хирургии, травматологии и ортопедии.The invention relates to medicine, namely to tissue engineering, regenerative medicine, experimental surgery, dentistry, plastic surgery, traumatology and orthopedics.

Уровень техникиState of the art

Восстановление дефекта кости, в том числе дефекта критического размера, остается одной из главной клинической ортопедической проблемой. Дефекты кости критического размера технически определены как те, которые не заживают спонтанно естественным путем. Критический дефект может возникать как в случае случайного события (травма, остеомиелит), вынужденной хирургической операции (опухоли), так и преднамеренно (экспериментальные исследования на лабораторных животных). Для большинства костей определены размеры критических дефектов, для каждой кости они свои, отличаются как по объему, так и по конфигурации. При наличии критического дефекта восстановление целостности кости путем спонтанной регенерации без искусственного воздействия невозможно.Repair of a bone defect, including a critical size defect, remains one of the main clinical orthopedic problems. Bone defects of critical size are technically defined as those that do not heal spontaneously in a natural way. A critical defect can occur both in the case of an accidental event (trauma, osteomyelitis), forced surgery (tumor), and deliberately (experimental studies on laboratory animals). For the majority of bones, the sizes of critical defects have been determined; for each bone they are different, they differ both in volume and in configuration. In the presence of a critical defect, restoration of bone integrity by spontaneous regeneration is impossible without artificial stimulation.

Костные трансплантаты используются в реконструктивной хирургии для восстановления структурной целостности костей, как составляющих опорно-двигательного аппарата для реализации частного способа костной регенерации - трансплантационной регенерации, а также для повышения остеогенного потенциала регенерирующей соединительной ткани. Потребность в костных трансплантатах возникает для реконструкции скелета, для восстановления целостности костей, при пластических операциях, восстановлениях челюстей в стоматологии, при замещении дефектов на месте костных опухолей, ревизионной артропластике и т. д. В медицине за последнее десятилетие потребность в костной трансплантации увеличилась. Костная трансплантация по частоте востребованности уступает только переливаниям крови.Bone grafts are used in reconstructive surgery to restore the structural integrity of bones as components of the musculoskeletal system for the implementation of a private method of bone regeneration - transplant regeneration, as well as to increase the osteogenic potential of the regenerating connective tissue. The need for bone grafts arises for the reconstruction of the skeleton, for the restoration of the integrity of bones, during plastic surgery, restoration of the jaws in dentistry, when replacing defects at the site of bone tumors, revision arthroplasty, etc. In medicine, the need for bone transplantation has increased over the past decade. Bone transplantation is second only to blood transfusions in terms of demand.

Аутогенная (аутологичная) костная пластика — процесс, при котором костный материал собирается из одного участка и пересаживается в другой участок у того же пациента. Метод аутотрансплантации фрагментов кости широко применяется в травматологии и ортопедии, челюстно-лицевой хирургии, пластической и реконструктивной хирургии, онкологии, нейрохирургии и др. В настоящее время считается «золотым стандартом» в восстановлении костей, благодаря возможности получения прогнозируемого клинического результата. Однако возможности получения аутотрансплантатов кости в достаточном количестве для замещения обширных костных дефектов весьма ограничены, поэтому поиск заменителей – костнопластических материалов и биоискусственных тканей, способных составить достойную альтернативу аутотрансплантатам, продолжается. Крайне важно сохранять жизнеспособность костных трансплантатов, так как при свободной трансплантации нарушается их кровоснабжение, часто происходит лизис костных трансплантатов, и эта проблемная сторона недостаточно исследована.Autogenous (autologous) bone grafting is a process in which bone material is collected from one site and transplanted to another site in the same patient. The method of autotransplantation of bone fragments is widely used in traumatology and orthopedics, maxillofacial surgery, plastic and reconstructive surgery, oncology, neurosurgery, etc. Currently it is considered the "gold standard" in bone restoration, due to the possibility of obtaining a predictable clinical result. However, the possibilities of obtaining bone autografts in sufficient quantities to replace extensive bone defects are very limited, therefore, the search for substitutes - bone-grafting materials and bio-artificial tissues that can provide a worthy alternative to autografts - continues. It is extremely important to preserve the viability of bone grafts, since during free transplantation their blood supply is disturbed, lysis of bone grafts often occurs, and this problematic side has not been sufficiently studied.

Известен подход для защиты костных трансплантатов от лизирования. Так называемая, техника Masquelet, включающая индукцию фиброзной тканевой мембраны вокруг места дефекта кости с использованием реакции организма на инородное тело на присутствие спейсера из полиметилметакрилата (ПММА). Целью этого исследования было изучить свойства и характеристики этой индуцированной мембраны и ее эффективность при использовании в сочетании с аллотрансплантатом или смесью аллотрансплантат/аутотрансплантат в качестве наполнителя в модели дефекта критического размера у овец. Было обнаружено, что полученная в результате индуцированная мембрана эффективна для удержания привитых материалов на месте. Было продемонстрировано, что это организованная псевдосиновиальная мембрана, которая экспрессирует костный морфогенный белок 2 (BMP2), трансформирующий фактор роста-бета (TGFβ), фактор роста эндотелия сосудов (VEGF), фактор фон Виллербранда (vWF), интерлейкин 6 (IL-6) и интерлейкин 8 (IL-8). Хотя через 12 недель в экспериментальных группах наблюдался больший рост новой кости по сравнению с контрольными животными, объемы статистически не различались, и дефекты полностью не перекрывались. Было показано, что из двух групп трансплантата смесь аллотрансплантат/аутотрансплантат имеет более высокую скорость резорбции трансплантата, чем группа только аллотрансплантата. Хотя метод Masquelet оказался эффективным в производстве мембраны, закрывающей материалы трансплантата, его способность помогать в заживлении сегментарных дефектов критического размера по сравнению с пустыми контролями оставалась неубедительной. Хотя через 12 недель в экспериментальных группах наблюдался больший рост новой кости по сравнению с контрольными животными, объемы статистически не различались, и дефекты полностью не восстанавливались. Было показано, что из двух групп трансплантата смесь аллотрансплантат/аутотрансплантат имеет более высокую скорость резорбции трансплантата, чем группа только аллотрансплантата (Christou C., Oliver R. A., Yu Y., Walsh W. R. The Masquelet Technique for Membrane Induction and the Healing of Ovine Critical Sized Segmental Defects/ PLoS One. 2014; 9(12): e114122. Published online 2014 Dec 2. doi: 10.1371/journal.pone.0114122).Known approach for protecting bone grafts from lysis. The so-called Masquelet technique, which involves the induction of a fibrous tissue membrane around the site of a bone defect using the body's foreign body response to the presence of a polymethyl methacrylate (PMMA) spacer. The aim of this study was to investigate the properties and characteristics of this induced membrane and its effectiveness when used in combination with an allograft or allograft / autograft mixture as a filler in a model of a critical size defect in sheep. The resulting induced membrane was found to be effective in holding the grafted materials in place. It has been demonstrated to be an organized pseudosynovial membrane that expresses bone morphogenic protein 2 (BMP2), transforming growth factor beta (TGFβ), vascular endothelial growth factor (VEGF), von Willerbrand factor (vWF), interleukin 6 (IL-6) and interleukin 8 (IL-8). Although after 12 weeks more new bone growth was observed in the experimental groups compared to the control animals, the volumes were not statistically different and the defects did not completely overlap. Of the two graft groups, the allograft / autograft mixture has been shown to have a higher graft resorption rate than the allograft-only group. Although the Masquelet method was effective in producing a membrane covering the graft materials, its ability to aid in the healing of critical size segmental defects compared to blank controls remained inconclusive. Although after 12 weeks more new bone growth was observed in the experimental groups compared to the control animals, the volumes were not statistically different and the defects did not completely recover. Of the two graft groups, the allograft / autograft mixture has been shown to have a higher graft resorption rate than the allograft-only group (Christou C., Oliver RA, Yu Y., Walsh WR The Masquelet Technique for Membrane Induction and the Healing of Ovine Critical Sized Segmental Defects / PLoS One. 2014; 9 (12): e114122. Published online 2014 Dec 2.doi: 10.1371 / journal.pone.0114122).

Для заполнения костного дефекта может быть использована остеокондуктивная и остеоиндуктивная матрица естественного или искусственного происхождения, которая, являясь временным каркасом (аллогенная, ксеногенная губчатая или кортикальная кость, разнообразные костнопластические материалы), поддерживает врастание костного регенерата со стороны живой кости; может являться носителем остеоиндуктивных цитокинов, которые стимулируют и поддерживают деление камбиальных клеток соединительной ткани, их дифференцировку в направлении скелетных тканей, и в целом костную дифференцировку клеток регенерата. Остеогенные клетки (остеобласты и их предшественники), способны формировать кость, если помещены в подходящую локальную среду регенерации.To fill the bone defect, an osteoconductive and osteoinductive matrix of natural or artificial origin can be used, which, being a temporary framework (allogeneic, xenogenic cancellous or cortical bone, various osteoplastic materials), supports the ingrowth of bone regenerate from the living bone; can be a carrier of osteoinductive cytokines that stimulate and support the division of cambial cells of the connective tissue, their differentiation towards skeletal tissues, and, in general, bone differentiation of regenerated cells. Osteogenic cells (osteoblasts and their precursors) are capable of forming bone when placed in a suitable local regeneration environment.

Важно отметить, что искусственный материал для замещения костных дефектов должен обладать набором определенных свойств, в частности, биоинертностью. Биоинертность – способность материала в течение длительного времени сохранять постоянство своего состава и структуры благодаря отсутствию локального и системного взаимодействия с организмом либо его минимально выраженному химическому, электрохимическому и поверхностно-каталитическому проявлению. К биоинертным материалам относятся металлы, их сплавы, полимеры, корундовая керамика, углерод. Вокруг биоинертных материалов, особенно с гладкой поверхностью, зачастую образуется фиброзная капсула, посредством которой организм защищается от инородного тела. Толщина и клеточный состав капсулы являются своеобразной мерой биосовместимости материала. Следует отметить, что любые импланты способны лишь к временной остеоинтеграции и уступают живой кости.It is important to note that an artificial material for replacing bone defects must have a set of certain properties, in particular, bioinertness. Bioinertness is the ability of a material to maintain the constancy of its composition and structure for a long time due to the absence of local and systemic interaction with the body or its minimally expressed chemical, electrochemical and surface-catalytic manifestation. Bioinert materials include metals, their alloys, polymers, corundum ceramics, and carbon. A fibrous capsule is often formed around bioinert materials, especially those with a smooth surface, through which the body is protected from a foreign body. The thickness and cellular composition of the capsule are a kind of measure of the biocompatibility of the material. It should be noted that any implants are capable of only temporary osseointegration and are inferior to living bone.

Многочисленные публикации свидетельствуют, что проблема полноценного восстановления анатомической целостности кости и функциональной состоятельности костной ткани в случае дефекта, в частности, критического размера, остается актуальной.Numerous publications indicate that the problem of complete restoration of the anatomical integrity of the bone and the functional viability of bone tissue in the case of a defect, in particular, of a critical size, remains relevant.

Раскрытие изобретенияDisclosure of invention

Задача настоящего изобретения состоит в разработке нового способа восстановления (заживления) костного дефекта, в частности, дефекта, превышающего критический размер (критический костный дефект).The object of the present invention is to develop a new method for the restoration (healing) of a bone defect, in particular, a defect that exceeds the critical size (critical bone defect).

Технический результат данного изобретения заключается в разработке нового и эффективного способа восстановления костной и/или хрящевой ткани в области костного дефекта у субъекта, в частности, дефекта, превышающего критический размер (критический костный дефект), позволяющего вырастить костный и/или хрящевой регенерат в области дефекта de novo на индуцированной псевдосиновиальной мембране с помощью клеточных технологий. Способ по изобретению основан на применении клеточных сфероидов, осажденных на поверхности перфорированной мембраны. При этом указанный способ характеризуется более быстрым периодом восстановления костной и/или хрящевой ткани и является менее ресурсозатратным. Кроме того, для восстановления кости используются сфероиды из аутологичных клеток ростковой зоны надкостницы, которая является источником костной регенерации. Надкостница может быть забрана у самого субъекта в ходе простой амбулаторной операции под местной анестезией. На месте удаленной надкостницы возможна ее полноценная регенерация.The technical result of this invention is to develop a new and effective method for the restoration of bone and / or cartilage tissue in the area of a bone defect in a subject, in particular, a defect that exceeds the critical size (critical bone defect), allowing the growth of bone and / or cartilaginous regenerate in the area of the defect de novo on the induced pseudosynovial membrane using cell technologies. The method according to the invention is based on the use of cell spheroids deposited on the surface of a perforated membrane. Moreover, this method is characterized by a faster recovery period of bone and / or cartilaginous tissue and is less resource-intensive. In addition, spheroids from autologous cells of the growth zone of the periosteum, which is a source of bone regeneration, are used to restore bone. The periosteum may be removed from the subject in a simple outpatient operation under local anesthesia. At the site of the removed periosteum, its full regeneration is possible.

Достижение указанного технического результата обеспечивается при осуществлении способа восстановления костной и/или хрящевой ткани в области дефекта кости субъекта, включающего следующие этапы:Achievement of the specified technical result is ensured when implementing a method for restoring bone and / or cartilage tissue in the area of a bone defect in a subject, which includes the following steps:

- установка временной вставки-спейсера, соответствующей размеру дефекта, в область дефекта кости для формирования индуцированной псевдосиновиальной мембраны; - installation of a temporary insert-spacer, corresponding to the size of the defect, in the area of the bone defect to form an induced pseudosynovial membrane;

- удаление временной вставки-спейсера через 7-30 дней после установки и формирования вокруг вставки-спейсера индуцированной псевдосиновиальной мембраны;- removal of the temporary insert-spacer 7-30 days after installation and formation of an induced pseudosynovial membrane around the insert-spacer;

- установка перфорированной резорбируемой мембраны с осажденными на её поверхность, адгезированными и частично распластанными клеточными сфероидами из аутологичной надкостницы, причем перфорированная мембрана складывается в виде цилиндра и крепится к надкостнице концов опилов кости с помощью хирургических швов. - installation of a perforated resorbable membrane with deposited on its surface, adhered and partially spread out cell spheroids from the autologous periosteum, and the perforated membrane folds in the form of a cylinder and is attached to the periosteum of the ends of the bone sawdust using surgical sutures.

В частных вариантах воплощения изобретения резорбируемая мембрана выполнена из биоразлагаемого материала. В частных вариантах воплощения изобретения биоразлагаемый материал выбран из аллогенной, ксеногенной или аутологичной лиофилизированной надкостницы.In particular embodiments of the invention, the resorbable membrane is made of a biodegradable material. In particular embodiments of the invention, the biodegradable material is selected from allogeneic, xenogenic, or autologous lyophilized periosteum.

В частных вариантах воплощения изобретения мембрана представляет собой коллагеновую барьерную мембрану.In particular embodiments of the invention, the membrane is a collagen barrier membrane.

В частных вариантах воплощения изобретения отверстия перфорированной мембраны имеют диаметр 150-350 мкм.In particular embodiments of the invention, the holes of the perforated membrane have a diameter of 150-350 μm.

В частных вариантах воплощения изобретения расстояния между центрами отверстий составляет 550-1000 мкм.In particular embodiments of the invention, the distance between the centers of the holes is 550-1000 μm.

В частных вариантах воплощения изобретения отверстия в мембране могут составлять 10-50 % от общей площади поверхности всей мембраны.In particular embodiments of the invention, the holes in the membrane can represent 10-50% of the total surface area of the entire membrane.

В частных вариантах воплощения изобретения при установке перфорированной мембраны с клеточными сфероидами она фиксируется по краям шовными рассасывающимися нитями.In particular embodiments of the invention, when a perforated membrane with cell spheroids is installed, it is fixed at the edges with absorbable sutures.

В частных вариантах воплощения изобретения сфероиды на основе клеток надхрящницы имеют размер 250-450 мкм.In particular embodiments, the perichondrium cell spheroids are 250-450 μm in size.

В частных вариантах воплощения изобретения субъект представляет собой человека.In particular embodiments of the invention, the subject is a human.

В частных вариантах воплощения изобретения костный дефект является дефектом трубчатой кости.In particular embodiments of the invention, the bone defect is a tubular bone defect.

В частных вариантах воплощения изобретения временная вставка-спейсер устанавливается в форме цилиндра, препятствующей образованию замыкательных костных пластинок.In particular embodiments of the invention, the temporary spacer insert is installed in the form of a cylinder, which prevents the formation of end plates.

В частных вариантах воплощения изобретения полость внутри мембраны заполняется альгинатным гелем.In particular embodiments of the invention, the cavity inside the membrane is filled with an alginate gel.

В дефект вставляется временная вставка-спейсер, повторяющая формы и размеры удаленной кости. Вставка-спейсер сжимается с помощью аппарата внешней фиксации краями костных опилов вокруг открытых костномозговых полостей. Вставка может быть в виде цилиндра, в частности, из костного цемента (полиметилметакрилата - ПММА), гидроксиапатита, силикона или в виде силиконовой полой трубки, подшиваемой к надкостнице.A temporary spacer insert is inserted into the defect, repeating the shapes and sizes of the removed bone. The spacer insert is compressed using an external fixation device with the edges of the bone sawdust around the open bone marrow cavities. The insert can be in the form of a cylinder, in particular, of bone cement (polymethyl methacrylate - PMMA), hydroxyapatite, silicone, or in the form of a silicone hollow tube sutured to the periosteum.

Операция по удалению вставки-спейсера. В стерильных условиях операционной осуществляется хирургический доступ, проводиться удаление вставки-спейсера, в частности, из костного цемента, под общей анестезией. Индуцированная псевдосиновиальная мембрана рассекается со стороны оперативного доступа для удаления вставки-спейсера в продольном направлении, максимально бережно.Operation to remove the spacer insert. In a sterile operating room, surgical access is performed, and the spacer insert is removed, in particular from bone cement, under general anesthesia. The induced pseudosynovial membrane is dissected from the side of the operative approach to remove the spacer insert in the longitudinal direction, as gently as possible.

Целью авторов настоящего изобретения является использование этой индуцированной мембраны, основные свойства которой действовать в качестве биологической камеры, которая предотвращает резорбцию трансплантата и секретирует факторы роста, как реципиентной поверхности для клеточной трансплантации. Индуцированная псевдомембрана не только защищает, но и служит источником регенерирующих сосудов и поддержания достаточного парциального давления кислорода для костного трансплантата. Было продемонстрировано, что индуцированная псевдомембрана обильно васкуляризируется многочисленными капиллярами во всех слоях. В то время как высокие концентрации сосудистого эндотелиального фактора роста (VEGF) и трансформирующего фактора роста B (TGF-B) были получены уже на второй неделе, концентрация морфогенетического белка-2 (BMP-2) в мембране была увеличена до самого высокого уровня на четвертой неделе.The aim of the present inventors is to use this induced membrane, the main properties of which are to act as a biological chamber that prevents resorption of the graft and secretes growth factors as a recipient surface for cell transplantation. The induced pseudomembrane not only protects, but also serves as a source of regenerating vessels and maintaining a sufficient partial pressure of oxygen for the bone graft. It has been demonstrated that the induced pseudomembrane is abundantly vascularized by numerous capillaries in all layers. While high concentrations of vascular endothelial growth factor (VEGF) and transforming growth factor B (TGF-B) were obtained in the second week, the concentration of morphogenetic protein-2 (BMP-2) in the membrane was increased to its highest level in the fourth week. week.

Перфорированная мембрана со сфероидами сворачивается в трубку, соответствующей внутренним размерам индуцированной псевдосиновиальной мембраны, сформированной вокруг вставки-спейсера. Поверхность с пересаженными сфероидами должна плотно прилегать к индуцированной псевдосиновиальной мембране. Перфорированная мембрана по краям подшивается рассасывающимися хирургическими нитями к надкостнице опилов костей. Продольно перфорированная мембрана вдоль сшивается рассасывающимся шовным материалом. Проводится послойное ушивание тканей. В полость, выстланную перфорированной мембраной под давлением с помощью иглы шприца вводиться гель, который обеспечивает плотное прилежание выращенной in vitro перфорированной мембраны со сфероидами к индуцированной псевдосиновиальной мембране, сформированной in vivo вокруг вставки-спейсера в области дефекта. Этап формирования и роста костного регенерата осуществляется в условиях аппаратной внешней фиксации отломков кости.The perforated membrane with spheroids is folded into a tube corresponding to the internal dimensions of the induced pseudosynovial membrane formed around the spacer insert. The surface with the transplanted spheroids should fit snugly against the induced pseudosynovial membrane. The perforated membrane along the edges is sutured with absorbable surgical sutures to the periosteum of the bone sawdust. The longitudinally perforated membrane is sutured along with an absorbable suture. Layer-by-layer suturing of tissues is carried out. A gel is injected into the cavity lined with a perforated membrane under pressure using a syringe needle, which ensures tight adherence of the in vitro perforated membrane with spheroids to the induced pseudosynovial membrane formed in vivo around the spacer insert in the defect area. The stage of formation and growth of bone regenerate is carried out in conditions of external hardware fixation of bone fragments.

Определение и терминыDefinition and terms

Различные термины, относящиеся к объектам настоящего изобретения, используются выше и также в описании и в формуле изобретения. Если иное не оговаривается, все технические и научные термины, используемые в данной заявке, имеют то же самое значение, которое понятно для специалистов в данной области. Ссылки на методики, используемые при описании данного изобретения, относятся к хорошо известным методам, включая изменения этих методов и замену их эквивалентными методами, известными специалистам.Various terms related to the objects of the present invention are used above and also in the description and in the claims. Unless otherwise specified, all technical and scientific terms used in this application have the same meaning as understood by those skilled in the art. References to techniques used in describing the present invention refer to well known techniques, including modifying these techniques and replacing them with equivalent techniques known to those skilled in the art.

В описании данного изобретения термины «включает» и «включающий» интерпретируются как означающие «включает, помимо всего прочего». Указанные термины не предназначены для того, чтобы их истолковывали как «состоит только из».In the description of this invention, the terms "includes" and "including" are interpreted as meaning "includes, among other things". These terms are not intended to be construed as “consists only of”.

В описании данного изобретения термин «ткань» относится к системе клеток и неклеточных структур, обладающих общностью строения, в ряде случаев общностью происхождения, и специализированные на выполнении определенных функций.In the description of this invention, the term "tissue" refers to a system of cells and non-cellular structures that have a common structure, in some cases a common origin, and specialized in performing certain functions.

Используемый в данном документе термин «дефект» относится к костной ткани, если она отсутствует, уменьшено ее количество или она иначе повреждена. Дефект костей может быть результатом заболевания, лечения заболевания или травмы. «Критический костный дефект» это повреждение кости, при котором костное сращение невозможно спонтанно, то есть при котором естественным путем кость органотипично с восстановлением своей структуры и анатомической целостности не регенерирует, а открытый костномозговой канал костных отломков часто закрывается замыкательными пластинами.As used herein, the term "defect" refers to bone tissue if it is absent, reduced in quantity, or otherwise damaged. A bone defect can be the result of illness, treatment for a disease, or injury. "Critical bone defect" is a bone injury in which bone fusion is impossible spontaneously, that is, in which the bone is organotypically organotypically restored in a natural way with the restoration of its structure and anatomical integrity, and the open bone marrow canal of bone fragments is often closed with end plates.

Дефекты кости критического размера (Critical-sized bone defects, CSBD) определяются как «наименьший костный дефект в конкретной кости и видах животных, который не заживает самопроизвольно в течение жизни животного».Critical-sized bone defects (CSBDs) are defined as "the smallest bone defect in a particular bone and animal species that does not heal spontaneously during the life of the animal."

Трансплантационная регенерация – регенерация по трансплантату, стимуляция регенерационного процесса или обеспечения самой возможности восстановления путем трансплантации тканей, которые в дальнейшем подвергаются разрушению и рассасыванию, создают модель (каркас), которая позволяет местным тканям осуществлять регенерацию. Метод трансплантации используют для стимуляции регенерационного процесса или обеспечения самой возможности восстановления.Transplant regeneration - regeneration by graft, stimulation of the regeneration process or providing the very possibility of recovery through tissue transplantation, which are further subject to destruction and resorption, create a model (frame) that allows local tissues to regenerate. The transplantation method is used to stimulate the regeneration process or to provide the very possibility of recovery.

Используемый в данной заявке термин «сфероиды» относится к плотно упакованным клеточным агрегатам шарообразной формы, сформированных путем трехмерного культивирования. Их важным свойством является способность к взаимной адгезии и последующему тканевому слиянию, а также к адгезии к элементам внеклеточного матрикса реципиента. Тканевые (клеточные) сфероиды имеют тканеподобное строение – часто называют трехмерными микротканями, в которых при их производстве максимизированы межклеточные взаимодействия.Used in this application, the term "spheroids" refers to tightly packed ball-shaped cell aggregates formed by three-dimensional cultivation. Their important property is the ability for mutual adhesion and subsequent tissue fusion, as well as for adhesion to the elements of the recipient's extracellular matrix. Tissue (cellular) spheroids have a tissue-like structure - often called three-dimensional micro-tissues, in which intercellular interactions are maximized during their production.

Биофабрикация – это процесс искусственного конструирования и выращивания вне организма живых, функциональных тканей или органов для последующей трансплантации пациенту с целью замены или стимуляции регенерации поврежденных органов или тканей, чаще всего с использованием технологии биопечати.Biofabrication is the process of artificially constructing and growing outside the body of living, functional tissues or organs for subsequent transplantation to a patient in order to replace or stimulate the regeneration of damaged organs or tissues, most often using bioprinting technology.

Индуцированная псевдосиновиальная мембрана – это мембрана, индуцированная инородным телом (образованная вокруг вставки-спейсера на месте костного дефекта, представлена соединительнотканным регенератом богатым сосудами), которая обладает способностью консолидировать фрагменты обычного губчатого костного аутотрансплантата, пересаженных для восстановления дефектов длинных костей. Основные свойства мембраны - предотвращать рассасывание костного трансплантата и секретировать факторы роста. Индуцированная мембрана формирует своеобразную биологическую камеру, которая позволяет создавать многочисленные экспериментальные модели реконструкции кости.An induced pseudosynovial membrane is a membrane induced by a foreign body (formed around a spacer insert at the site of a bone defect, represented by a connective tissue regenerate rich in vessels), which has the ability to consolidate fragments of a conventional cancellous bone autograft transplanted to repair long bone defects. The main properties of the membrane are to prevent resorption of the bone graft and to secrete growth factors. The induced membrane forms a kind of biological chamber that allows the creation of numerous experimental models of bone reconstruction.

Альгинатный гель в настоящем документе, в частности, может быть получен способом, описанным в Stevens M.M., Marini R.P., Schaefer D. et al./ In vivo engineering of organs: the bone bioreactor/Proc Natl Acad Sci U S A. 2005 Aug 9;102 (32):11450-5. В частности, гелеобразование может быть инициировано путем смешивания 2% (вес/объем) альгината натрия (FMC BioPolymer) в 30 мМ Hepes, содержащем 150 мМ NaCl и 10 мМ KCl, с равным объемом раствора, содержащего 75 мМ CaCl2 в 10 мМ Hepes, содержащего 150 мМ NaCl и 10 мМ KCl с использованием стерильного Y-образного смесителя. Гель отверждается в течение 1 мин и имеет модуль Юнга 0,17 МПа. В состав геля может быть добавлены факторы роста (TGF-β1 и FGF-2, R & D Systems), включены в состав в концентрации 10 нг/мл.The alginate gel herein, in particular, can be obtained by the method described in Stevens MM, Marini RP, Schaefer D. et al./ In vivo engineering of organs: the bone bioreactor / Proc Natl Acad Sci US A. 2005 Aug 9; 102 (32): 11450-5. In particular, gelation can be initiated by mixing 2% (w / v) sodium alginate (FMC BioPolymer) in 30 mM Hepes containing 150 mM NaCl and 10 mM KCl with an equal volume of a solution containing 75 mM CaCl 2 in 10 mM Hepes containing 150 mM NaCl and 10 mM KCl using a sterile Y-shaped mixer. The gel cures within 1 min and has a Young's modulus of 0.17 MPa. Growth factors (TGF-β1 and FGF-2, R & D Systems) can be added to the gel, included in the composition at a concentration of 10 ng / ml.

Подробное раскрытие изобретение Detailed disclosure of the invention

Пример осуществления изобретенияAn example of implementation of the invention

Под общим наркозом в стерильных условиях операционной производиться хирургический доступ к большеберцовой кости кролика. С помощью хирургической проволочной пилы Джильи выпиливается часть диафиза кости для формирования костного дефекта критического размера – 3 см. Выпиленная кость в стерильной среде F12 передается в лабораторию клеточных технологий.Under general anesthesia in a sterile operating room, surgical access to the rabbit tibia is made. With a surgical wire saw Gigli, a part of the shaft of the bone is cut out to form a bone defect of a critical size - 3 cm. The cut bone in a sterile F12 medium is transferred to the cell technology laboratory.

Накладывается аппарат внешней фиксации (типа аппарата Илизарова). В область костного дефекта вставляется временная вставка–спейсер из костного цемента цилиндрической формы, повторяющей размеры и форму выпиленной части кости. С помощью аппарата внешней фиксации вставка-спейсер сжимается посредством опилов костей с двух сторон. Производиться послойное ушивание раны с наложением асептической повязки. Животное выводиться из наркоза и содержится в виварии.An external fixation device (such as the Ilizarov apparatus) is applied. A temporary insert-spacer made of bone cement of a cylindrical shape is inserted into the area of the bone defect, repeating the size and shape of the cut out part of the bone. With the help of an external fixation device, the spacer insert is compressed by means of bone sawdust on both sides. Layer-by-layer wound closure with the imposition of an aseptic dressing is performed. The animal is removed from anesthesia and kept in a vivarium.

С извлеченной части кости в лаборатории производиться забор аутологичной надкостницы. Под надкостницу с помощью шприца вводят стерильный физиологический раствор или питательную среду F12. В виде пленки надкостница снимается с кости. С внутреннего слоя с помощью стерильного скальпеля тщательно соскабливается внутри чашки Петри заполненной F12 внутренний слой надкостницы. Фрагменты надкостницы помещаются в раствор коллагеназы.An autologous periosteum is harvested from the extracted part of the bone in the laboratory. Sterile saline or F12 culture medium is injected under the periosteum using a syringe. In the form of a film, the periosteum is removed from the bone. The inner layer of the periosteum is carefully scraped from the inner layer with a sterile scalpel inside the Petri dish filled with F12. Fragments of the periosteum are placed in a collagenase solution.

Для получения первичной культуры выделенные из надкостницы клетки высевают в пластиковые флаконы с культуральной средой следующего состава: ДМЕМ (или ДМЕМ/ F 12) 450 мл, L-глутамин 292 мг, эмбриональная телячья сыворотка 50 мл, пенициллин 100 ед/мл, стрептомицин 100 мкг/мл, при 100% влажности, температуре 37°С, 5% СО2 (данная среда и условия используются на всех этапах последующего культивирования). Культивирование проводят в течение 24 суток.To obtain a primary culture, cells isolated from the periosteum are seeded in plastic flasks with a culture medium of the following composition: DMEM (or DMEM / F 12) 450 ml, L-glutamine 292 mg, fetal bovine serum 50 ml, penicillin 100 U / ml, streptomycin 100 μg / ml, at 100% humidity, 37 ° C, 5% CO 2 (this environment and conditions are used at all stages of subsequent cultivation). The cultivation is carried out for 24 days.

После третьего пассажа клетки снимают с пластиковых флаконов трипсином/ЭДТА. Полученную клеточную взвесь отмывают от трипсина/ЭДТА, в том числе с помощью среды ДМЕМ с 10% сывороткой с последующим центрифугированием (10 минут при 200g) и переносят в 81-луночные агарозные планшеты с диаметром лунки 800 мкм в концентрации до 1,6 млн клеток на планшет, где в лунках из культивированных клеток начинают формироваться сфероиды (выращенные клетки надкостницы в виде суспензии переносятся в 3D Petri Dish® из агарозы (агарозных микролунках) (MicroTissues Inc.)).After the third passage, cells are removed from plastic vials with trypsin / EDTA. The resulting cell suspension is washed from trypsin / EDTA, including using DMEM medium with 10% serum, followed by centrifugation (10 minutes at 200g) and transferred to 81-well agarose plates with a well diameter of 800 μm at a concentration of up to 1.6 million cells on the plate, where spheroids begin to form in the wells from the cultured cells (the grown periosteal cells in the form of a suspension are transferred into 3D Petri Dish® from agarose (agarose microwells) (MicroTissues Inc.)).

Сфероидов пребывают в лунках на протяжении до 7 суток со сменой питательной культуральной среды каждые 2-3 дня.Spheroids stay in the wells for up to 7 days with a change in the nutrient culture medium every 2-3 days.

Для размещения сфероидов на перфорированной мембране их собирают из лунок и переносят в пробирку, где они осаждаются на дно без дополнительного центрифугирования.To place the spheroids on a perforated membrane, they are collected from the wells and transferred to a test tube, where they settle to the bottom without additional centrifugation.

После этого сфероиды помещают в шприц и переносят на перфорированную мембрану, которая находиться в культуральной среде внутри культуральных флаконов (матрасы для клеточных культур) с поддающейся повторной герметизации боковой крышкой. У всех флаконов – неадгезивная (необработанная) поверхность дна флакона. Под бинокуляром вручную сфероиды раскладывают над каждым перфорированным отверстием в мембране. Флаконы заполняются питательной средой и помещаются в СО2 -инкубатор. В течение 3-5 суток клеточные сфероиды прилипают и частично распластываются на этой мембране. Фактически выращивается тканеинженерная конструкция – биоискусственную надкостницу или живой эквивалент надкостницы.The spheroids are then placed in a syringe and transferred to a perforated membrane that is in the culture medium inside the culture flasks (cell culture mattresses) with a resealable side cap. All vials have a non-adhesive (untreated) bottom surface of the vial. Spheroids are manually placed under the binoculars over each perforated hole in the membrane. The vials are filled with a nutrient medium and placed in a CO 2 incubator. Within 3-5 days, cell spheroids adhere and partially spread out on this membrane. In fact, a tissue-engineered structure is grown - a bio-artificial periosteum or a living equivalent of the periosteum.

Перфорированная мембрана может быть выполнена из децеллюляризованной аллогенной лиофилизированной надкостницы или материала OSSIX® Plus - резорбируемая поперечно-связанная коллагеновая барьерная мембрана для направленной костной (GBR) и тканевой регенерации (GTR), по всей площади мембраны проводится лазерная прошивка отверстий за счет сублимации материала.The perforated membrane can be made of decellularized allogeneic lyophilized periosteum or OSSIX® Plus material - a resorbable cross-linked collagen barrier membrane for guided bone (GBR) and tissue regeneration (GTR), laser piercing of the holes is carried out over the entire area of the membrane due to the sublimation of the material.

Когда живой эквивалент надкостницы (перфорированная мембрана с осажденными сфероидами) готов к трансплантации, проводится удаление вставки-спейсера. В стерильных условиях операционной осуществляется хирургический доступ, проводится удаление вставки из костного цемента, под общей анестезией. Аппарат внешней фиксации ослабляется. Индуцированная псевдосиновиальная мембрана рассекается со стороны оперативного доступа в продольном направлении максимально бережно и вставка-спейсер максимально бережно извлекается из окружающей его соединительнотканной капсулы - индуцированной псевдосиновиальной мембраны.When the living equivalent of the periosteum (perforated membrane with precipitated spheroids) is ready for transplantation, the spacer insert is removed. In a sterile operating room, surgical access is performed, and the bone cement insert is removed under general anesthesia. The external fixation device is loosened. The induced pseudosynovial membrane is dissected from the side of the operative access in the longitudinal direction as carefully as possible, and the spacer insert is removed as carefully as possible from the surrounding connective tissue capsule - the induced pseudosynovial membrane.

Перфорированная мембрана со сфероидами сворачивается в трубку, соответствующей внешним размерам удаленной вставки-спейсера. Поверхность перфорированной мембраны с пересаженными сфероидами должна плотно прилежать к индуцированной псевдосиновиальной мембране. Перфорированная мембрана по краям подшивается рассасывающимися хирургическими нитями к надкостнице опилов костей. Продольно перфорированная мембрана вместе с рассеченной псевдосиновиальной мембраной вдоль сшивается рассасывающимся шовным материалом. Проводиться послойное ушивание тканей. В полость, выстланную перфорированной мембраной, под давлением с помощью иглы шприца вводиться гель, в частности альгинатный, который обеспечивает плотное прилежание выращенной in vitro перфорированной мембраны со сфероидами к индуцированной псевдосиновиальной мембране, сформированной in vivo вокруг вставки-спейсера. Указанный гель способствует остеогенезу и временно выполняет функцию заполнения свободного пространства.The perforated membrane with spheroids rolls up into a tube corresponding to the outer dimensions of the removed spacer insert. The surface of the perforated membrane with transplanted spheroids should adhere tightly to the induced pseudosynovial membrane. The perforated membrane along the edges is sutured with absorbable surgical sutures to the periosteum of the bone sawdust. The longitudinally perforated membrane, together with the dissected pseudosynovial membrane, is sutured along with an absorbable suture. Layer-by-layer suturing of tissues is carried out. A gel, in particular an alginate gel, is injected into a cavity lined with a perforated membrane under pressure using a syringe needle, which ensures tight adherence of the perforated membrane with spheroids grown in vitro to the induced pseudosynovial membrane formed in vivo around the spacer insert. The specified gel promotes osteogenesis and temporarily fulfills the function of filling the free space.

Аппарат внешней фиксации остается на весь период наблюдения формирования и роста костного регенерата.The external fixation device remains for the entire period of observation of the formation and growth of bone regenerate.

В течение 2 месяцев обнаруживается формирование репаративных регенератов скелетных тканей (гипертрофический хрящ, ретикулофиброзная минерализованная (грубоволокнистая) костная ткань) в области костных дефектов.Within 2 months, the formation of reparative regenerates of skeletal tissues (hypertrophic cartilage, reticulofibrous mineralized (coarse-fibrous) bone tissue) in the area of bone defects is detected.

Клеточные сфероидыCell spheroids

Сфероиды согласно настоящему изобретению относится к клеточным агрегатам шарообразной формы, сформированных из живых клеток путем трехмерного культивирования. Их важным свойством является способность к взаимной адгезии и последующему тканевому слиянию, а также к адгезии к элементам внеклеточного матрикса. В качестве источника клеток скелетных соединительных тканей для производства сфероидов согласно настоящему изобретению используются клетки внутреннего слоя надкостницы, являющиеся для скелетных соединительных тканей камбиальной зоной, поставляющей прогениторные и стволовые клетки для физиологической и репаративной регенерации, следовательно, содержащая большее количество прогенеторных клеток. В частных вариантах воплощения изобретения размер таких сфероидов составляет 200-450 мкм. Способ получения таких сфероидов приводится ниже.Spheroids according to the present invention refers to spherical cell aggregates formed from living cells by three-dimensional cultivation. Their important property is the ability for mutual adhesion and subsequent tissue fusion, as well as for adhesion to the elements of the extracellular matrix. As a source of skeletal connective tissue cells for the production of spheroids according to the present invention, cells of the inner layer of the periosteum are used, which are the cambial zone for skeletal connective tissues, supplying progenitor and stem cells for physiological and reparative regeneration, therefore, containing a greater number of progenitor cells. In particular embodiments of the invention, the size of such spheroids is 200-450 μm. The method for preparing such spheroids is given below.

Забор клеток надкостницы осуществляется малоинвазивным методом. Проводится местная анестезия кожи, подкожной клетчатки и надкостницы. Через меленький разрез, достигаем надкостницы, с помощью иглы с физиологическим раствором отделяем надкостницу от ребра, наполняем пространство между компактной костью ребра и его надкостницей, а затем аккуратно иссекаем лоскут – надкостницу. Выделение клеток из надкостницы производили путем предварительного механического выскабливания внутреннего слоя надкостницы с последующей ферментативной диссоциацией кусочков тканей этого слоя до единичных клеток.The collection of periosteal cells is carried out using a minimally invasive method. Local anesthesia of the skin, subcutaneous tissue and periosteum is performed. Through a small incision, we reach the periosteum, using a needle with saline, we separate the periosteum from the rib, fill the space between the compact bone of the rib and its periosteum, and then carefully dissect the flap - the periosteum. Isolation of cells from the periosteum was performed by preliminary mechanical scraping of the inner layer of the periosteum, followed by enzymatic dissociation of tissue pieces of this layer to single cells.

Для получения первичной культуры выделенные из надкостницы клетки высевают в пластиковые флаконы с культуральной средой следующего состава: ДМЕМ (или ДМЕМ/Ф12) 450 мл, L-глутамин 292 мг, эмбриональная телячья сыворотка 50 мл, пенициллин 100 ед/мл, стрептомицин 100 мкг/мл, при 100% влажности, температуре 370С, 5% СО2 (данная среда и условия используются на всех этапах последующего культивирования).To obtain a primary culture, cells isolated from the periosteum are seeded in plastic flasks with a culture medium of the following composition: DMEM (or DMEM / F12) 450 ml, L-glutamine 292 mg, fetal bovine serum 50 ml, penicillin 100 U / ml, streptomycin 100 μg / ml, at 100% humidity, temperature 37 0 С, 5% СО 2 (this medium and conditions are used at all stages of subsequent cultivation).

Субкультивирование монослойной культуры прогениторных клеток скелетных соединительных тканей осуществляют до третьего - четвертого пассажа со сменой среды каждые 2-3 дня.Subcultivation of a monolayer culture of progenitor cells of skeletal connective tissues is carried out until the third - fourth passage with a change of medium every 2-3 days.

После последнего пассажа клетки снимают с пластиковых флаконов трипсином/ЭДТА. Полученную клеточную взвесь отмывают от трипсина/ЭДТА, в том числе с помощью среды ДМЕМ с 10% сывороткой с последующим центрифугированием (10 минут при 200g) и переносят в 81-луночные агарозные планшеты с диаметром лунки 800 мкм в концентрации до 1,4 миллионов клеток на планшет, где в лунках из культивированных клеток начинают формироваться сфероиды.After the last passage, cells are removed from plastic vials with trypsin / EDTA. The resulting cell suspension is washed from trypsin / EDTA, including using DMEM medium with 10% serum, followed by centrifugation (10 minutes at 200g) and transferred to 81-well agarose plates with a well diameter of 800 μm at a concentration of up to 1.4 million cells onto the plate, where spheroids begin to form from the cultured cells in the wells.

Сфероиды формируются в лунках на протяжении до 7 суток со сменой питательной среды каждые 2-3 дня.Spheroids are formed in the holes for up to 7 days with a change in the nutrient medium every 2-3 days.

Несмотря на то, что изобретение описано со ссылкой на раскрываемые варианты воплощения, для специалистов в данной области должно быть очевидно, что конкретные подробно описанные эксперименты приведены лишь в целях иллюстрирования настоящего изобретения и их не следует рассматривать как каким-либо образом ограничивающие объем изобретения. Должно быть понятно, что возможно осуществление различных модификаций без отступления от сути настоящего изобретения.Although the invention has been described with reference to the disclosed embodiments, it should be apparent to those skilled in the art that the specific experiments described in detail are provided for the purpose of illustrating the present invention only and should not be construed as in any way limiting the scope of the invention. It should be understood that various modifications are possible without departing from the spirit of the present invention.

Claims (17)

1. Способ восстановления костной ткани в области дефекта кости субъекта, включающий следующие этапы:1. A method for restoring bone tissue in the area of a bone defect in a subject, comprising the following steps: - установка временной вставки-спейсера, соответствующей размеру дефекта, в область дефекта кости;- installation of a temporary insert-spacer, corresponding to the size of the defect, in the area of the bone defect; - удаление временной вставки-спейсера через 7-30 дней после установки;- removal of the temporary spacer insert 7-30 days after installation; - установка перфорированной резорбируемой мембраны с осажденными на ее поверхность, адгезированными клеточными сфероидами из аутологичной надкостницы, причем перфорированная мембрана складывается в виде цилиндра и крепится к надкостнице концов опилов кости с помощью хирургических швов.- installation of a perforated resorbable membrane with adhered cellular spheroids from the autologous periosteum deposited on its surface, and the perforated membrane is folded in the form of a cylinder and is attached to the periosteum of the ends of the bone sawdust using surgical sutures. 2. Способ по п. 1, в котором временная вставка-спейсер выполнена из полиметилметакрилата.2. The method of claim 1, wherein the temporary spacer is polymethyl methacrylate. 3. Способ по п. 1, в котором резорбируемая мембрана выполнена из биоразлагаемого материала.3. The method of claim 1, wherein the resorbable membrane is made from a biodegradable material. 4. Способ по п. 3, в котором биоразлагаемый материал выбран из аллогенной лиофилизированной надкостницы.4. The method of claim 3, wherein the biodegradable material is selected from allogeneic lyophilized periosteum. 5. Способ по п. 3, в котором мембрана представляет собой коллагеновую барьерную мембрану.5. The method of claim 3, wherein the membrane is a collagen barrier membrane. 6. Способ по п. 1, в котором отверстия перфорированной мембраны имеют диаметр 150-350 мкм.6. The method of claim 1, wherein the holes in the perforated membrane have a diameter of 150-350 microns. 7. Способ по п. 6, в котором расстояние между центрами отверстий составляет 550-1000 мкм.7. The method according to claim 6, wherein the distance between the centers of the holes is 550-1000 microns. 8. Способ по п. 1, в котором отверстия в мембране могут составлять 10-50% от общей площади поверхности всей мембраны.8. The method of claim 1, wherein the holes in the membrane can represent 10-50% of the total surface area of the entire membrane. 9. Способ по п. 1, в котором при установке перфорированной мембраны с клеточными сфероидами она фиксируется по краям шовными рассасывающимися нитями.9. The method according to claim 1, wherein when the perforated membrane with cell spheroids is installed, it is fixed at the edges with absorbable suture sutures. 10. Способ по п. 1, в котором субъект представляет собой человека.10. The method of claim 1, wherein the subject is a human. 11. Способ по п. 1, в котором костный дефект является дефектом трубчатой кости.11. The method of claim 1, wherein the bone defect is a tubular bone defect. 12. Способ по п. 1, в котором временная вставка-спейсер устанавливается в форме цилиндра, препятствующей образованию замыкательных костных пластинок.12. The method of claim. 1, wherein the temporary spacer is mounted in a cylindrical shape to prevent endplate formation. 13. Способ по п. 1, в котором полость внутри мембраны заполняется альгинатным гелем.13. The method of claim 1, wherein the cavity within the membrane is filled with an alginate gel. 14. Перфорированная резорбируемая мембрана с осажденными на ее поверхность адгезированными клеточными сфероидами из аутологичной надкостницы для восстановления костной ткани в области дефекта кости субъекта способом по п. 1, характеризующаяся тем, что резорбируемая мембрана выполнена из биоразлагаемого материала, отверстия перфорированной мембраны имеют диаметр 150-350 мкм, расстояние между центрами отверстий составляет 550-1000 мкм, отверстия в мембране составляют 10-50% от общей площади поверхности всей мембраны.14. Perforated resorbable membrane with adhered cell spheroids from the autologous periosteum deposited on its surface to restore bone tissue in the area of the bone defect of the subject by the method according to claim 1, characterized in that the resorbable membrane is made of biodegradable material, the holes of the perforated membrane have a diameter of 150-350 μm, the distance between the centers of the holes is 550-1000 μm, the holes in the membrane are 10-50% of the total surface area of the entire membrane.
RU2020128410A 2020-08-26 2020-08-26 Method for restoration of diaphysis of long tubular bones using cellular technologies RU2750021C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020128410A RU2750021C1 (en) 2020-08-26 2020-08-26 Method for restoration of diaphysis of long tubular bones using cellular technologies

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020128410A RU2750021C1 (en) 2020-08-26 2020-08-26 Method for restoration of diaphysis of long tubular bones using cellular technologies

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2750021C1 true RU2750021C1 (en) 2021-06-21

Family

ID=76504867

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2020128410A RU2750021C1 (en) 2020-08-26 2020-08-26 Method for restoration of diaphysis of long tubular bones using cellular technologies

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2750021C1 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE60230593D1 (en) * 2001-02-06 2009-02-12 Massachusetts Inst Technology PEPTIDE FURNACE DECONTULATION OF TISSUE CELLS AND USES THEREOF
RU2530622C2 (en) * 2012-03-01 2014-10-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова" (МГУ) Biotransplant for recovery of bone tissue volume in case of degenerative diseases and traumatic injuries of bones and method of obtaining thereof
RU2675930C1 (en) * 2017-07-21 2018-12-25 Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Научно-исследовательский институт общей патологии и патофизиологии" (ФГБНУ "НИИОПП") Cell culture and biotransplant for bone tissue regeneration on its basis
RU2731314C1 (en) * 2019-10-30 2020-09-01 Общество С Ограниченной Ответственностью "Международный Центр Медицинских Исследований И Разработок" (Ооо "Мц Миир") Method for production of spheroids for cartilage repair

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE60230593D1 (en) * 2001-02-06 2009-02-12 Massachusetts Inst Technology PEPTIDE FURNACE DECONTULATION OF TISSUE CELLS AND USES THEREOF
RU2530622C2 (en) * 2012-03-01 2014-10-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова" (МГУ) Biotransplant for recovery of bone tissue volume in case of degenerative diseases and traumatic injuries of bones and method of obtaining thereof
RU2675930C1 (en) * 2017-07-21 2018-12-25 Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Научно-исследовательский институт общей патологии и патофизиологии" (ФГБНУ "НИИОПП") Cell culture and biotransplant for bone tissue regeneration on its basis
RU2731314C1 (en) * 2019-10-30 2020-09-01 Общество С Ограниченной Ответственностью "Международный Центр Медицинских Исследований И Разработок" (Ооо "Мц Миир") Method for production of spheroids for cartilage repair

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Christou C, Oliver RA, Yu Y, Walsh WR. The Masquelet technique for membrane induction and the healing of ovine critical sized segmental defects. PLoS One. 2014 Dec 2;9(12):e114122. doi: 10.1371/journal.pone.0114122. PMID: 25461340; PMCID: PMC4252083. *
Henrich D, Seebach C, Nau C, Basan S, Relja B, Wilhelm K, Schaible A, Frank J, Barker J, Marzi I. Establishment and characterization of the Masquelet induced membrane technique in a rat femur critical-sized defect model. J Tissue Eng Regen Med. 2016 Oct;10(10):E382-E396. doi: 10.1002/term.1826. Epub 2013 Nov 8. PMID: 24668794. *
Rodionov SA et al. Cartilage regeneration in organ culture using tissue spheroids formed from cells of the rib perichondrium. Genes and Cells. 2019.Vol. 14.N S. S. 197. *
Родионов С. А. и др. Регенерация хряща органной культуре с помощью тканевых сфероидов, сформированных из клееток надхрящницы ребра. Гены и Клетки. 2019. Т. 14. N S. С. 197. Henrich D, Seebach C, Nau C, Basan S, Relja B, Wilhelm K, Schaible A, Frank J, Barker J, Marzi I. Establishment and characterization of the Masquelet induced membrane technique in a rat femur critical-sized defect model. J Tissue Eng Regen Med. 2016 Oct;10(10):E382-E396. doi: 10.1002/term.1826. Epub 2013 Nov 8. PMID: 24668794. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Dumic-Cule et al. Biological aspects of segmental bone defects management
Bajada et al. Successful treatment of refractory tibial nonunion using calcium sulphate and bone marrow stromal cell implantation
Zurina et al. Tissue engineering using a combined cell sheet technology and scaffolding approach
JP4628756B2 (en) Tissue repair implant, manufacturing method thereof, and tissue repair method
Mulliken et al. Induced osteogenesis—the biological principle and clinical applications
US20090054983A1 (en) Bioresorbable bone implant
RU2597786C2 (en) Method for creating personalized gene-activated implant for bone tissue regeneration
US10022474B2 (en) Bone grafts including osteogenic stem cells, and methods relating to the same
US20220168356A1 (en) Allografts containing viable cells and methods therof
Fricia et al. Osteointegration in custom-made porous hydroxyapatite cranial implants: From reconstructive surgery to regenerative medicine
EP2076589B1 (en) A method of producing native components, such as growth factors or extracellular matrix proteins, through cell culturing of tissue samples for tissue repair
Bajuri et al. Tissue-engineered hydroxyapatite bone scaffold impregnated with osteoprogenitor cells promotes bone regeneration in sheep model
Zhao et al. Irregular bone defect repair using tissue-engineered periosteum in a rabbit model
CN101564555A (en) Tissue engineering bone implant and method for constructing the same
Endres et al. Angiogenesis and healing with non-shrinking, fast degradeable PLGA/CaP scaffolds in critical-sized defects in the rabbit femur with or without osteogenically induced mesenchymal stem cells
RU2750021C1 (en) Method for restoration of diaphysis of long tubular bones using cellular technologies
Schmidt-Rohlfing et al. Tissue engineering of bone tissue: principles and clinical applications
Kharkova et al. Three-dimensional TCP scaffolds enriched with Erythropoietin for stimulation of vascularization and bone formation.
US8367059B2 (en) Materials and methods for cryopreserved bone constructs
RU2645963C2 (en) Method of increasing the volume of bone tissue of the crest of alveolar process of the jaw
RU105584U1 (en) DEVICE FOR SUBSTITUTION OF BONE DEFECT IN TREATMENT OF IMPRESSION Fracture OF METAEPIPHYSICAL DEPARTMENT OF TUBULAR BONE
RU2757157C1 (en) Restoration of the diaphysis of long bones by cellular technology applying a method for autotransplantation of a vessel
RU2744756C1 (en) Method of transplanting biocomposite spheroids to ensure the possibility of restoring the integrity of the bone in case of defects that exceed the critical size
RU2818176C1 (en) Method for producing tissue-engineered periosteum from cell spheroids for repairing bone defects in patients
RU2461621C1 (en) Method for stimulating formation of fibrocartilagenous regenerated clavus in mammals