Значение фазового состава кальцийфосфатных покрытий для остеогенной дифференцировки стромальных стволовых клеток in vivo

Авторы: Попов В.П.¹, Хлусова М.Ю.², Зайцев К.В³, Дворниченко М.В⁴, Легостаева Е.В⁵, Хлусов И.А.⁶, Шаркеев Ю.П.⁷, Гнеденков С.В⁸

Принадлежность авторов

¹1ГБОУ ВПО Сибирский государственный медицинский университет Минздрава России

²2НОЦ «Биосовместимые материалы и биоинженерия» при Томском политехническом университете, Сибирском государственном медицинском университете и Институте физики прочности и материаловедения СО РАН

³3ФГБУН Томский НИИ курортологии и физиотерапии ФМБА России

⁴2НОЦ «Биосовместимые материалы и биоинженерия» при Томском политехническом университете, Сибирском государственном медицинском университете и Институте физики прочности и материаловедения СО РАН

⁵2НОЦ «Биосовместимые материалы и биоинженерия» при Томском политехническом университете, Сибирском государственном медицинском университете и Институте физики прочности и материаловедения СО РАН

⁶2НОЦ «Биосовместимые материалы и биоинженерия» при Томском политехническом университете, Сибирском государственном медицинском университете и Институте физики прочности и материаловедения СО РАН; ООО “Биоконструктор-С”

⁷2НОЦ «Биосовместимые материалы и биоинженерия» при Томском политехническом университете, Сибирском государственном медицинском университете и Институте физики прочности и материаловедения СО РАН

⁸4ФГБУН Институт химии ДВО РАН

Реферат

Цель: изучить влияния фазового состава искусственных кальцийфосфатных поверхностей на остеогенную дифференцировку стромальных стволовых клеток in vivo на имплантатах с фиксированным диапазоном шероховатости. Материал и методы. Состояние поверхности оценивалось с помощью измерительной системы Talysurf 5-120, фазовый состав - дифрактометром Shimadzu XRD-7000, элементный состав - на электронном микроскопе Hitachi S5500. 35 мышам-самцам линии CBA/CaLac подкожно вводили по 1 имплантату из титана марки ВТ1.0 (диаметр 12 мм, толщина 1 мм) с шероховатым кальцийфосфатным покрытием, нанесенным микродуговым оксидированием, со столбиком костного мозга. Гистологическое исследование проводили через 45 дней. Компьютерной морфометрией определяли количественные параметры выросших тканевых пластинок. Результаты. На пластинах с искусственными поверхностями отмечен рост грубоволокнистой костной ткани с полостями, заполненными красным костным мозгом. Воспроизводимость ее на 22 % выше на покрытиях, в состав которых входят трикальцийфосфат и/или гидроксилапатит, по сравнению с аморфными фосфатами кальция.

Тэги

имплантаты, костный мозг, мыши, стволовые клетки, шероховатость

Список литературы

1. Введение в методы культуры клеток, биоинженерии органов и тканей / Ред. В.В. Новицкий, В.П. Шахов, И.А. Хлусов. Томск: STT, 2004. 386 с.

2. Гнеденков С.В., Шаркеев Ю.П., Синебрюхов С.Л. и др. Кальцийфосфатные биоактивные покрытия на титане // Вестник ДВО РАН. 2010. (5). 47–57.

3. Карлов А.В., Саприна Т.В., Кириллова Н.А. и др. Некоторые клинические и патофизиологические вопросы и перспективы хирургической коррекции остеопении у пациентов с несовершенным остеогенезом // Гений ортопедии. 2008. (4). 84–88.

4. Хлусов И.А., Шевцова Н.М., Хлусова М.Ю. и др. Концепция «ниша–рельеф» для стволовых клеток как основа биомиметического подхода к инженерии костной и кроветворной тканей // Клеточная трансплантология и тканевая инженерия. 2011. VI. (2). 55–64.

5. Ayers R.A., Simske S.J., Mumes C.R., Wolford L.M. Long-term bone ingrowth and residual microhardness of porous block hydroxyapatite implants in humans // J. Oral Maxillofac. Surg. 1998. 56. 1297–1301.

6. Bruijn J.D. Calcium phosphate biomaterials: Bone-bonding and biodegradation properties. Leiden, 1993. 170 p.

7. Chan C.K.F., Chen C.C., Luppen C.A. et. al. Endochondral ossification is required for hematopoietic stem cell niche formation // Nature. 2009. 457. 490–494.

8. Scadden D.T. The stem cell niche in health and leukemic disease // Best Pract. Res. Clin. Haematol. 2007. 20. 19–27.

9. Sharkeev Yu.P., Legostaeva E.V., Eroshenko A. Yu. et. al. The structure and physical and mechanical properties of a novel biocomposite material, nanostructured titanium-calcium-phosphate coating // Composite Interfaces. 2009. 16. 535–46.

Об авторах (для корреспонденции):

Попов В.П. – к.м.н., ассистент кафедры травматологии, ортопедии и военно-полевой хирургии,

e-mail: ortopvp@mail.ru

Хлусова М.Ю. – к.м.н., доцент кафедры патофизиологии, e-mail: uchsovet@ssmu.ru

Зайцев К.В. – к.м.н., зав. лабораторией изучения механизмов действия физических факторов, e-mail: zaitsev-kv@mail.ru

Дворниченко М.В. – к.м.н., докторант кафедры патофизиологии, e-mail: dochic@yandex.ru

Легостаева Е.В. – к.ф.-м.н., старший научный сотрудник НОЦ “БМБ” и лаборатории физики наносруктурных биосовместимых композитов, e-mail: lego@ispms.tsc.ru

Хлусов И.А. – д.м.н., проф., проф. кафедры морфологии и общей патологии, научный руководитель НОЦ “БМБ”, e-mail: khlusov63@mail.ru

Шаркеев Ю.П. – д.ф.-м.н., проф., зав. лабораторией физики наноструктурных биосовместимых композитов, член Совета НОЦ “БМБ”, e-mail: sharkeev@ispms.tsc.ru

Гнеденков С.В. – д.х.н., зам. директора, e-mail: svg21@hotmail.com

Полный текст

2_6_2012.pdf

Поступило: 10/02/2015