Пластика большеберцовой кости с использованием тканеинженерного эквивалента кости в эксперименте

The results of the experiment in which rabbits formed a defect of the tibia, and fill its original design. The design included a composite of demineralized bone matrix and living cells. The results were evaluated using X-ray methods, and histological and electron microscopy.


Предпринято экспериментальное исследование для обоснования выполнимости и эффективности костной пластики за счет введения в область дефекта длинной трубчатой кости экспансированных in vitro культур остеогенных клеток на трехмерном носителе. В ходе лабораторного этапа работы получали тканеинженерные эквиваленты костной ткани (ТИЭКТ) посредством совмещения мультипотентных мезенхимных стромальных клеток (ММСК), полученных из красного костного мозга кроликов, и носителя из деминерализованной губчатой костной ткани (ДКТ). В ходе культивирования клеток до совмещения с матриксом подтверждали остеогенную направленность их дифференцировки реакциями на щелочную фосфатазу и соли кальция. Качество иммобилизации клеток на носителе подтверждали трансмиссионной и растровой электронной микроскопией.

В ходе экспериментального этапа животным наносили дефект большеберцовой кости протяженностью 2 см. Кролики были разделены на три группы: животным первой группы в область дефекта трансплантировали ТИЭКТ, второй - только носитель; у животных третьей группы заживление протекало без костной пластики. Выполняли интрамедуллярную фиксацию костных отломков с монтажом дистрактора. Результаты оценивали через 15, 30, 60, 90, 120 и 150 суток с помощью рентгенологического исследования, компьютерной томографии, гистологического анализа.

При трансплантации ТИЭКТ через 30 суток зона дефекта была полностью выполнена ретикулофиброзной костной тканью, межтрабекулярные пространства заполнены реактивно измененной соединительной тканью (РИСТ). Часть костных трабекул регенерата формировалась непосредственно от участков частично резорбированного носителя. К 60 сут. в той же группе определялись процессы ремоделирования регенерата - уменьшение объема периостальной части, разрастание костных трабекул в интрамедиарной и эндостальной зонах, в области костномозгового канала - очаги кроветворения. В контрольных группах лишь к 60 суткам дефект был заполнен ретикулофиброзной костной тканью, трабекулы ДКТ окружены плотной волокнистой соединительной тканью, со стороны костных опилов происходило образование хрящевой ткани. К 90 сут. в первой группе консолидация костных отломков достигнута за счет спонгизированной компактной костной ткани, выполнен просвет костномозгового канала, заполненный желтым костным мозгом. В контрольных группах зона повреждения заполнена смешанной ретикулофиброзной и пластинчатой костной тканью, в центре - большие поля РИСТ. Данная тенденция сохранялась вплоть до крайних сроков наблюдения. Данные рентгенологического исследования были сопоставимы с результатами гистологического анализа.

Для определения механизма оптимизирующего влияния клеток ТИЭКТ на процессы репаративной регенерации часть культур были помечены флюорохромом РКН-26 до совмещения с носителем. Через 18 суток после трансплантации тканеинженерного эквивалента костной ткани брали биоптат из области дефекта и окрашивали DAPI. При флюоресцентной микроскопии было показано, что остеоциты регенерата не несли метки РКН-26, то есть дифференцировались из камбиальных клеток реципиентного ложа.

Таким образом, использование ТИЭКТ существенно ускоряет репаративный остеогенез, улучшает его качество, что создает перспективы использования метода как вспомогательного в современных технологиях остеосинтеза.


¹Деев Р.В., ²Цупкина Н.В., ³Бозо И.Я., Требнев А.Р., ²Пинаев Г.П.
¹ФГУ «РоссНИИТО им. P.P. Вредена Росмедтехнологий», ²Институт цитологии РАН, ³Военно-медицинская академия им. С.М. Кирова, Санкт-Петербург