Эффективность ген-активированного остеопластического материала на основе октакальциевого фосфата и плазмидной ДНК с геном vegf в восполнении «критических» костных дефектов

И.Я. Бозо, Р.В. Деев, А.Ю. Дробышев, В.С. Комлев, С.И. Рожков, И.И. Еремин, И.Г. Далгатов, Г.А. Воложин, В.И. Грачев, А.Ю. Федотов, А.А. Исаев

Институт стволовых клеток человека, Москва; ГБОУ ВПО «Московский государственный медико-стоматологический университет им. А.И. Евдокимова», Москва; ФГБУ «Государственный научный центр Российской Федерации — Федеральный медицинский биофизический центр им. А.И. Бурназяна» ФМБА России, Москва; ФГАОУ ВО «Казанский (Приволжский) федеральный университет», Казань; ФГБУН «Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова» Российской академии наук, Москва; ГБОУ ВПО «Первый московский государственный медицинский университет им. И.М. Сеченова», Москва; рентгендиагностические лаборатории «3Dlab», Москва, РФ

Ген-активированные остеопластические материалы являются принципиально новым классом медицинских изделий для костной пластики. В исследовании проведена оценка биологического действия материала на основе октакальциевого фосфата и плазмидной ДНК с геном сосудистого эндотелиального фактора роста (VEGF), имплантированного в дефекты теменных костей кроликов диаметром 10 мм. Выявлено формирование костного регенерата вокруг гранул материала даже в центральной части дефекта, а также наличие костного мозга в межтрабекулярном пространстве на сроке 60 сут. В контроле — имплантация носителя без генных конструкций — регенерация осуществлялась главным образом со стороны краев костного дефекта. Использование ген-активированного остеопластического материала приводило к выраженной остеоиндукции, обеспечившей ускорение и повышение интенсивности новообразования костной ткани.

К л ю ч е в ы е   с л о в а: ген-активированный остеопластический материал, октакальциевый фосфат, плазмидная ДНК с геном vegf, дефекты теменных костей.

ЛИТЕРАТУРА [REFERENCES]

1. Дробышев А.Ю., Рубина К.А., Сысоева В.Ю. и др. Клиническое исследование применения тканеинженерной конструкции на основе аутологичных стромальных клеток из жировой ткани у пациентов с дефицитом костной ткани в области альвеолярного отростка верхней челюсти и альвеолярной части нижней челюсти. Вестник экспериментальной и клинической хирургии. 2011; IV (4): 764–72 [Drobyshev A.Yu., Rubina K.A., SysoevaV.Yu., et al.  Clinical study of the use of tissue engineered constructions based on human adipose tissue-derived stromal cells in patients with bone tissue deficit in the region of alveolar process of the maxilla and alveolar part of the mandible. Vestnik eksperimental’noy i klinicheskoy khirurgii. 2011; IV (4): 764-72 (in Russian)].

2. Кулаков Л.А., Робустова Т.Г., Неробеев Л.И., ред. Хирургическая стоматология и челюстно-лицевая хирургия: Национальное руководство. М.: ГЭОТАР-Медиа»; 2010 [Kulakov L.A.,Robustova T.G., Nerobeev L.I.,ed. Surgical dentistry and maxillofacial surgery: National manual. Moscow: GEOTAR-Media; 2010 (in Russian)].

3. Лекишвили М.В., Родионова С.С., Ильина В.К., Косымов И.А., Юрасова Ю.Б., Семенова Л.А., Васильев М.Г.Основные свойства деминерализованных костных аллоимплантатов, изготавливаемых в тканевом банке ЦИТО. Вестник травматологии и ортопедии им. Н.Н. Приорова 2007; 3: 80–6 [Lekishvili M.V., Rodionova S.S., IlinaV.K., Kosymov I.A., Yurasova YuB., Semyonova L.A., Vasilev M.G. Main characteristics of demineralized bone allografts produced at CITO tissue bank. Vestnik travmatologii i ortopedii im. N.N. Priorova. 2007; 3: 80-6 (in Russian)].

4. http://www.cdc.gov/nchs/data/nhds/10Detaileddiagnosesprocedures/2010det10_alllistedprocedures.pdf

5. Омельяненко Н.П., Миронов С.П., Денисов-Никольский Ю.И., Матвейчук И.В., Дорохин А.И., Карпов И.Н.Современные возможности оптимизации репаративной регенерации костной ткани. Вестник травматологии и ортопедии им. Н.Н. Приорова. 2002; 4: 85–8 [Omelyanenko N.P., Mironov S.P., Denisov-Nikolskiy Yu.I.,Matveichuk I.V., Dorokhin A.I., Karpov I.N. Modern possibilities for optimization of bone tissue reparative regeneration. Vestnik travmatologii i ortopedii im. N.N. Priorova. 2002; 4: 85-8 (in Russian)].

6. Santos M.I., Reis R.L. Vascularization in bone tissue engineering: physiology, current strategies, major hurdles and future challenges. Macromol. Biosci. 2010; 10 (1): 12–27.

7. Komlev V.S., Barinov S.M., Bozo I.I. Deev R.V., Eremin I.I., Fedotov A.Y. et al. Bioceramics composed of octacalcium phosphate demonstrate enhanced biological behaviour. ACS Appl. Mater. Interfaces 2014; 6 (19): 16610–620.

8. Деев Р.В., Дробышев А.Ю., Бозо И.Я.,  Галецкий Д.В., Королев В.О., Еремин И.Ии др. Создание и оценка биологического действия ген-активированного остеопластического материала, несущего ген VEGF человека. Клеточная трансплантология и тканевая инженерия. 2013; VIII (3): 78–85 [Deev R.V., Drobyshev A.Yu., BozoI.Ya., Galetskiy D.V., Korolyov V.O., Eryomin I.I., et al. Construction and biological effect evaluation of gene-activated osteoplastic material with human VEGF gene. Genes & cells. 2013; VIII (3): 78-85 (in Russian)].

9. Evans C.H. Gene delivery to bone. Adv. Drug Deliv. Rev. 2012; 64 (12): 1331–40.

10. Feichtinger G.A., Hofmann A.T., Slezak P., Schuetzenberger S., Kaipel M., Schwartz E. et al. Sonoporation increases therapeutic efficacy of inducible and constitutive BMP2/7 in vivo gene delivery.  Hum. Gene Ther. Methods. 2014; 25 (1): 57–71.

11. Betz V.M., Betz O.B., Glatt V., Gerstenfeld L.C., Einhorn T.A., Bouxsein M.L. et al. Healing of segmental bone defects by direct percutaneous gene delivery: effect of vector dose. Hum. Gene Ther. 2007; 18 (10): 907–15.

12. Keeney M., van den Beucken J.J., van der Kraan P.M.Jansen J.A., Pandit A. The ability of a collagen/calcium phosphate scaffold to act as its own vector for gene delivery and to promote bone formation via transfection with VEGF(165). Biomaterials. 2010; 31 (10): 2893–2902.

13. Zhao D.M., Yang J.F., Wu S.Q., Qiu L.P., Liu J.L., Wang H.B. et al. Effect of vascular endothelial growth factor 165 gene transfection on repair of bone defect: experiment with rabbits. Zhonghua Yi Xue Za Zhi. 2007; 87 (25): 1778–82.

14. Гурин А.Н., Федотов А.Ю., Деев Р.В., Комлев В.С. Направленная регенерация костной ткани с использованием барьерной мембраны на основе альгината натрия и октакальциевого фосфата. Клеточная трансплантология и тканевая инженерия. 2013; VIII (4): 70–7 [Gurin A.N., Fedotov A.Yu., Deev R.V., KomlevV.S. Sodium alginate bioresorbable membrane and octacalcium phosphate biomaterial for guided bone regeneration. Genes & cells. 2013; VIII (4): 70-7 (in Russian)].

15. Ridge Preservation With New Class of Osteoplastic Materials (RP). http://www.clinicaltrial.gov/ct2/show/NCT02155764?term=octacalcium&rank=1

16. Zorin V.L., Komlev V.S., Zorina A.I., Khromova N.V., Solovieva E.V., Fedotov A.Y. et al. Octacalcium phosphate ceramics combined with gingiva-derived stromal cells for engineered functional bone grafts. Biomed. Mater. 2014; 9 (5): 055005.

17. Gene-activated Matrix for Bone Tissue Repair in Maxillofacial Surgery.http://clinicaltrials.gov/ct2/show/NCT02293031?term=NCT02293031&rank=1

Сведения об авторах: Деев Р.В. — канд. мед. наук, директор по науке ИСКЧ; Дробышев А.Ю. — доктор мед. наук, проф., зав. кафедрой челюстно-лицевой хирургии МГМСУ; Бозо И.Я. — челюстно-лицевой хирург, аспирант кафедры челюстно-лицевой хирургии МГМСУ; Комлев В.С. — доктор техн. наук, вед. науч. сотр. лаборатории керамических композиционных материалов; Рожков С.И. — аспирант кафедры факультетской хирургической стоматологии и имплантологии МГМСУ; Еремин И.И. — канд. мед. наук, рук. Центра биомедицинских технологий ФМБЦ им. А.И. Бурназяна; Далгатов И.Д. — студент Первого МГМУ им. И.М. Сеченова; Воложин Г.А. — канд. мед. наук, ассистент каф. факультетской хирургической стоматологии и имплантологии МГМСУ; Грачев В.И. — врач-рентгенолог, главный врач рентгендиагностической лаборатории «3Dlab»; Федотов А.Ю. — канд. техн. наук, старший науч. сотр. лаборатории керамических композиционных материалов ИМЕТ РАН; Исаев А.А. — генеральный директор ИСКЧ.

Для контактов: Бозо Илья Ядигерович. 199333, Москва, ул. Губкина, д. 3, стр. 2. Тел.: +7 (965) 437–89–46. E-mail: bozo.ilya@gmail.com.