Анализ репаративных процессов в нижней челюсти при использовании модифицированных остеопластических материалов серии Гапкол с мезенхимальными стромальными клетками в эксперименте
|
Скачать 273.5 Kb.
|
|
На правах рукописи УДК: 616-056.3-02:616.314-76-085.462Фионова Элина Викторовна Анализ репаративных процессов в нижней челюсти при использовании модифицированных остеопластических материалов серии Гапкол с мезенхимальными стромальными клетками в эксперименте 14. 00. 21 – «Стоматология» 14. 00. 16 – «Патологическая физиология» Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата медицинских наук Москва – 2008 Работа выполнена в ГОУ ВПО «Московский государственный медико-стоматологический университет Росздрава» и в ГОУ ВПО «Ставропольская государственная медицинская академия Росздрава» Научные руководители: Заслуженный деятель науки РФ, доктор медицинских наук, профессор Воложин Александр Ильич доктор медицинских наук, профессор Караков Карен Григорьевич Официальные оппоненты: доктор медицинских наук, профессор Топольницкий Орест Зиновьевич ГОУ ВПО «Московский государственный медико-стоматологический университет Росздрава» доктор биологических наук, профессор Вальцева Инга Алексеевна ГОУ ВПО «Московская медицинская академия имени Сеченова Росздрава» Ведущая организация: ФГУ “Центральный научно-исследовательский институт стоматологии и челюстно-лицевой хирургии Росмедтехнологий” Защита состоится __________2008 года в______часов на заседании диссертационного совета Д 208.041.03 при ГОУ ВПО «Московский государственный медико-стоматологический университет Росздрава» по адресу: 127473, Москва ул. Долгоруковская, дом 4 С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГОУ ВПО МГМСУ Росздрава (125206, Москва, ул. Вучетича, д. 10а). Автореферат разослан « » 2008 г. Ученый секретарь диссертационного Совета кандидат медицинских наук М.А.Зоткина Общая характеристика работы Актуальность В настоящее время в практической медицине, а именно в стоматологии, челюстно-лицевой хирургии и травматологии, используются резорбируемые и биостабильные композиционные материалы для замещения костных дефектов после травмы, удаления опухолей, устранения врожденных и приобретенных дефектов (М.Ш.Мустафаев и соавт., 1998, 2000; С.Г.Курдюмов и соавт., 2000; А.М.Воложин, В.С.Агапов и соавт. 2000). Среди резорбируемых остеопластических материалов большое распространение получили композиты, образованные из коллагена и синтетического минерального компонента, гидроксиапатита и трикальцийфосфата. К ним относится серия материалов: Колапол, Гапкол, Коллапан, производимые фирмами «Полистом» и «Интермедапатит». Эти материалы обладают высокой степенью биосовместимости, технологичны при изготовлении, имеют по сравнению с импортными аналогами невысокую стоимость, но не уступают им в качестве и остеопластических свойствах. В механизме остеопластического действия этих материалов основная роль принадлежит их остеокондуктивным свойствам, что способствует хорошей интеграции с костной тканью. Недостатком материалов является низкая способность инициировать построение костной ткани из-за отсутствия специфических стимуляторов-остеоиндукторов (морфогенетических белков и др.). В связи с этим продолжительность реабилитации пациентов после оперативного вмешательства у некоторых пациентов (особенно при наличии общесоматических заболеваний: сахарный диабет, другие эндокринопатии, гипертоническая болезнь и т.д.) отличается длительностью и, кроме того, повышается риск послеоперационных осложнений. С целью придания этим материалам свойств инициировать построение костной ткани в их состав вводят компоненты межклеточного матрикса: гиалуроновую кислоту и хондроитинсульфат (В.В.Сарычев, 2005; И.С. Мальгинова, 2005). Важная позитивная роль может принадлежать также неколлагеновым костным белкам, которые выделены в чистом виде и испытаны в эксперименте. Дальнейшее совершенствование свойств остеопластических материалов может быть осуществлено при использовании новой биотехнологии, позволяющей сформировать на поверхности биосовместимых резорбирующихся композитов слой костных клеток из клеток – предшественников костного мозга. Костные клетки сами являются источником специфических факторов костного морфогенеза. Использование этих технологий в дальнейшем может существенно снизить риск осложнений и сократить период реабилитации пациентов после оперативного устранения дефектов костей лица и челюстей, а также других костей скелета, особенно в случае нарушенного заживления костной раны при иммунодефицитных состояниях и общесоматических заболеваниях. Исследований по применению биорезорбируемых композитных материалов заселенных остеопрогениторными клетками, полученными из мезенхимальных стромальных клеток костного мозга, проведено не было, что послужило основанием для формулирования цели и задач данной работы. Цель работы: в лабораторных условиях и экспериментально обосновать эффективность применения неколлагеновых белков кости в составе остеопластического материала Гапкол, модифицированного вакуумной обработкой и с культурой мезенхимальных стволовых клеток для оптимизации репаративной регенерации челюстной кости. Задачи
Основные положения, выносимые на защиту 1. Формирование на образцах Гапкола преимущественно стромальных, чем кроветворных клеток при культивировании в длительной культуре костного мозга декстеровского типа. Образцы Гапкола и Индоста подвергнутые вакуумной обработке и содержащие НБК не могут быть культивированы более 3-х дней вследствие перехода клеток в суспензию, содержащую мезенхимальные стволовые клетки. 2. Малое количество клеток на поверхности Гапкола и Индоста дает ложное представление о токсичности материала, так как МСК быстро переходят в культуральную среду с разрушающегося материала. Быстрая деструкция материала в условиях культивирования не позволяет клеткам пролиферировать и подвергаться остеогенной дифференцировке. 3. Внесение в костную рану ветви нижней челюсти кролика Гапкола без вакуумной обработки, не содержащего НБК, вызывает умеренные воспалительные и воспалительно-деструктивные процессы. 4. Внесение в костную рану ветви нижней челюсти кролика Индоста с вакуумной обработкой и содержащего НБК вызывает усиление построения костной ткани. Нанесение МСК на поверхность Гапкола, содержащего неколлагеновые белки кости, вызывает более высокую активность остеогенетических процессов в челюсти и интенсификацию процессов созревания новообразованной костной ткани. Научная новизна Впервые установлено, что в декстеровской культуре костного мозга на образцах остеопластического материала Гапкол формируется значительно больше стромальных, чем кроветворных клеток. Научной новизной отличаются данные о том, что Индост, подвергнутый вакуумной обработке и содержащий неколлагеновые белки кости, не может быть длительно культивирован вследствие нестойкости материала и быстрого разрушения в жидкой среде. Деструкция образцов Гапкола и Индоста в условиях культивирования не позволяет мезенхимальным стволовым клеткам пролиферировать на материале и подвергаться остеогенной дифференциации. Введение в состав Индоста неколлагеновых белков кости повышает его остеогенетический потенциал при репаративной регенерации нижней челюсти только после удаления летучих соединений с помощью вакуумной обработки материала. Заселение МСК Индоста, содержащего НБК, вызывает слабые проявления воспалительно-деструктивных реакций, повышает активность остеогенетических процессов и способствует созреванию новообразованной костной ткани. Практическое значение Оценка динамики кроветворения в длительных культурах костного мозга на поверхности Гапкола является важным этапом для оценки их биосовместимости. Преобладание на материалах Гапкол формирования стромальных клеток над кроветворными клетками характеризует его остеопластический потенциал. Вакуумная обработка материала Гапкол с целью удаления остатков уксусной кислоты и формальдегида является необходимым условием для проявления активности, введенного в состав материала неколлагеновых белков кости. Культивирование мезенхимальных стволовых клеток на Индосте, модифицированном вакуумной обработкой и содержащим неколлагеновые белки кости, может продолжаться не более 3-х дней из-за нестойкости материала в жидкой среде и не позволяет проведение остеогенной дифференциации. Заселение поверхности Гапкола, содержащего НБК, мезенхимальными стволовыми клетками уменьшает проявления воспалительно-деструктивных реакций, повышает активность остеогенетических процессов и усиливает процессы созревания новообразованной костной ткани. Личное участие автора Автором лично изучено формирование стромальных и кроветворных клеток на поверхности остеопластических материалов Гапкол и Индост. В ходе сбора материалов освоены современные методики, позволившие проверить эти материалы на цитотоксичность, способность фиксировать и пролиферировать мезенхимальные стромальные клетки костного мозга. Соискателем лично проведены эксперименты на кроликах и изучены гистологические препараты с целью анализа репаративных процессов в челюсти под влиянием Гапкола и Индоста с мезенхимальными стволовыми клетками. Внедрение Полученные данные используются в учебном процессе и в научной работе на кафедрах патологической физиологии стоматологического факультета и госпитальной терапевтической стоматологии МГМСУ. Публикации По материалам диссертации опубликовано 5 работ, в том числе 3 работы в журналах, рекомендованных ВАК Минобрнауки РФ. Объем и структура диссертации Диссертация написана на 121 странице машинописного текста, состоит из введения, 4 глав, выводов, практических рекомендаций, списка использованной литературы, в том числе 72 российских автора и 102 иностранных. В диссертации представлено 7 таблиц и 30 рисунков. Апробация работы Основные положения и результаты исследований по теме диссертации доложены и обсуждены на совместном совещании сотрудников кафедры патофизиологии стоматологического факультета, госпитальной терапевтической стоматологии и детской хирургической стоматологии и челюстно-лицевой стоматологии ГОУ ВПО МГМСУ Росздрава, 20 марта 2008 года и на совместном заседании кафедр терапевтической стоматологии, ортопедической стоматологии, челюстно-лицевой хирургии и хирургической стоматологии, кафедры патологической физиологии, кафедры патологической анатомии ГОУ ВПО Ставропольской государственной медицинской академии 10 апреля 2008 года Содержание работы Материалы и методы исследования Работа проведена в 3 этапа. На 1-м этапе работы на модели длительных культур костного мозга декстеровского типа были изучены 3 материала, из них два - составляющие мембрану «Пародонкол». 1-й материал - коллаген, «сшитый» химическим путем (формальдегидом), и являющийся собственно мембраной для предотвращения миграции клеток эпителия и рыхлой соединительной ткани. 2-й материал – активная часть мембраны, представляющая собой Гапкол в виде коллагеновой губки и ГАП. 3-й материал представлял собой собственно Пародонкол, состоящий из «сшитого» коллагена и Гапкола, соединенного между собой коллагеном по специальной технологии. Все материалы лиофилизированы в вакуумной сушке при низкой температуре. На 2-м этапе работы исследован только материал Гапкол, то есть активная часть Пародонкола, обладающая остеопластическим действием. Гапкол был взят в двух модификациях. К моменту проведения этого этапа получены новые данные о том, что введение в состав Гапкола неколлагеновых белков кости (НБК), выделенных на ЗАО НПО «Полистом» улучшает остеопластические свойства материала. Новый остеопластический материал получил название «Индост» (пластины). Необходимым условием проявления активности Индоста является его вакуумная обработка с целью устранения остатков уксусной кислоты и формальдегида (М.О.Бондаренко, 2007; С.А.Ожелевская, 2007). На 3-м, завершающем, этапе работы проведена экспериментальная оценка остеопластической эффективности применения МСК, нанесенных на поверхность модифицированных образцов Гапкола и Индоста, у кроликов, которым закрывали искусственно вызванный дефект ветви нижней челюсти этими материалами. В эксперименте на кроликах были взяты следующие образцы остеопластического материала: 1 – Гапкол, без МСК, вакуумной обработки и без НБК, 2 - Индост - без вакуумной обработки и содержащий НБК, 3 – Индост с вакуумной обработкой и содержащий НБК, 4 - Индост с вакуумной обработкой, содержащий НБК и с нанесенной на поверхность материала культурой МСК. Ниже излагаются методы проведения эксперимента на каждом этапе работы. Методы исследования свойств материалов на модели длительных культур костного мозга Эксперименты выполнены с использованием костного мозга мышей (C57Bl/6 x CBA) F1 массой 18-24 г, поставляемых питомником РАМН «Столбовая». Длительные культуры костного мозга декстеровского типа вели, как описано ранее /Чертков И.Л., Фриденштейн А.Я., 1977/. Костный мозг одной бедренной кости мышей без суспендирования помещали в 10 мл полной среды на основе среды Фишера, обогащенной L-глютамином, 14% лошадиной сыворотки, 6% эмбриональной телячьей сыворотки, 10-8 М гидрокортизона и антибиотиками. Культуры вели при температуре 330 C в пластиковых флаконах (площадь дна 25 см2) с еженедельной сменой половины культуральной среды. Через 3 недели культивирования, когда на дне флакона образовывался нормально функционирующий стромальный подслой, проводили изучение процессов кроветворения на материалах, помещенных в длительные культуры костного мозга. Исследовано и проведено сравнение следующих видов материалов по группам: 1. Гапкол. 2. Коллаген сшитый (в виде пленки). 3. Мембрана «Пародонкол». Образцы материалов были прямоугольной формы, площадью около 1,5-2 см2. Материалы сначала помещали в чашки Петри диаметром 35 мм, на их поверхность наносили костный мозг в концентрации 1,5х106 клеток на мл среды. После этого инкубировали в течение 30 минут при температуре 370 С. Затем материалы переносили в культуральные флаконы, содержащие 3-недельные длительные культуры костного мозга, и помещали в термостат для дальнейшего культивирования. Через 7, 14, 21 и 28 суток культивирования из флаконов извлекали образцы и проводили исследование клеточного состава адгезирующего слоя. Было взято по 3 образца каждого материала на каждый срок исследования. Для снятия клеток с материалов использовали раствор трипсина в концентрации 0,02% в сочетании с 0,02 % раствором ЭДТА. Для изучения морфологического состава костного мозга, снятого с материалов, раствор с клетками центрифугировали 10 минут при скорости 1500 оборотов в минуту. Затем клетки промывали раствором Хенкса и повторно центрифугировали. После центрифугирования сливали надосадочную жидкость и из осажденных на дне пробирки клеток приготавливали мазки-отпечатки, которые окрашивали по методу Паппенгейма, и подсчитывали миелограммы. С целью оценки интенсивности процессов кроветворения на различных по составу образцах материалов, перед приготовлением мазков для морфологических исследований, под микроскопом в камере Горяева подсчитывали общее количество клеток костного мозга в суспензии. После снятия клеток измеряли размер каждого образца с точностью до 1 мм, вычисляли площадь поверхности, а затем результаты оценки количества клеток на образцах рассчитывали на 1 см2 их поверхности. Абсолютные значения содержания стромальных и кроветворных клеток на исследуемых образцах получали расчетным путем, на основании значений общего количества клеток, снятых с 1 см2 поверхности материалов, и процентного содержания стромальных и кроветворных клеток, определенных при подсчете миелограмм. Статистическую обработку полученных данных проводили с помощью t-критерия Стьюдента. Различие между группами считали достоверными при t ≥ 2 и p ≤ 0,05. |
Похожие:
 |
Тема: "Моделирование центральных резцов нижней челюсти" Теоретическая часть. Знакомство с рабочим местом студента. Определение строения центральных резцов нижней челюсти. Основные отличительные... |
 |
Клинико-лабораторное обоснование эффективности применения адаптогенных... |
|
616. 314-76: 616. 089. Применение дентальных имплантатов при реабилитации пациентов с дефектами зубных рядов на нижней челюсти несъемными протезами |
|
Инструкция по эксплуатации rion Сварка термопластичных материалов, а также модифицированных битумных материалов. Сварка листов, труб, профилей, мембраны, пленок... |
|
Профессиональный стандарт Ведение технологических процессов при использовании сосудов, работающих при нагреве и под давлением |
|
Тема: «Моделирование центральных резцов верхней челюсти» Теоретическая часть. Знакомство с рабочим местом студента. Определение строения центральных резцов верхней челюсти. Основные отличительные... |
|
Лг тест (lh test (l-check-1)). Vedalab, Франция У женщин лг и фсг (фолликулостимулирующий гормон) участвуют в сложном овуляторном цикле; повышение уровня и высвобождение лг происходит... |
|
Лг тест (lh test (l-check-1)). Vedalab, Франция У женщин лг и фсг (фолликулостимулирующий гормон) участвуют в сложном овуляторном цикле; повышение уровня и высвобождение лг происходит... |
|
Механический инструмент, используемый для воспроизведения движений... В число упомянутых изделий входят: полные съемные зубные протезы, частичные съемные протезы, несъемные мостовидные протезы, коронки,... |
|
Механический инструмент, используемый для воспроизведения движений... В число упомянутых изделий входят: полные съемные зубные протезы, частичные съемные протезы, несъемные мостовидные протезы, коронки,... |
|
Руководство по использованию реагентных полосок для анализа мочи серии н-800 Это руководство информирует о методах, принципах реакций и вопросах, требующих особого внимания при использовании реагентных полосок... |
|
9. условия хранения и эксплуатации набора ... |
|
С. Г. Пудовкина моделирование, анализ Учебное пособие предназначено для студентов, изучающих дисциплины «Математические методы и модели в экономике», «Математическая экономика»,... |
|
Гриль карусельный серии iej-266/268 Инструкция по эксплуатации Электрический гриль серии iej легок в эксплуатации, уходе и безопасен в использовании. В основном используется в гостиницах, барах,... |
|
«Разработка физической модели и расчетный анализ переходных процессов... На выполнение работ «Разработка физической модели и расчетный анализ переходных процессов при попадании пароводяной смеси во всасывающий... |
|
Инструкция по предупреждению картофельной болезни хлеба При использовании материалов Российского Правового Портала "Семерка" ссылка на La ru обязательна |