Репаративные процессы при алло- и ксеноимплантации внеклеточного матрикса кости

Abstract

В настоящее время потребность в костно-пластическом материале возрастает при проведении реконструктивно - восстановительных операций на костной ткани в травматологии и ортопедии, челюстно-лицевой хирургии, костной онкологии и в других случаях хирургической практики. Среди имплантационных материалов на основе костной ткани лидирующее место занимают импланты ауто- и аллогенного происхождения. Аутогенные импланты - лучшие с биологической точки зрения, но их достойной альтернативой являются материалы из ксенокости в силу своей доступности и биосовместимости. Цель исследования - изучение репаративных процессов в зоне регенерации при алло - и ксеноимплантации материала, полученного из костной ткани, в полуциркулярный дефект диафиза бедренной кости крыс. Материалы готовили по одинаковой технологии. Методика. Биохимические и морфологические исследования проведены на 18 крысах-самцах линии Вистар в возрасте 6-8 месяцев. Животные были распределены на 3 группы. Первая группа (n = 6) - ксеноимплантация, вторая (n = 6) - аллоимплантация, третья контроль (n = 6) - здоровые животные. Изучены биохимические показатели сыворотки крови на 60-е сут. эксперимента: активность общей щелочной фосфатазы и тартратрезистентного изофермента кислой фосфатазы, содержание кальция, фосфата, общего белка, С-реактивного белка, белковых фракций и проведены морфологические исследования. Результаты и обсуждение. Биохимические исследования белковых фракций и С-реактивного белка сыворотки крови свидетельствуют об отсутствии выраженной воспалительной реакции у крыс при алло - и ксеноимплантации внеклеточного матрикса костной ткани в области дефекта метафиза бедренной кости. В обеих опытных группах отмечена активация репаративных процессов. Гистологический анализ выявил остеоинтеграцию как аллогенных, так и ксеногенных фрагментов губчатой кости, имплантированных в область полуциркулярного дефекта бедренной кости крыс. При использовании аллоимплантатов отмечен более высокий темп их биодеградации и органотипическая перестройка оперированного участка кости реципиента. Во всех случаях показано отсутствие реакции отторжения либо инкапсуляции импланта и признаков воспаления в тканях реципиента. Полученные нами данные биохимического и гистологического исследований являются доказательством возможности использования внеклеточного матрикса ксеногенной природы для замещения дефектов костной ткани.The need for bone-plastic material is presently rapidly increasing, particularly for reconstructive and restorative surgeries on bone tissue in traumatology and orthopedics, maxillofacial surgery, bone oncology, and other cases of surgical practice. Among the implantation materials based on bone tissue the leading place is occupied by auto- and allogeneic implants. Autogenic implants are the best from the biological point of view but xenobone materials are their worthy alternative due to their availability and biocompatibility. The aim of this research was to study reparative processes in the regeneration zone during allo- and xenoimplantation of a material obtained from bone tissue into a semicircular defect in the rat femoral diaphysis. The materials were prepared using the same technology. Methods. Biochemical and morphological studies were performed on 18 male Wistar rats aged 6-8 months. The rats were divided into 3 groups. The first group (n = 6), xenoimplantation; the second group (n = 6), alloimplantation, and the third group, healthy control (n = 6). On the 60 day of experiment, biochemical indexes of blood serum were studied, including activities of total alkaline phosphatase (TCA) and tartrate-resistant isoenzyme of acid phosphatase (TrAP), calcium, phosphate, total protein (TP), C-reactive protein, protein fractions, and morphological studies. Results. Measuring serum protein fractions and C-reactive protein showed the absence of a significant inflammatory reaction to allo- and xenoimplantation of extracellular bone matrix into the defect of femoral metaphysis. Activation of reparative process was noted in both experimental groups. Histological analysis found osteointegration of both allogeneic and xenogenic fragments of the spongy bone implanted into the semicircular defect of rat femur. When alloimplants were used a high rate of their biodegradation and organotypic remodeling of the operated recipient’s bone were observed. However, in all cases, there was no evidence of a rejection reaction, encapsulation of the implant or inflammation in tissues of the maternal bed.