N.N. Priorov Journal of Traumatology and Orthopedics

Вестник травматологии и ортопедии им. Н.Н. Приорова

0869-86782658-6738

Eco-Vector

47797

10.17816/vto201118110-15

Articles

Статьи

Restoration of Bone Tissue in Femoral Condyles' Critical Defect in Rabbits Using Bioresorbable Calcium Carriers and Multipotent Mesenchymal Stromal Cells

Восстановление костной ткани в месте критического дефекта мыщелков бедра кролика с помощью биорезорбируемых кальциевых носителей и мультипотентных мезенхимных стромальных клеток

Mamonov

Vasiliy Evgen'evich

Мамонов

Василий Евгеньевич

канд. мед. наук, зав. отделением реконструктивно-восстановительной ортопедии для больных гемофилиейТел.: +7(495) 612-17-36; 612-43-92; (8) 903-165-74-44. Факс: (495) 612-17-36; ГНЦ РАМН

vasily-mamonov@yandex.ru

Shipunova

I N

Шипунова

И Н

канд. биол. наук, науч. сотр. лаборатории физиологии кроветворения; ГНЦ РАМН

Svinareva

D A

Свинарева

Д А

канд. биол. наук, науч. сотр. лаборатории физиологии кроветворения; ГНЦ РАМН

Proskurina

N V

Проскурина

Н В

канд. биол. наук, науч. сотр. лаборатории физиологии кроветворения; ГНЦ РАМН

Ryashentsev

M M

Ряшенцев

М М

канд. мед. наук, старший науч. сотр. отделения реконструктивно-восстановительной ортопедии для больных гемофилией; ГНЦ РАМН

Chemis

A G

Чемис

А Г

Glasko

E N

Гласко

Е Н

канд. мед. наук, ведущий науч. сотр. патологоанатомической лаборатории; ГНЦ РАМН

Drize

N I

Дризе

Н И

доктор биол. наук, зав. лабораторией физиологии кроветворения; ГНЦ РАМН

Mamonov

V E

Shipunova

I N

Svinaryova

D A

Proskurina

N V

Ryashentsev

M M

Chemis

A G

Glasko

E N

Drize

N I

ГНЦ РАМН

15032011

181

NO1 (2011)

ТОМ 18, №1 (2011)

101520102020

2011

Eco-Vector

ООО "Эко-Вектор"

https://journals.eco-vector.com/0869-8678/article/view/47797

Study of the efficacy of autologous bone marrow multipotent mesenchymal stromal cells (MMSC) with bioresorbable calcium carriers for the restoration of bone tissue in the site of critical distal femur spongy bone defect was performed in rabbits. System of rabbit's MMSC cultivation has been elaborated. After 2 - 3 passages MMSC were placed on bioresorbable calcium carriers and implanted into the site of preliminary created defect with 6 cm diameter. It was shown that implantation of MMSC in combination with bioresorbable carriers into the defect resulted in filling of spongy bone defect within 6 months after operation. The data obtained open promising perspectives for the application of MMSC in combination with appropriate carriers in tissue engineering for the treatment of vast skeleton injuries.

В экспериментах на кроликах проведено исследование эффективности совместного применения аутологичных костномозговых мультипотентных мезенхимных стромальных клеток (ММСК) и биорезорбируемых кальциевых носителей для восстановления костной ткани в месте критического дефекта губчатой кости дистального отдела бедра. Разработана система культивирования ММСК кролика. После 2-3 пассажей ММСК помещали на биорезорбируемые кальциевые носители и имплантировали в область предварительно созданного дефекта диаметром 6 мм. Показано, что имплантация в место дефекта культивированных ММСК в сочетании с биорезорбируемыми носителями приводит к восполнению дефекта губчатой кости в течение 6 мес после операции. Полученные данные открывают большие перспективы использования сочетания ММСК и соответствующих носителей в тканевой инженерии для лечения обширных повреждений скелета.

femoral condyle defectmultipotent mesenchymal stromal cellscalcium carriersosteogenous differentiation

дефект мыщелков бедрамультипотентные мезенхимные стромальные клеткикальциевые носителиостеогенная дифференцировка

Arrington E.D., Smith W.J, Chambers H.G. et al. Complications of iliac crest bone graft harvesting //Clin. Orthop. - 1996. - N 453. - P. 300-309.

Butnariu-Ephrat M., Robinson D., Mendes D.G. et al. Resurfacing of goat articular cartilage by chondrocytes derived from bone marrow //Clin. Orthop. - 1996. - N 453. - P. 234-243.

Caplan A.I. Why are MSCs therapeutic? New data: new insight //J. Pathol. - 2009. - Vol. 217. - P. 318-324.

Chertkov J.L., Drize N.J., Gurevitch O.A., Udalov G.A. Hemopoietic stromal precursors in long-term culture of bone marrow: I. Precursor characteristics, kinetics in culture, and dependence on quality of donor hemopoietic cells in chimeras //Exp. Hematol. - 1983. - Vol. 11. - P. 231-242.

Dounchis J.S., Coutts R.D., Amiel D. Cartilage repair with autogenic perichondrium cell/polylactic acid grafts: a two-year study in rabbits //J. Orthop. Res. - 2000. - Vol. 18. - P. 512-515.

Goshima J., Goldberg V.M., Caplan A.I. The osteogenic potential of culture-expanded rat marrow mesenchymal cells assayed in vivo in calcium phosphate ceramic blocks //Clin. Orthop. - 1991. - N 448. - P. 298-311.

Gundle R., Joyner C.J., Triffitt J.T. Human bone tissue formation in diffusion chamber culture in vivo by bone-derived cells and marrow stromal fibroblastic cells //Bone. - 1995. - Vol. 16. - P. 597-601.

Hollinger J.O., Brekke J., Gruskin E., Lee D. Role of bone substitutes //Clin. Orthop. - 1996. - N 453. - P. 55-65.

Hutmacher D.W. Scaffold design and fabrication technologies for engineering tissues-state of the art and future perspectives //J. Biomater. Sci. Polym. - 2001. - Vol. 12. - P. 107-124.

10.

Hutmacher D.W., Sittinger M., Risbud M.V. Scaffold-based tissue engineering: rationale for computer-aided design and solid free-form fabrication systems //Trends Biotechnol. - 2004. - Vol. 22. - P. 354-362.

11.

Kondo N., Ogose A., Tokunaga K. et al. Bone formation and resorption of highly purified beta-tricalcium phosphate in the rat femoral condyle //Biomaterials. - 2005. - Vol. 26. - P. 5600-5608.

12.

Nakasa T., Ishida O., Sunagawa T. et al. Feasibility of prefabricated vascularized bone graft using the combination of FGF-2 and vascular bundle implantation within hydroxyapatite for osteointegration //J. Biomed. Mater. Res. - 2008. - Vol. 85. - P. 1090-1095.

13.

Prockop D.J. Marrow stromal cells as stem cells for nonhematopoietic tissues //Science. - 1997. - Vol. 276. - P. 71-74.

14.

Richardson S.M., Hoyland J.A., Mobasheri R. et al. Mesenchymal stem cells in regenerative medicine: opportunities and challenges for articular cartilage and intervertebral disc tissue engineering //J. Cell Physiol. - 2010. - Vol. 222. - P. 23-32.

15.

Sacchetti B., Funari A., Michienzi S. et al. Self-renewing osteoprogenitors in bone marrow sinusoids can organize a hematopoietic microenvironment //Cell. - 2007. - Vol. 131. - P. 324-336.

16.

Salgado A.J., Coutinho O.P., Reis R.L. Bone tissue engineering: state of the art and future trends //Macromol. Biosci. - 2004. - Vol. 4. - P. 743-765.

17.

Shao X., Goh J.C., Hutmacher D.W. et al. Repair of large articular osteochondral defects using hybrid scaffolds and bone marrow-derived mesenchymal stem cells in a rabbit model //Tissue Eng. - 2006. - Vol. 12. - P. 1539-1551.

18.

Wakitani S., Goto T., Pineda S.J. et al. Mesenchymal cell-based repair of large, full-thickness defects of articular cartilage //J. Bone Jt Surg. - 1994. - Vol. 76A. - P. 579-592.

19.

Wakitani S., Goto T., Young R.G. et al. Repair of large full-thickness articular cartilage Wakitani S., Goto T., Pineda S.J. et al. Mesenchymal cell-based repair of large, full-defects with allograft articular chondrocytes embedded in a collagen gel //Tissue Eng. - 1998. - Vol. 4. - P. 429-444.

20.

Weissman I.L., Anderson D.J., Gage F. Stem and progenitor cells: origins, phenotypes, lineage commitments, and transdifferentiations //Annu. Rev. Cell Dev. Biol. - 2001. - Vol. 17. - P. 387-403.

21.

Wermelin K., Suska F., Tengvall P. et al. Stainless steel screws coated with bisphosphonates gave stronger fixation and more surrounding bone. Histomorphometry in rats //Bone. - 2008. - Vol. 42. - P. 365-371.