Блог

Jun 01, 2023

Способность к заживлению и характер остеогенеза деминерализованного дентинного матрикса (ДДМ)

Scientific Reports, том 13, номер статьи: 13140 (2023) Цитировать эту статью 195 Доступ Метрики Подробности Деминерализованная дентиновая матрица (ДДМ) представляет собой остеокондуктивный и остеоиндуктивный материал, обладающий

Научные отчеты, том 13, Номер статьи: 13140 (2023) Цитировать эту статью

195 Доступов

Подробности о метриках

Деминерализованный дентиновый матрикс (ДДМ) представляет собой остеокондуктивный и остеоиндуктивный материал, который успешно применяется в клинических целях для увеличения дна пазух и альвеолярного гребня. Он высвобождает костные морфогенетические белки (BMP) и другие факторы роста, что делает DDM подходящим материалом для трансплантации. Однако гранулярные частицы ДДМ затрудняют закрепление в области костного дефекта. Целью данного исследования было изучение биологических эффектов и остеоиндуктивности комбинации ДДМ и фибринового клея (ФГ) в оптимальном соотношении на заживление костей после критического костного дефекта на животной модели. Линию остеобластических клеток мыши (MC3T3-E1) совместно культивировали с различными соотношениями DDM и FG для изучения их влияния на пролиферацию и дифференцировку остеобластов, на что указывает активность щелочной фосфатазы (ALP), выработка остеокальцина (OC) и образование минерализованных узелков. . Затем было выбрано оптимальное соотношение для дальнейшего изучения на модели дефектного черепа кроликов, в которой им имплантировали соединения DDM или DDM-FG1 (1 г: 0,1 мл) и DDM-FG2 (1 г: 0,5 мл) или оставляли пустым. в течение 2, 4, 8 и 12 недель для исследования мягких тканей и регенерации новой кости. Микро-КТ и гистологический анализ использовались для оценки общих свойств трансплантата в зависимости от различных периодов заживления. Результаты исследований in vitro продемонстрировали, что соотношение 1:0,1 индуцировало большую активность ЩФ и минерализацию узелков, тогда как соотношение 1:0,5 (комбинированное ДДМ-ФГ) индуцировало большее количество остеокальцина (ОК) в определенные моменты времени. В модели на животных объем новой кости в 3D во всех группах лечения DDM-FG был значительно больше, чем в контрольной группе через 2, 4, 8 и 12 недель. Кроме того, объем новой кости был больше в группе DDM-FG2 по сравнению с другими группами в первые недели периода заживления. При гистологическом анализе кластеры остеобластов образовывались рядом с частицами DDM, и во всех группах наблюдалась новообразованная кость, что указывает на остеоиндуктивные свойства DDM. Более того, больший синтез нового коллагена, наблюдаемый через 4 недели, позволил предположить, что в группе DDM-FG2 индуцировалось раннее заживление костей. Это исследование продемонстрировало, что при оптимальном соотношении соединение ДДМ-ФГ усиливает остеогенную активность и регенерацию костей.

В последнее время в области костной аугментации стали применяться различные типы костных трансплантатов. Среди этих материалов продемонстрированная аутологичная кость, демонстрирующая проводимость, костную индуктивность и эффективность остеогенеза, считается золотым стандартом трансплантации кости1. Тем не менее, гранулированные костные трансплантаты имеют ограничения, заключающиеся в том, что они легко диспергируются и рассыпаются из места имплантации. Одним из решений является объединение их с барьерной мембраной для достижения функции сохранения пространства. Тем не менее, альтернативные варианты ограничены с точки зрения высокой стоимости и этических аспектов. Таким образом, эти недостатки привели к разработке других заменителей кости в качестве альтернативных материалов для трансплантации.

DDM — это тип дентина, который недавно использовался в качестве материала для костного трансплантата. Его получают из удаленных зубов после деминерализации и по существу представляют собой деминерализованный дентин2,3. Хотя матрикс дентина и кости имеют разную структуру, они имеют схожий химический состав и могут вызывать образование кости так же последовательно, как и костный матрикс4. И кость, и дентин представляют собой минерализованные ткани, состоящие примерно из 18% коллагена (большая часть из них — коллаген I типа), 2% неколлагеновых белков (NCP) и 70% гидроксиапатита (HA). DDM может высвобождать несколько факторов роста, таких как костные морфогенетические белки (BMP), фактор роста эндотелия сосудов (VEGF), инсулиноподобный фактор роста (IGF), трансформирующий фактор роста-β (TGF-β) и основной фактор роста фибробластов. ФГФ)5,6. BMP являются наиболее эффективными факторами роста костей, принадлежащими к суперсемейству TGF-β и представляющими собой многофункциональные цитокины. BMP могут в значительной степени индуцировать различные стадии процесса заживления костей, такие как фаза воспаления, ангиогенез, образование костной мозоли и ремоделирование кости7. VEGF улучшает ангиогенез посредством индуцирования эффектов в эндотелиальных клетках8. TGF-β1 может индуцировать образование новой кости на модели животных с костными дефектами9 и совместно индуцирует остеогенную дифференцировку с BMPs10. Эти выявленные факторы роста играют решающую роль в стимулировании миграции клеток в область костного дефекта, пролиферации и дифференциации с образованием остеобластов, синтезирующих кость11, в дополнение к стимуляции ангиогенеза.