Аpplication of xenogeneic native bone collagen for bone repair in critical-sized rat calvarial defect model

A V Veremeev,R N Bolgarin,V G Nesterenko,A A Andreev-Andrievskiy

doi:10.23946/2500-0764-2020-5-2-8-21

Abstract

Aim. To evaluate the efficacy of bone repair using xenogeneic native bone collagen (Bongraf COLLAGEN) as compared to other widely applied orthopaedic solutions (xenogeneic native bone mineral Geistlich Bio-Oss® and bone autograft).Materials and Methods. We employed a conventional critical-sized (8 mm) rat calvarial defect model (48 Wistar or Sprague-Dawley rats). The artificial defect was repaired using Bongraf COLLAGEN, Geistlich Bio-Oss® utilised as a comparator, bone calvarial autograft, or remained unfilled (n = 6 per group). Rats were euthanised 4 or 12 weeks postimplantation (n = 3 per time point) with the subsequent examination (repair extent, volume, thickness and mineral density of the repaired tissue) by means of microcomputed tomography and hematoxylin and eosin staining.Results. Expectedly, highest volume, thickness and mineral density of the repaired tissue have been observed in defects filled with autografts. Bongraf COLLAGEN and Geistlich Bio-Oss® also demonstrated a comparable and significant repair capability, yet the former option demonstrated higher bone regeneration rate.Conclusion. Xenogeneic native bone collagen (Bongraf COLLAGEN) is comparable with xenogeneic native bone mineral (Geistlich Bio-Oss®).

Highlights

The authors sincerely thank the staff of Mitoengineering Research Institute LLC at Moscow State University for the support in the development of an animal model and data collection
Highest volume, thickness and mineral density of the repaired tissue have been observed in defects filled with autografts
Acknowledgements The authors sincerely thank the staff of Mitoengineering Research Institute LLC at Moscow State University for the support in the development of an animal model and data collection

Summary

Introduction

Сравнение показателей новообразованной костной ткани при отсутствии заполнения созданного дефекта (отрицательный контроль), а также при замещении критического дефекта костей свода черепа крыс удаленными участками теменных костей (положительный контроль), классически применяемым в хирургической практике для замещения костных дефектов препаратом Geistlich Bio-Oss® (ксеногенным костным гранулированным минералом, получаемым из крупного рогатого скота путем многоступенчатой очистки костной ткани и стерилизуемым γ-излучением) или медицинским изделием Bongraf COLLAGEN (ксеногенным бесклеточным костным коллагеном высокой степени очистки в виде мембраны, получаемым из бычьих бедренных костей по оригинальной технологии OnIonTechтм и стерилизуемым посредством сверхкритической флюидной экстракции). Репрезентативные гистологические снимки (окрашивание гематоксилином и эозином) новообразованной костной ткани в просвете созданного дефекта при отсутствии заполнения дефекта (отрицательный контроль) либо замещении дефекта удаленными участками теменных костей (костный аутотрансплантат, положительный контроль), широко применяемым препаратом Geistlich Bio-Oss® или оригинальным медицинским изделием Bongraf COLLAGEN.

Results

Conclusion