Сравнение синтетического костного трансплантата ABM / P-15 и аллотрансплантата при неинструцированном слиянии заднего поясничного отдела позвоночника у овец

 

Martin G. Axelsen ,  Søren Overgaard , Стиг M. Jespersen  и Ming Ding 

Спондилодез является широко используемой процедурой в хирургии позвоночника. Для обеспечения стабильного слияния используются материалы костного трансплантата. ABM / P-15 (коммерческое название i-Factor ™ Flex) - это доступный синтетический материал для костного трансплантата, имеющий одобрение CE в Европе. Было показано, что этот пептид улучшает формирование кости при использовании в устройствах с фиксацией или на костных дефектах. Однако отсутствие внешней стабильности и большой размер трансплантата делают заднелатеральное поясничное слияние (PLF) наиболее сложной процедурой трансплантации. Это проспективное рандомизированное исследование было разработано для оценки ранних скоростей сращения позвоночника с использованием неорганического бычьего гидроксиапатитового матрикса (АВМ) в сочетании с синтетическим костным трансплантатом с аминокислотной последовательностью (P-15) -ABM / P-15 и по сравнению с аллотрансплантатом в неструктурированная модель PLF у овец.

методы

Двенадцать овец смешанной породы техасский и готландский подвергались открытому PLF на 2 уровнях L2 / L3 и L4 / L5 без инструментов фиксации. Уровни были рандомизированы таким образом, чтобы овцы получали трансплантат АВМ с покрытием Р15 или без него. Овец умерщвляли через 4,5 месяца, а уровни собирали и оценивали с помощью микро-КТ-сканера и качественной гистологии. Скорости слияния оценивали с помощью 2D-срезов и 3D-изображений реконструкции, а слияние определяли как межпоперечное перекрытие.

Результаты

В группе аллотрансплантатов скорость слияния составляла 68%, и была отмечена обширная миграция материала трансплантата со скоростью слияния всего 37% в группе ABM / P-15. Качественная гистология показала положительную остеоинтеграцию материала и хорошую корреляцию с результатами сканирования.

Выводы

В этой модели слияния PLF ABM / P15 продемонстрировал способность мигрировать при отсутствии внешней стабильности. Из-за этой миграции сообщенные скорости слияния были значительно ниже, чем в группе аллотрансплантатов. Использование ABM / P15 в качестве i-Factor ™ Flex может быть ограничено устройствами с фиксацией и дефектами кости.

Ключевые слова: постолатеральный спондилодез, ABM / P-15, овцы, микро-КТ, гистология.

 

Фон

Спондилодез является широко используемой процедурой в хирургии позвоночника во всем мире и показан при хирургическом лечении различных заболеваний позвоночника, таких как дегенеративные заболевания, боль, опухоль, деформация и травма [  ,  ]. За последнее десятилетие число процедур сращения позвоночника значительно увеличилось, и в 2008 году в США проводилось более 400 000 слияний ежегодно [  ]. В период с 2001 по 2010 год от 79% до 86% от общего количества слияний между телами были задние / трансфораминальные сращения поясницы [  ]; по оценкам, это число увеличилось с 2010 года [  ].

Спондилодез - это процедура, при которой материал костного трансплантата используется для облегчения образования новой кости между двумя смежными позвоночными костями. Целью слияния является сегментарное нарушение движения и стабилизации, и процедура может быть выполнена с использованием или без использования инструментов [  ,  ]. Было опробовано много разных подходов, и обычно используются задний, передний и слитый тела между телами позвонков [  ,  ]. В этом исследовании использовалась модель постолатерального поясничного слияния (PLF). PLF является наиболее часто используемой моделью слияния, а также наиболее сложной моделью в отношении нового формирования кости и свойств трансплантата. Это связано с отсутствием внешней поддержки при фиксации материала трансплантата и большим размером дефекта для образования новой кости.

Для достижения твердого образования кости между костями позвонка используются трансплантаты. Традиционно аутотрансплантат из подвздошного гребня был золотым стандартом, поскольку аутотрансплантат обладает остеоиндуктивными, остеокондуктивными и остеогенными свойствами [  ,  ]. Из-за ограниченной доступности для сбора аутотрансплантата и заболеваемости донорских участков пациента, таких как боль и кровотечение, использование альтернативных материалов и гарнеров вызывает большой интерес [  - ]. Аллотрансплантат является наиболее часто используемым суррогатным трансплантатом в настоящее время и считается золотым стандартом, уступающим только аутотрансплантату при поясничном слиянии. Аллотрансплантат обладает проводящим свойством и частичным остеоиндуктивным свойством, но не обладает остеогенным свойством. Это связано с процедурой замораживания для хранения после сбора урожая [  ]. Литература, сообщающая о скоростях поясничного слияния при использовании аутотрансплантата или аллотрансплантата, не соответствует диапазону 40–93% [  ,  ].

Необходимы новые привитые материалы, которые напоминают современный золотой стандарт, но не имеют рисков и ограничений, связанных с аутотрансплантатом или аллотрансплантатом, и было исследовано несколько композиционных материалов. ABM / P-15 является недавно исследованным композитным материалом, который состоит из неорганического бычьего гидроксиапатитового матрикса (ABM) в сочетании с синтетической 15-аминокислотной последовательностью (P-15). P-15 имеет идентичную последовательность, обнаруженную в домене, связывающем клетки, в коллагене типа 1 (α-цепь) [  ]. Этот композитный материал, как было доказано, стимулирует формирование кости. ABM / P-15 обладает остеокондуктивными и остеоиндуктивными свойствами [  - ]; его остеокондукция (ABM) происходит путем предоставления трехмерного матрикса для врастания кости и высвобождения необходимых минералов. Его остеоиндукция (P-15) происходит путем предоставления сайта связывания для интегрина α2-β1 на поверхности костеобразующих клеток. Связывание α2β1-интегринов с P-15 инициирует естественные внутри- и внеклеточные сигнальные пути и индуцирует продукцию факторов роста, костных морфогенных белков и цитокинов [  , ].

Потенциал ABM / P-15 в формировании кости был ранее показан в доклинических и клинических исследованиях. ABM / P-15 индуцирует образование кости, сравнимое с аллотрансплантатом, при дефектах критического размера и модели овец с фиксацией имплантатов [  ], а также улучшает формирование кости в моделях остеопороза крыс [  ]. ABM / P-15 имеет сопоставимые скорости слияния как аллотрансплантат в модели слияния овец между телами [  ] и у людей [  ]. Он получил одобрение CE в Европе и сегодня используется на людях как i-Factor ™. К этому моменту ни одно исследование не оценивало ABM / P-15 в гибкой формуле в модели PLF.

Целью этого проспективного рандомизированного исследования было оценить ранние скорости сращения позвоночника с использованием костного трансплантата ABM / P-15 по сравнению с аллотрансплантатом в двухуровневой неинструцированной модели PLF у овец. Эта доклиническая оценка необходима перед использованием трансплантата ABM / P-15 для PLF в клинике. Как описано, эта модель указывает на другие проблемы по сравнению с другими моделями костной пластики. Мы предположили, что материал трансплантата ABM / P-15 имел схожие или улучшенные скорости слияния по сравнению с традиционным аллотрансплантатом в овечьей неинструцированной модели PLF.

 

методы

животные

Двенадцать скелетно зрелых самок породы техас / готланд были куплены у местного фермера. Эти овцы были 3–5 лет и имели массу тела 56–87 кг. Овцы были выбраны для этого исследования, поскольку они представляют собой хорошую модель ремоделирования кости, поскольку их кости биомеханически имеют сходство с костями человека [  ]. По сравнению со свиньями и собаками овец также легче добывать со зрелыми костями и с ними легче обращаться [  ,  ].

Овцы были акклиматизированы в течение 8 недель до операции. Во время эксперимента им давали стандартную еду и сено, и им был предоставлен свободный доступ к воде. Сотрудники лаборатории биомедицины Университета Южной Дании позаботились о них и в обычном порядке следили за их повседневной деятельностью. Вес их тела регистрировался ежемесячно.

Аллотрансплантат был получен от умерщвленной здоровой донорской овцы и был немедленно превращен в чипсы в стерильных условиях с помощью костной мельницы (Ossano Scandinavia ApS, Стокгольм, Швеция). Чипсы хранили в морозильной камере при -80 ° С в течение 3 месяцев. Размер чипов составлял от 1 до 3 мм и имел неправильную структуру, что было проверено под микроскопом. В качестве синтетического костного трансплантата использовали ABM / P-15 в качестве полоски i-Factor ™ Flex (Cerapedics, Westminster, CO, USA), которая представляла собой комбинацию лиофилизированной гранулы AMB размером 50 мкм, покрытой пептидом P-15. ,

Дизайн исследования

Был использован проспективный рандомизированный парный дизайн. Двенадцать овец были включены в соответствии со статистическим расчетом мощности. Овцы были случайным образом разделены на две группы; одна группа имела ABM / P15, расположенную на уровне L2-L3, и аллотрансплантат в L4-L5 ( n  = 6), в то время как другая группа имела аллотрансплантат в L2-L3 и ABM / P15 в L4-L5 ( n  = 6). Эта конструкция использовалась для устранения смещения, которое могло быть вызвано любой разницей в способности к образованию кости между уровнями, и для обеспечения того, чтобы животные находились под их собственным контролем.

Все уровни были пересажены одним и тем же трансплантатом с обеих сторон (рис.  1 ). Время наблюдения было установлено на 4,5 месяца и основывалось на нашем пилотном исследовании. Время наблюдения было выбрано, так как после этого периода можно было ожидать слияния с аллотрансплантатом.

Внешний файл, содержащий изображение, иллюстрацию и т. Д. Имя объекта 13018_2018_1042_Fig1_HTML.jpg

Открыть в отдельном окне

рисунок 1

Микро-КТ-изображения показали различные паттерны формирования кости: у аллотрансплантата было хорошее формирование кости с комбинацией тканых и пластинчатых костей. ABM / P-15 также показал хорошее формирование кости с четко видимым неразрешенным остатком гидроксиапатита. Вверху слева: 2D сечение аллотрансплантата (круг), а вверху справа: 3D реконструкция слитой массы аллотрансплантата. Внизу слева: 2D сечение ПРО / П-15 (круг). Вверху справа: трехмерная реконструкция термоядерной массы ABM / P-15

Хирургия

За два дня до операции овец перевезли в операционные помещения для акклиматизации. В день операции животным предварительно назначали 0,2 мг / кг Rompun (ксилацингидрохлорид, 20 мг / мл, Bayer animal Health GmbH, Леверкузен, Германия). Анестезия индуцировалась с помощью рапиновента (пропофол 10 мг / мл, Schering-Plough animal health, Ballerup, Дания) 3 мг / кг и поддерживалась изофлораном 2%. Фентанил 1 мг / кг вводили в качестве анальгетика во время процедуры. Ветеринарный врач в лаборатории биомедицины провел анестезию, а опытные хирурги-ортопеды сделали операции.

Овец помещали в положение лежа, и после бритья и тщательной дезинфекции области делали задний доступный доступ от поясничного отдела L1 до L6. Рассечение было сделано осторожно на уровне L2-L3 и L4-L5 после идентификации путем пальпации грудного позвонка 12 с прикрепленными костями. Был один неповрежденный уровень (L3-L4) между уровнями вмешательства, чтобы минимизировать местные помехи. Декортикация поперечных отростков и вскрытие фасеточного сустава были выполнены в L2-L3 и L4-L5. Костяные чипсы от декортикации остались на месте на всех уровнях. Оба уровня были подготовлены до имплантации.

Пересадка трансплантата

Готовили чипсы аллотрансплантата по 5 мг и взвешивали в 10 мл шприцах. ABM / P-15 использовали в качестве i-Factor ™ Flex100 и разделяли на две части; кроме того, 50 мм использовали на каждой стороне одного уровня. После трансплантации рана была закрыта послойно.

В послеоперационном периоде всех овец лечили темгезиком (0,03 мг / мл, Schering-Plough, Ballerup, Дания) три раза в день в зависимости от массы тела в течение не менее 3 дней после операции, и лечение продолжалось не более 1 недели. Затем 9,0 мл ампициллина (250 мг / мл, Ampivet Vet, Boehringer Ingelheim, Дания) давали один раз в день в течение 5 дней. После 3–5 дней наблюдения в центре для животных овец переводили на фермы для дальнейшего наблюдения до конца эксперимента.

Обработка образцов

Через 4,5 месяца овец умерщвляли с помощью передозировки 10–20 мл пентобарбитала (200 мг / мл) и собирали их колючки. Образцы блоков были тщательно рассечены и мягкие ткани удалены. Макроскопическая миграция имплантата была отмечена. Каждый уровень позвонка был сагиттально разделен через тело позвонка, чтобы изолировать каждый имплантат на двусторонней основе. Затем образцы помещали в 4% формалин на 3 дня, а затем меняли в раствор PBS. Все блоки были отсканированы с помощью микро-КТ-сканера (подробности ниже) и разделены через середину на два блока с сагиттальной секцией с алмазной ленточной пилой EXAKT (Norderstedt, Германия) с использованием лазерного луча в качестве ориентира.

Микро-КТ сканирование

Микро-КТ сканирование было выполнено для проверки скорости слияния, и слияние было определено как образование костного моста из двух поперечных процессов. Все блоки были отсканированы с помощью микро-CT50 (Scanco Medical AG, Brüttisellen Switzerland) с использованием энергии 90 кВ и интенсивности 155 мА для количественной оценки их трехмерных микроархитектурных свойств новообразованной костной ткани и для различения новообразованной кости и имплантата. Отсканированные изображения имели размеры трехмерных кубических вокселей реконструкции 24 * 24 * 24 мкм 3 (2048 * 2048 * 2048 пикселей) с 32-битными уровнями серого. Реконструкции 3D была выполнена и исцеления оценивали с помощью изображений 3D и 2D секций (рис. (Рис.11 ).

гистология

Качественная гистология была выполнена. Из отсканированных изображений образцы были разделены на группы слияния и без слияния. Рандомизированные образцы из каждой группы были подготовлены для гистологии дегидратацией в градуированных растворах этанола от 70 до 99% и затем инфильтрированы в метилметакрилате (ММА). Каждый образец блока был разделен поперечно в середине, используя шаблон для облегчения секционирования. Гистологические срезы вырезали сагиттально с помощью изготовленного на заказ алмазного лезвия Microtome (Medeja Instrumentmakerij, Assendelft, Нидерланды). Случайная рандомизация обеспечила рандомизацию, после чего один срез толщиной 50 мкм иссекали сверху, в середине и снизу образца и использовали для качественной гистоморфометрии. Срезы окрашивали толуидиновым синим 0,1%, чтобы дифференцировать новообразованную кость и зрелую кость.

статистический анализ

Скорость заднелатерального поясничного слияния, оцененная с помощью микро-КТ на двух уровнях, была получена с помощью теста хи-квадрат с использованием SPSS для Windows, версия 25 (SPSS Inc., Чикаго, Иллинойс, США).

Планировалось провести односторонний дисперсионный анализ (ANOVA), чтобы сравнить свойства между группами. Однако из-за миграции ABM / P-15 запланированная количественная гистоморфометрия и микроархитектурный анализ не были выполнены, и статистические анализы не были представлены.

Результаты

Одна овца была умерщвлена ​​через 2 дня после операции в результате иммобилизации. Вскрытие не выявило повреждений нервов или других хирургических осложнений, никаких других осложнений отмечено не было. В общей сложности 11 овец завершили это исследование и были использованы для анализа.

Колючки собирали через 4,5 месяца. Макроскопическая оценка показала миграцию материала трансплантата ABM / P-15 на всех уровнях. Гранулы были обнаружены либо на вентральной стороне поперечных отростков, либо мигрировали в каудальном направлении в разной степени. Мигрированный материал был инкапсулирован и не имел признаков образования кости (рис.  2 ). Этот вывод был согласован для всех овец в этом исследовании. В группе аллотрансплантатов миграция не обнаружена.

Внешний файл, содержащий изображение, иллюстрацию и т. Д. Имя объекта: 13018_2018_1042_Fig2_HTML.jpg

Рис. 2

Фотография миграции ABM / P-15 (синий круг): в этом случае миграция располагалась вентрально и каудально на фронтальной стороне поперечных отростков

Для собранных материалов выполняли микро-КТ-сканирование и 3D-реконструкцию для оценки скорости слияния. В группе аллотрансплантата скорость слияния составляла 68% (таблица  1 ), что соответствовало более ранним исследованиям скорости слияния аллотрансплантата [  ,  ]. ПРО / С-15 группа не показала полное сплавления в связи с мостиками вновь образованной костной ткани в трансплантата (табл (Table1).1 ). Слияние определялось уровнем того, что новообразованная кость создавала устойчивый мост между поперечными отростками.

Таблица 1

Скорость посттеролатерального поясничного слияния оценивали с помощью микро-КТ на двух уровнях

Скорость слияния сплавление Не фьюжн Процент слияния Хи-квадрат
Аллотрансплантат ( N  = 22) 15 7 68% Р  <0,01
ПРО / П-15 ( N  = 22) 8 14 37% Р  <0,01

Одиннадцать овец с двусторонней трансплантацией на каждом уровне ( n  = 22) в обеих группах

гистология

Количественная гистология была выполнена в группах AMB / P-15 и аллотрансплантата. В группе ABM / P-15 материал прививки все еще был очевиден. Новые костные образования были обнаружены в имплантате вблизи поперечных отростков как в проксимальном, так и в дистальном отделах. Хорошая остеоинтеграция между новообразованной костью и ABM / -P15 была обнаружена и хорошо интегрирована в уже существующую кость (рис.  3 ).

Внешний файл, содержащий изображение, иллюстрацию и т. Д. Имя объекта: 13018_2018_1042_Fig3_HTML.jpg

Открыть в отдельном окне

Рис. 3

Качественная гистология среза слияния с толуидиновым синим 0,1% окрашивания иллюстрирует переход двух зон показана проксимальная зона перехода от поперечного отростка (нижняя правая часть) к материалу трансплантата (верхняя левая часть): кортикальная кость имеет типичную ламинарную структуру и каналы Хаверса (H), а гранула ABM (G) окружена тканой костью. bДистальная зона перехода от материала трансплантата (нижняя правая часть) к волокнистой ткани (нижняя левая часть) в неразложенной массе с четким промежутком между ними. c Хорошая остеоинтеграция. Гидроксиапатитовая гранула окружена тканой костью. Нет инородных тел гигантских клеток

В группе ABM / P-15 присутствовала преимущественно тканая кость; кроме того, несколько областей показали пластинчатую инициацию. Признаки активности , такие как осаждение остеоидного, многочисленные остеоциты, реабсорбции областей, а также активные поверхности наблюдались (рис. (Рис.3).3 ). Была четко определенная переходная зона в имплантат между новообразованной костью и хрящом (рис. (Рис.3),3 ), и не был обнаружено никаких признаков реакции инородного тела. В группе аллотрансплантатов материал трансплантата был обнаружен вокруг зрелой кости. Образование новой кости служило мостом между поперечными отростками, и образование новой кости происходило непрерывно. Хорошая остеоинтеграция наблюдалась между трансплантатом и ранее существовавшей костью, и больше областей с пластинчатой ​​организованной костью по сравнению с группой ABM / P15 (рис.(Рис.3)3 наблюдались).

 

обсуждение

Целью данного исследования было оценить ранние скорости сращения позвоночника с использованием костного трансплантата ABM / P-15 по сравнению с аллотрансплантатом в двухуровневой неинструцированной модели PLF у овец. В группе ABM / P-15 мы обнаружили скорость слияния 37%, тогда как в группе аллотрансплантата скорость слияния составляла 68%. Скорость слияния аллотрансплантата сравнима с ранее сообщенными скоростями слияния в исследованиях на овцах [  ,  ].

Одна из основных причин неудач в группе ABM / P-15 была связана с обширной миграцией трансплантата. Как упоминалось ранее, заменитель кости ABM / P-15 оказался подходящим заменителем костного трансплантата и получил одобрение CE в Европе. Способность к образованию кости была продемонстрирована, когда ABM / P-15 применяли в закрытых контейнерах или при небольших дефектах кости, при которых окружающие структуры поддерживали имплантированный костный трансплантат с внешней фиксацией.

Нет предыдущих исследований, которые использовали ABM / P-15 в этой сложной модели PLF. Использование ABM / P-15 в этом исследовании было сравнимо с клиническими условиями и клиническим использованием трансплантируемого материала, и поэтому является весьма клинически значимым [  ,  ].

В этом исследовании было доказано, что ABM / P-15 в формуле i-Factor ™ Flex мигрировали, когда ему не хватало внешней поддержки, как в неинструцированной PLF. ABM / P-15 был одобрен для использования человеком в Европе и сегодня используется в качестве трансплантата для хирургии позвоночника; следовательно, жизненно важно сделать эти результаты доступными для хирургов, чтобы они были более осведомлены при использовании этого материала в неограниченных областях во время их процедуры. Ожидается, что потребуется улучшение стабильности материала, что означает необходимость дальнейшего документирования его эффективности при сращении позвоночника. Из-за миграции ABM / P-15 запланированная количественная гистоморфометрия и микроархитектурный анализ не были выполнены.

Невозможно сообщить о степени миграции в группе аллотрансплантатов, поскольку материал аллотрансплантата реабсорбируется намного быстрее, чем ABM-P15. Основным компонентом ABM / P15 является гидроксиапатит, и может потребоваться 12–24 месяца для повторной абсорбции при миграции [  ]. Тем не менее, 68% образования мостика указывало на то, что достаточное количество аллотрансплантата должно было остаться в месте трансплантации. Это была серьезная ошибка, что миграции были обнаружены на всех уровнях трансплантации ABM / P-15. В этом исследовании материал трансплантата использовался в клинически сопоставимой обстановке и после рекомендаций производителя.

Причину этой миграции можно найти в меньшем размере гранул по сравнению с аллотрансплантатом. Когда декортицирующее кровотечение было неизбежным, маленький размер гранулы мог способствовать осаждению гранулы кровью, что означает, что, вероятно, ранняя миграция произошла в течение первых дней после операции.

По сравнению с людьми овцы были мобилизованы быстрее и после операции не находились в положении лежа на спине. Эти факторы могут объяснить миграцию, о которой мы сообщаем в этом исследовании. Таким образом, он не имеет прямого отношения к людям, и миграция может быть не такой серьезной проблемой, как в этом исследовании. Это все еще проблематично и вызывает серьезную обеспокоенность в связи с клиническим применением, поскольку миграция может привести к несращению позвоночника или задержке слияния.

Очевидно, что ABM / P-15, используемый в этой доклинической установке, способен достигать значительной миграции. О миграции в меньшей степени сообщалось ранее; в частности, Sherman et al. обнаружил миграцию из клеток в модели межтелового поясничного слияния [  ]. Было доказано, что заменитель кости ABM / P-15 является подходящей альтернативой костного трансплантата при использовании в закрытых контейнерах, устройствах с фиксацией или при небольших дефектах кости. Он оказался перспективным заменителем костного трансплантата, который дает более быстрое и более обширное образование кости по сравнению с аллотрансплантатом при дефектах кости [  ]. Наше следующее исследование заключается в изучении потенциала ABM / P-15 при сращении позвоночника с улучшенной стабильностью материала.

 

Выводы

Было показано, что костный заменитель ABM / P-15 обладает высоким потенциалом миграции при использовании без внешней фиксации в клинически сопоставимых условиях с PLF; и, возможно, из-за более короткого времени дегенерации, миграция аллотрансплантата не была обнаружена в этом исследовании. ABM / P-15 в формуле i-Factor ™ Flex показал значительно более низкие скорости слияния по сравнению с группой аллотрансплантатов. Это открытие важно, так как i-Factor ™ Flex был одобрен для использования человеком в качестве костного трансплантата в Европе и сегодня используется в хирургии позвоночника. У людей миграция может быть менее выраженной из-за видовых различий, что можно наблюдать при более медленной мобилизации и послеоперационном положении на спине у людей по сравнению с овцами. Эти результаты важны для хирургов, которые намереваются использовать i-Factor ™ Flex у пациентов, и материал должен использоваться правильно для точных показаний. Крайне важно дополнительно документировать эффективность i-Factor ™ Flex при сращении позвоночника с улучшенной стабильностью материала.

 

Подтверждения

Все авторы хотели бы поблагодарить Gitte Højlund Reinberg за ее умелую техническую помощь, а также сотрудников биомедицинской лаборатории в Университете Южной Дании за заботу о животных и умелую поддержку. ABM / P-15 (i-Factor ™ Flex), использованный в этом исследовании, был любезно предоставлен Ortotech - датским дистрибьютором Cerapedics, Inc.

 

финансирование

Это исследование было поддержано Датским советом независимых исследований (DFF – 4004-00256, MD), Исследовательским фондом региона Южной Дании и Датской ассоциацией ревматизма.

 

Доступность данных и материалов

Наборы данных, использованные и / или проанализированные в ходе текущего исследования, можно получить у соответствующего автора по обоснованному запросу.

 

Сокращения

ПРО / С-15 Матрица неорганического бычьего гидроксиапатита (АВМ) в сочетании с синтетической 15-аминокислотной последовательностью (P-15)
PLF Задне-боковой поясничный слияние

 

Вклад авторов

Вклад этого исследования делятся на следующие. Дизайн исследования (все), эксперименты на животных (MGA, SMJ, MD), микро-КТ-сканирование, микроархитектурный анализ и интерпретация данных (MGA, MD), а также написание и редактирование рукописи (MGA, MD). Все авторы прочитали и одобрили окончательный вариант рукописи.

 

Утверждение этики и согласие на участие

Датские эксперименты на животных и инспекции животных одобрили это исследование (2011/561–195), и все экспериментальные процедуры были выполнены в соответствии с руководящими принципами ARRIVE и датскими руководящими принципами исследований на животных.

 

Конкурирующие интересы

Авторы заявляют, что у них нет конкурирующих интересов.

 

Примечание издателя

Springer Nature остается нейтральным в отношении юрисдикционных претензий на опубликованных картах и ​​институциональных принадлежностей.

 

Информация для авторов

Мартин Дж. Аксельсен, электронная почта: kd.dysr@neslexa.nitram .

Сорен Овергаард, электронная почта: kd.dysr@draagrevo.nereos .

Стиг М. Йесперсен, электронная почта: kd.dysr@nesrepsej.lhadednim.gits .

Мин Дин, Телефон: + 45 6541 3598, Электронная почта: kd.dysr@gnid.gnim .

 

Рекомендации

1. Eck JC, Sharan A, Ghogawala Z, Resnick DK, Watters WC, III, Mummaneni PV, et al. Обновление руководства по выполнению процедур слияния при дегенеративных заболеваниях поясничного отдела позвоночника. Часть 7: слияние поясничного отдела позвоночника при непреодолимой боли в пояснице без стеноза или спондилолистеза. J Neurosurg Позвоночник. 2014; 21 : 42–47. doi: 10.3171 / 2014.4.SPINE14270. PubMed ] [ CrossRef ]

2. Фишер CR, Ducoffe AR, Errico TJ. Задний поясничный слияние: выбор подхода и дополнительных методов. J Am Acad Orthop Surg. 2014; 22 : 503–511. doi: 10,5435 / JAAOS-22-08-503. PubMed ] [ CrossRef ]

3. Раджаи С.С., Бэ Х.В., Каним Л.Э., Деламартер РБ. Спондилодез в США: анализ тенденций с 1998 по 2008 год. Spine (Phila Pa 1976) 2012; 37 : 67–76. doi: 10.1097 / BRS.0b013e31820cccfb. PubMed ] [ CrossRef ]

4. Гоз В., Вайнреб Дж. Х., Шваб Ф., Лафаге В., Эррико Т. Дж. Сравнение осложнений, затрат и продолжительности пребывания трех разных методов поясничного межтелового слияния: анализ общенациональной базы данных стационарных образцов. Spine J. 2014; 14 : 2019–2027. doi: 10.1016 / j.spinee.2013.11.050. PubMed ] [ CrossRef ]

5. Бузер З., Бродке Д.С., Юсеф Й.А., Ромеч Э., Парк Дж.Б., Юн С.Т. и др. Аллотрансплантат против деминерализованного костного матрикса при инструментальном и неинструментированном поясничном слиянии: систематический обзор. Global Spine J. 2018; 8 : 396–412. doi: 10.1177 / 2192568217735342. PMC бесплатная статья ] [ PubMed ] [ CrossRef ]

6. Пуртахери С., Биллингс С., Богатч М., Исса К., Харасти С., Мангель Д. и др. Результаты инструментального и неинструментированного постолатерального поясничного слияния. Ортопедия. 2015; 38 : e1104 – e1109. doi: 10.3928 / 01477447-20151120-07. PMC бесплатная статья ]PubMed ] [ CrossRef ]

7. Teng I, Han J, Phan K, Mobbs R. Метаанализ, сравнивающий ALIF, PLIF, TLIF и LLIF. J Clin Neurosci. 2017; 44 : 11–17. doi: 10.1016 / j.jocn.2017.06.013. PubMed ] [ CrossRef ]

8. Маканджи Х., Шёнфельд А.Дж., Бхалла А., Боно К.М. Критический анализ тенденций поясничного слияния для дегенеративных расстройств: влияние техники на скорость слияния и клинические результаты. Eur Spine J. 2018; 27 (8): 1868-76. PubMed ]

9. Джанноудис П.В., Динопулос Х., Циридис Э. Костные заменители: обновление. Травма. 2005; 36 Приложение 3 : S20 – S27. doi: 10.1016 / j.injury.2005.07.029. PubMed ] [ CrossRef ]

10. Курц Л.Т., Гарфин С.Р., Бут Р.Е., мл. Сбор аутогенных трансплантатов подвздошной кости. Обзор осложнений и методов. Позвоночник (Phila Pa 1976) 1989; 14 : 1324–1331. doi: 10.1097 / 00007632-198912000-00009. PubMed ] [ CrossRef ]

11. Хандан А., Абделлахи М., Баренджи Р.В., Озада Н., Карамян Е. Введение природного нано-биокерамического покрытия гидроксиапатит-диопсид (NHA-Di). Ceram Int. 2015; 41 : 12355–12363. doi: 10.1016 / j.ceramint.2015.06.065. CrossRef ]

12. Хандан А., Озада Н., Сабер-Самандари С., Неджад М. Г. О механических и биологических свойствах нанокомпозитных каркасов бредигит-магнетит (Ca7MgSi4O16-Fe3O4). Ceram Int. 2018; 44: 3141–3148. doi: 10.1016 / j.ceramint.2017.11.082. CrossRef ]

13. Гольдберг В.М., Стивенсон С. Естественная история аутотрансплантатов и аллотрансплантатов. Клин Ортоп Релат Рез. 1987; 225: 7-16. PubMed ]

14. Томсен К., Кристенсен Ф.Б., Эйскьяер С.П., Хансен Е.С., Фруенсгаард С., Бунгер С.Е. 1997 лауреат премии Volvo в области клинических исследований. Влияние педикулярных винтовых инструментов на функциональный результат и скорость слияния при задне-боковом поясничном слиянии позвоночника: проспективное рандомизированное клиническое исследование. Позвоночник (Phila Pa 1976) 1997; 22 : 2813–2822. doi: 10.1097 / 00007632-199712150-00004. PubMed ] [ CrossRef ]

15. Парк Дж.Дж., Хершман С.Х., Ким Й.Х. Обновления в использовании костных трансплантатов в поясничном отделе позвоночника. Bull Hosp Jt Dis (2013) 2013; 71 : 39–48. PubMed ]

16. Бхатнагар Р.С., Цянь Дж.Дж., Гоф К.А. Роль в связывании клеток бета-изгиба в тройной спиральной области в цепи коллагена альфа 1 (I): структурные и биологические доказательства конформационного таутомерия на поверхности волокон. J Biomol Struct Dyn. 1997; 14 : 547–560. doi: 10.1080 / 07391102.1997.10508155. PubMed ] [ CrossRef ]

17. Бхатнагар Р.С., Цянь Дж., Ведриховская А., Садеги М., Ву Ю.М., Смит Н. Проектирование биомиметических сред обитания для тканевой инженерии с P-15, синтетическим пептидным аналогом коллагена. Tissue Eng. 1999; 5 : 53–65. doi: 10.1089 / ten.1999.5.53. PubMed ] [ CrossRef ]

18. Нгуен Х., Цянь Дж.Дж., Бхатнагар Р.С., Ли С. Повышенное прикрепление клеток и остеобластная активность с помощью покрытой пептидом матрицы Р-15 в гидрогелях. Biochem Biophys Res Commun. 2003; 311 : 179–186. doi: 10.1016 / j.bbrc.2003.09.192. PubMed ] [ CrossRef ]

19. Цянь Дж., Бхатнагар Р.С. Улучшенное прикрепление клеток к неорганическому минералу кости в присутствии синтетического пептида, связанного с коллагеном. J Biomed Mater Res. 1996; 31 : 545–554. doi: 10,1002 / (SICI) 1097-4636 (199608) 31: 4 <545 :: AID-JBM15> 3,0.CO; 2-F. PubMed ] [ CrossRef ]

20. Ян XB, Бхатнагар Р.С., Ли С., Ореффо Р.О. Биомиметические коллагеновые каркасы для роста и дифференцировки костных клеток человека. Tissue Eng. 2004; 10 : 1148–1159. doi: 10.1089 / ten.2004.10.1148. PubMed ] [ CrossRef ]

21. Дин М., Андреасен С.М., Денкер М.Л., Дженсен А.Е., Тейлгаард Н., Овергаард С. Эффективность небольшого заменителя гидроксиапатита, связанного с пептидами, связанного с клетками, при формировании кости и фиксации имплантата у овец. J Biomed Mater Res A. 2015; 103: 1357–1365. doi: 10.1002 / jbm.a.35281. PubMed ] [ CrossRef ]

22. Hestehave PR, Rasmussen M, Overgaard S, Ding M. Влияние гидроксиапатита, покрытого пептидом P-15, на восстановление дефекта большеберцовой кости in vivo у нормальных и остеопорозных крыс. Biomed Res Int. 2015; 2015 : 253858. PMC бесплатная статья ] [ PubMed ]

23. Шерман Б.П., Линдли Э.М., Тернер А.С., Сейм Х.Б., III, Бенедикт Дж., Бургер Э.Л. и др. Оценка ABM / P-15 в сравнении с аутогенной костью в модели слияния поясничного отдела поясницы овец. Eur Spine J. 2010; 19 : 2156-2163. doi: 10.1007 / s00586-010-1546-z. PMC бесплатная статья ] [ PubMed ] [ CrossRef ]

24. Моббс Р.Дж., Махарадж М., Рао П.Дж. Клинические результаты и скорость слияния после слияния передней части поясничного отдела тела с заменителем костного трансплантата i-FACTOR, неорганическая костная матрица / P-15 композит. J Neurosurg Позвоночник. 2014; 21 : 867–876. doi: 10.3171 / 2014.9.SPINE131151. PubMed ] [ CrossRef ]

25. Пирс А.И., Ричардс Р.Г., Милз С., Шнайдер Е., Пирс С.Г. Модели на животных для исследования биоматериала имплантата в кости: обзор. Eur Cell Mater. 2007; 13 : 1–10. doi: 10.22203 / eCM.v013a01. PubMed ] [ CrossRef ]

26. Зарринкалам М.Р., Борода Х., Шульц К.Г., Мур Р.Дж. Валидация овец как крупной животной модели для изучения остеопороза позвонков. Eur Spine J. 2009; 18 : 244–253. doi: 10.1007 / s00586-008-0813-8. PMC бесплатная статья ] [ PubMed ] [ CrossRef ]

27. Куэнка-Лопес М.Д., Андрадес Я.А., Гомес С., Самора-Навас П., Герадо Е., Рубио Н. и др. Оценка постолатерального поясничного слияния у овец с использованием минеральных каркасов, засеянных культивируемыми клетками костного мозга. Int J Mol Sci. 2014; 15 : 23359–23376. doi: 10,3390 / ijms151223359. PMC бесплатная статья ] [ PubMed ] [ CrossRef ]

28. Киначи А, Нейхаус V, Кольцо DC. Тенденции в использовании костного трансплантата в Соединенных Штатах. Ортопедия. 2014; 37 : e783 – e788. doi: 10.3928 / 01477447-20140825-54. PubMed ] [ CrossRef ]

29. Braye F, Irigaray JL, Jallot E, Oudadesse H, Weber G, Deschamps N, et al. Кинетика резорбции костного заменителя: природный коралл и синтетический гидроксиапатит. Биоматериалов. 1996; 17 : 1345–1350. doi: 10.1016 / S0142-9612 (96) 80013-5. PubMed ] [ CrossRef ]