Efficacy of Gen-Activated Osteoplastic Material Based on Octacalcium Phosphate and Plasmid DNA containing vegf Gene for Critical-sized Bone Defects Substitution



Cite item

Full Text

Abstract

Gene-activated osteoplastic materials are a principally new class of medical devices for bone plasty. The purpose of the study was to evaluate the biological action of the material based on octacalcium phosphate and plasmid DNA containing vascular endothelial growth factor (VEGF) gene. Study material was implanted into 10 mm diameter rabbit parietal bone defects. Formation of bone regenerates around material granules even in the center of the defect and the presence of bone marrow in intertrabecular space on day 60 after implantation was detected. In control group of animals - implantation of carrier without gene constructions - regeneration took place mainly on the bone defect margins. Use of gene-activated osteoplastic material resulted in pronounced osteoinduction that provided both acceleration of the regeneration and increase of new bone tissue formation intensity.

About the authors

I. Ya Bozo

A.I. Evdokimov Moscow State University of Medicine and Dentistry, Moscow

Email: bozo.ilya@gmail.com

R. V Deev

Human Stem Cells Institute, Moscow

A. Yu Drobyshev

A.I. Evdokimov Moscow State University of Medicine and Dentistry, Moscow

V. S Komlev

A. A. Baikov Institute of Metallurgy and Materials Science, Moscow

S. I Rozhkov

A.I. Evdokimov Moscow State University of Medicine and Dentistry, Moscow

I. I Eryomin

A.I. Burnazyan Federal Medical and Biophysical Center, Moscow

I. G Dalgatov

I.M. Sechenov First Moscow State Medical University, Moscow

G. A Volozhin

A.I. Evdokimov Moscow State University of Medicine and Dentistry, Moscow

V. I Grachyov

A. Yu Fedotov

A. A. Baikov Institute of Metallurgy and Materials Science, Moscow

A. A Isaev

Human Stem Cells Institute, Moscow

References

  1. Дробышев А.Ю., Рубина К.А., Сысоева В.Ю. и др. Клиническое исследование применения тканеинженерной конструкции на основе аутологичных стромальных клеток из жировой ткани у пациентов с дефицитом костной ткани в области альвеолярного отростка верхней челюсти и альвеолярной части нижней челюсти. Вестник экспериментальной и клинической хирургии. 2011; IV (4): 764-72.
  2. Кулаков Л.А., Робустова Т.Г., Неробеев Л.И., ред. Хирургическая стоматология и челюстно-лицевая хирургия: Национальное руководство. М.: ГЭОТАР-Медиа»; 2010.
  3. Лекишвили М.В., Родионова С.С., Ильина В.К., Косымов И.А., Юрасова Ю.Б., Семенова Л.А., Васильев М.Г. Основные свойства деминерализованных костных аллоимплантатов, изготавливаемых в тканевом банке ЦИТО. Вестник травматологии и ортопедии им. Н.Н. Приорова 2007; 3: 80-6.
  4. http://www.cdc.gov/nchs/data/nhds/10Detaileddiagnosesprocedures/2010det10_alllistedprocedures.pdf
  5. Омельяненко Н.П., Миронов С.П., Денисов-Никольский Ю.И., Матвейчук И.В., Дорохин А.И., Карпов И.Н. Современные возможности оптимизации репаративной регенерации костной ткани. Вестник травматологии и ортопедии им. Н.Н. Приорова. 2002; 4: 85-8.
  6. Santos M.I., Reis R.L. Vascularization in bone tissue engineering: physiology, current strategies, major hurdles and future challenges. Macromol. Biosci. 2010; 10 (1): 12-27.
  7. Komlev V.S., Barinov S.M., Bozo I.I. Deev R.V., Eremin I.I., Fedotov A.Y. et al. Bioceramics composed of octacalcium phosphate demonstrate enhanced biological behaviour. ACS Appl. Mater. Interfaces 2014; 6 (19): 16610-620.
  8. Деев Р.В., Дробышев А.Ю., Бозо И.Я., Галецкий Д.В., Королев В.О., Еремин И.И. и др. Создание и оценка биологического действия ген-активированного остеопластического материала, несущего ген VEGF человека. Клеточная трансплантология и тканевая инженерия. 2013; VIII (3): 78-85.
  9. Evans C.H. Gene delivery to bone. Adv. Drug Deliv. Rev. 2012; 64 (12): 1331-40.
  10. Feichtinger G.A., Hofmann A.T., Slezak P., Schuetzenberger S., Kaipel M., Schwartz E. et al. Sonoporation increases therapeutic efficacy of inducible and constitutive BMP2/7 in vivo gene delivery. Hum. Gene Ther. Methods. 2014; 25 (1): 57-71.
  11. Betz V.M., Betz O.B., Glatt V., Gerstenfeld L.C., Einhorn T.A., Bouxsein M.L. et al. Healing of segmental bone defects by direct percutaneous gene delivery: effect of vector dose. Hum. Gene Ther. 2007; 18 (10): 907-15.
  12. Keeney M., van den Beucken J.J., van der Kraan P.M., Jansen J.A., Pandit A. The ability of a collagen/calcium phosphate scaffold to act as its own vector for gene delivery and to promote bone formation via transfection with VEGF(165). Biomaterials. 2010; 31 (10): 2893-2902.
  13. Zhao D.M., Yang J.F., Wu S.Q., Qiu L.P., Liu J.L., Wang H.B. et al. Effect of vascular endothelial growth factor 165 gene transfection on repair of bone defect: experiment with rabbits. Zhonghua Yi Xue Za Zhi. 2007; 87 (25): 1778-82.
  14. Гурин А.Н., Федотов А.Ю., Деев Р.В., Комлев В.С. Направленная регенерация костной ткани с использованием барьерной мембраны на основе альгината натрия и октакальциевого фосфата. Клеточная трансплантология и тканевая инженерия. 2013; VIII (4): 70-7.
  15. Ridge Preservation With New Class of Osteoplastic Materials (RP). http://www.clinicaltrial.gov/ct2/show/NCT02155764?term=octacalcium&rank=1
  16. Zorin V.L., Komlev V.S., Zorina A.I., Khromova N.V., Solovieva E.V., Fedotov A.Y. et al. Octacalcium phosphate ceramics combined with gingiva-derived stromal cells for engineered functional bone grafts. Biomed. Mater. 2014; 9 (5): 055005.
  17. Gene-activated Matrix for Bone Tissue Repair in Maxillofacial Surgery. http://clinicaltrials.gov/ct2/show/NCT02293031?term=NCT02293031&rank=1

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2015 Eco-Vector


СМИ зарегистрировано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор).
Регистрационный номер и дата принятия решения о регистрации СМИ: серия ПИ № ФС 77-76249 от 19.07.2019.


This website uses cookies

You consent to our cookies if you continue to use our website.

About Cookies