CC BY
185
Общетеоретические и дискуссионные работы
Тенденции в конструировании тканеинженерных систем для остеопластики
К.С. Десятниченко, С.Г. Курдюмов
Научно-производственное объединение «ПОЛИСТОМ», Москва
The tendention in creative tissue engineering of osteoplastice
K.S. Desyatnichenko, S.G. Kurdyumov JSC «NPO VOLYSTOM"»», Moscow
В работе изложены основные требования, предъявляемые к материалам, предназначенным для возмещения дефектов костей, а также подходы при выборе источников и технологических приемов при их индустриальном производстве. Приведены данные об апробации в эксперименте остеопластических материалов серии ИНДОСТ, разработанных в соответствии с этими критериями.
Ключевые слова: остеопластические материалы, репаративный остеогенез, ксеногенная кость.
In this papier there are basic requirements for materials which are intended for compensation of defects of bones by means of their implantation, and also there are approaches for choosing the sources and technical receptions in industrial manufacture. The dates about approbation in experiment of osteoplastic materials of INDOST, which are developed in compliance with this criterions are shown.
Key words: osteoplastic materials, bone repair, xenogenetice bone.
Остеопластические материалы, представляющие собой композиции ортофосфатов кальция, коллагена, полисахаридов и других биополимеров, широко используются в стоматологии, челюстно-лицевой и восстановительной хирургии [1-3]. В ортопедии и травматологии они все чаще составляют альтернативу дистракционному остеосинтезу [4, 5]. После имплантации в костный дефект эти материалы способствуют репаративной регенерации окружающей ткани, собственно говоря, организуют ее, полностью деградируя, как бы выполняя роль строительных лесов. За эти свойства подобные материалы и методы их применения были названы, используя кальку с английского термина, соответственно скаффолд-материалами (или просто скаффолдами) и скаффолд-технологиями. Медицинское материаловедение в части разработки таких материалов активно развивается, в соответствии с чем рынок практически ежегодно озвучиваются новые названия [6-8], что создает определенные трудности у практикующего врача при их выборе.
Между тем, давно сформулированы важнейшие свойства, которыми должны обладать остеопластические материалы, предназначенные для имплантации в костный дефект: 1) биосовместимость - хорошая переносимость тканями и отсутствие реакций отторжения и воспаления; 2) биодеградация - по выполнении своей функции они должны быть полностью удалены посредством галистереза и клеточной резорбции; 3) остеоиндуктивность - способность возбуждать остеогенез в месте имплантации материала; 4) пористость, обеспечивающая проникновение клеток и сигнальных молекул, прорастание кости; 5) возможность стерилизации без изменения качеств; 6) доступность и низкая цена [9, 10].
Применяемые в настоящее время скаффолд-материалы принадлежат к различным классам химических соединений, среди которых органические и минеральные вещества, синтетические [полилактат и полигликолат) и биогенные [хитозан, альгинат, коллаген, гетерополисахариды) полимеры [1-3]. Представляется очевидным, что пунктам 1 и 2 наиболее соответствуют соединения, являющиеся естественными составляющими костной ткани: кристаллический и аморфный ортофосфаты кальция, коллаген I типа, хондроитинсульфат. Эти соединения не вызывают изменения кислотно-щелочного
баланса в месте имплантации, иммунной, аллергической, воспалительной реакции и наиболее часто используются как компоненты материалов, создаваемых за рубежом («Geistlюh», Швейцария; «Мегк» Германия; «В^еск», Италия и др.) и в России [НПО «ПОЛИСТОМ», «Конектфарм», «Интермедапа-тит» и др.).
Однако известно, что ни коллаген, ни гидроксиапатит не обладают прямым остеоиндуцирующим эффектом [9, 10]. Для осуществления этой функции они вначале должны привлечь и удержать циркулирующие в крови остеиндуци-рующие вещества и мультипотентные мезенхимальные стромальные клетки (ММСК), способные к остеогенной диф-ференцировке. Если развить сравнение, давшее название таким материалам, - это строительные леса, на которых еще нет ни рабочих, ни инструмента [рис. 1).
Рис. 1. Механизм остеорепарации при имплантации двукомпонентной тканеинженерной системы
Клеточная трансплантология и тканевая инженерия Том III, № 1, 2008
■ И I II II
Работа по совершенствованию этих компонентов остео-пластических материалов направлена, главным образом, на изменение их сорбционных свойств в отношении емкости, селективности и устойчивости к биодеградации. В отношении ортофосфатов эти задачи выполняются путем изменения их фазового и элементного состава.
Коллаген, напротив, нуждается в повышении устойчивости к деградации после имплантации в костный дефект, что может быть достигнуто повышением числа межфибрилляр-ных поперечных сшивок в предназначенном для этого материале. Главными функциями коллагена в тканеинженерных системах являются образование трехмерной объемной матрицы, доступной для заселения полипотентными клетками, и удержание этих клеток [адгезии) при посредстве неколлагеновых белков костной ткани [НБК), аффинных к коллагену и этим клеткам. Если первую из этих функций с успехом могут выполнять другие полимерные соединения - хитозан, альгинат, - то в выполнении второй - коллагену соперников нет. Поиски материалов, образующих трехмерную матрицу, пригодную для заселения пролиферирующими полипотент-ными клетками, продолжаются. Недавно в таком качестве были успешно апробированы резорбируемые полигидрокси-алканоаты [ПГА) - линейные полиэфиры бактериального происхождения [11, 12].
Естественно предположить, что введение в скаффолд-материал сигнальных молекул [факторов роста), обладающих остеоиндуцирующими свойствами, их способность возбуждать костеобразование существенно возрастет [рис. 2). При этом композиция из нескольких факторов [проявляющих свое действие в разных фазах клеточного цикла, способствующих, помимо костеобразования, ангиогенезу и гемопоэзу) предпочтительнее одного фактора, даже обладающего высокой биологической активностью. Дело за выбором таких сигнальных молекул, которые имели бы сродство к коллагену и ортофосфатам кальция, образуя с ними недиссоциирующий супрамолекулярный комплекс. Мы полагаем, что в этом отношении перспективно включение в композиции остео-пластических материалов костных рострегулирующих факторов [КРФ).
Способность деминерализованного костного матрикса к ускорению регенерации кости [к тому, что в настоящее время называют остеоиндукцией) была впервые обнаружена, по-видимому, Senn в 1889 году [цит. по 10]. Однако потребовалось почти 100 лет, чтобы выделить из костной ткани фактор белковой природы, ответственный за остеогенную активность, названный костным морфогенетическим белком [13]. Как показали последующие работы ряда исследователей в России и за рубежом, скелетные ткани являются источником целого ряда полипептидов, модулирующих функциональную активность клеток костной ткани, то есть являющихся КРФ. Они могут выступать как системные агенты и действовать через ауто/паракринные механизмы [14-17].
Понизить уровень неопределенности в области представлений о гуморальной регуляции остеогенеза стало возможным благодаря тому, что в последние два десятилетия достигнуты значительные успехи как в препаративной и аналитической химии НБК, так и в исследовании их биологических свойств. В частности, показано, что, будучи минорной фракцией зрелой компактной костной ткани [не более 3% от массы сухой обезжиренной кости, рис. 3), они представляют собой весьма гетерогенную группу. Последовательное применение нескольких процедур экстрагирования и фракционирования экстракта позволяет получить более 4 десятков НБК, отличающихся между собой по молекулярной массе, сродству к анионо- и катионообменникам, растворимости, характеру биологического действия [18]. Среди КРФ обнаружены р-трансформирующий фактор роста и относящиеся к тому же семейству цитокинов морфогенетические белки кости, факторы роста фибробластов кислый и основный, инсулиноподобные факторы роста, колониеобразующие факторы гранулоцитов и макрофагов, интерлейкины [19].
Рис. 2. Механизм остеорепарации при имплантации тканеинженерной системы с включением рострегулирующих факторов:
КФР - костные рострегулирующие факторы
Рис. 3. Апроксимированный состав зрелой компактной костной ткани: ГАГ - глиазаминогликаны;
НБК - неколагеновые белки кости
Помимо способности регулировать пролиферацию, диф-ференцировку и экспрессию тканеспецифических белков остеогенными клетками, у КРФ были обнаружены и другие свойства, важные при конструировании остеопластических материалов [20]. Во-первых, способность прочно связываться с минералом и коллагеном кости. Специфическая сорбция удерживает около 25 мг НКБ на 100 г гидроксиа-патита. Костный коллаген обладает значительно меньшей емкостью сорбции [в ~3,5 раза) при большей селективности: более 60% десорбированного с коллагенового матрикса НКБ при электрофорезе представляет собой синглетный пик в зоне р-глобулинов.
Во-вторых, привлекать полипотентные клетки в костный дефект, заполненный материалом, содержащим КРФ. В цепи событий, развивающихся при возмещении костного дефекта, важное место занимает хемотаксис - привлечение в очаг костеобразования клеток-предшественников кроветворения и остеогенеза. Способность одной из фракций НБК выполнять
Клеточная трансплантология и тканевая инженерия Том III, № 1, 2008
Общетеоретические и дискуссионные работы
функцию фактора хемотаксиса была протестирована путем имплантации подкожно мышам линии СВА измельченного диссоциативно экстрагированного костного органического матрикса [контроль) и такого же матрикса, предварительно инкубированного в растворе фракции НБК [опыт). Через 2 нед. было обнаружено, что частицы матрикса в контроле и опыте окружены клеточным валом, причем при уровне достоверности 95% в опыте на 1 мм длины окружности частицы общее количество клеток в 2 раза превосходило контроль за счет моноцитов-макрофагов и фибробластоподобных клеток при меньшей доле неизмененных и деградирующих лимфоцитов.
Вместе с тем, среди пептидных фракций, выделенных из костного матрикса, были обнаружены факторы, угнетающие репаративный остеогенез, увеличивающие исходный костный дефект за счет резорбции прилегающих к имплантированному материалу тканей, а также факторы, обладающие провоспалительным эффектом, вызывающие явления альтерации и экссудации в области имплантата, привлекающие иммунокомпетентные клетки. Это обстоятельство, на наш взгляд, компрометирует использование в качестве остеоп-ластических материалов нативной костной ткани, декаль-цинированного костного матрикса, тотальных препаратов НБК. Очевидной является необходимость предварительного препарирования на молекулярном уровне исходного продукта - источника КРФ, включаемого в остеопластические материалы.
На рис. 4 приведены доводы pro et contra при выборе таких источников в плане вышеизложенных требований при организации промышленного производства остеопласти-ческих материалов. Понятно, что в настоящее время эта альтернатива решается в пользу ксеногенной кости - костной ткани крупного рогатого скота, получаемой на предприятиях пищевой промышленности с соблюдением всех санитарных требований. Однако необходимо минимизировать ее основной недостаток, что может быть достигнуто удалением на подготовительных этапах подавляющей части НБК, обладающих антигенными свойствами, но не влияющих [или препятствующих) на остеоиндуцирующую способность [рис. 5). В условиях современного производства медицинских материалов это вполне достижимо при использовании различных модификаций методов препаративной химии белков.
Используя изложенные в настоящем сообщении теоретические положения и технические подходы, в Научно-производственном объединении «ПОЛИСТОМ» была разработана и запущена в производство серия остеопластических материалов с общим названием ИНДОСТ [7], которые представляют собой варианты уже выпускавшихся композиций гетерофазного фосфата кальция и коллагена I типа [2], модифицированных включением в их состав комплекса КРФ, выделенного из костной ткани крупного рогатого скота. Формы этих материалов, предназначенные для выполнения различных клинических задач, различны: гранулы, губка, пластины, гель.
Рис. 4. «Древо принятия решений» при выборе источника КРФ
Клеточная трансплантология и тканевая инженерия Том III, № 1, 2008
Общетеоретические и дискуссионные работы
Рис. 5.
Схема выделения композиции КРФ из ксеногенной костной ткани
Материалы ИНДОСТ прошли испытания на цитотоксичность in vtro с использованием первичной культуры фиб-робластов человека, которые были выделены из кожномышечной ткани эмбриона на сроке 6 нед. С этой целью водная вытяжка из материала ИНДОСТ-пластины [или физиологический раствор в контроле) была добавлена в лунки планшета, в которые перед этим на сутки были высеяны клетки [плотность посева 35 тыс/см2). Для оценки влияния на жизнеспособность использовали МТТ-тест, основанный на реакции восстановления желтого метилтетразолиумтет-рабромида (МТТ) до пурпурного формазана в результате жизнедеятельности [дыхательной активности) клеток.
Клетки культивировали в среде ДМЕМ с добавлением 10% эмбриональной коровьей сыворотки и 100 Ед/мл пенициллин/стрептомицина в атмосфере 5% С02 Для визуализации клеток и оценки их жизнеспособности использовали метод окрашивания 0,0002% раствором акридинового оранжевого в фосфатном буфере.
Проводили также апробацию нового материала в экспериментах по возмещению дефектов костей - плоских [ветвь нижней челюсти) или трубчатых [бедренная, большеберцовая), дырчатых [транскортикальная перфорация диаметром 2 мм) или тотальных [резекция диафиза в средней трети с диастазом между отломками 2-3 мм), у лабораторных животных [крыс линии Вистар) при соблюдении норм содержания, вмешательства и выведения из опыта. На этапах экспериментов проводили морфологические исследования новообразованной ткани в месте имплантации испытуемого материала, некоторые результаты которых мы приводим для иллюстрации основных положений настоящего сообщения.
При испытаниях in vitro было обнаружено, что при культивировании фибробластов на материале ИНДОСТ-пластины, последний: а) не содержит водорастворимых компонентов, отрицательно влияющих на жизнеспособность клеток, б) является адгезивным для фибробластов кожи человека, клетки распластываются на поверхности ИНДОСТа. Вместе с тем, на поверхности материала после культивирования в
течение 24 ч не отмечалось видимого увеличения количества клеток по сравнению с моментом посева, что, вероятно, связано с миграцией клеток либо с поверхности материала, либо в поры материала.
В экспериментах in vivo клеточным источником репара-тивного остеогенеза во всех наблюдениях была хорошо вас-куляризованная грануляционная ткань в месте имплантации ИНДОСТа [рис. 6). Реакция со стороны костного ложа была выражена в умеренной остеокластической резорбции, что способствовало интеграции старой и новообразованной ткани [рис. 7). Резорбция, однако, могла быть и резко выраженной, сопровождаться всеми признаками асептического воспаления, если в композицию НБК включали фракцию со свойствами монокина [21].
Свидетельства остеогенной дифференцировки в виде сети молодых костных балок были выявлены не позже, чем через две недели после создания дефекта и заполнения его остеопластическим материалом [рис. 8 а, б), тогда как в контроле, как правило, дефект был заполнен хрящевой тканью [рис. 9). В итоге к концу срока наблюдения [60-75 сут.) дефект в опыте был заполнен костной тканью, завершившей ремоделирование, о чем, в частности, свидетельствовала высокая степень зрелости коллагеновых волокон органического матрикса [рис. 10 а, б), тогда как в контроле продолжалась адаптивная перестройка новообразованной костной ткани [рис. 11).
Скорость биодеградации имплантированного материала зависела от состава и дисперсности его минеральной составляющей: при использовании частиц размером ~100 мкм при соотношении гидроксиапатит-трикальций фосфат 7:3 его базофильно окрашиваемые фрагменты могли быть обнаружены через 30 сут. после имплантации [рис. 13), тогда как нанодисперсный минерал [ГА-ТКФ 5:5), взвешенный в коллоидной матрице, не определялся уже через 10 сут после его имплантации в дырчатый дефект [рис. 12). Через 2-2,5 месяца после имплантации частицы ИНДОСТа не были обнаружены, в какой бы физической форме он ни использовался.
І І І І І
■ І І І
Рис. 6. Грануляционная ткань в диастазе между отломками большеберцовой кости через 7 сут. после имплантации ИНДОСТА в диафизарный дефект Окраска: гематоксилином и эозином. х100
Рис. 7. 7 сут. после имплантации ИНДОСТа в дырчатый дефект нижней челюсти. Остеокласты (стрелки) на границе имплантата и костного ложа Окраска: гематоксилином и эозином. х200
Рис. 8. 15 сут. после возмещения дырчатого дефекта ИНДОСТом. Окраска: А - гематоксилином и эозином; Б - пикрофуксином. х200
Рис. 9. Хрящевая ткань в диастазе между отломками большеберцовой кости на 15 сут. после возмещения диафизарного дефекта КОЛАПОЛом.
Окраска: реактив Шиффа. х100
Клеточная трансплантология и тканевая инженерия Том III, № 1, 2008
II
гип
+
Рис. 10. Костная ткань через 75 сут. после имплантации ИНДОСТа в дырчатый дефект. Окраска: А — гематоксилином и эозином. х100; Б - пикрофуксином. х200
<У\ ь* п /. {?
• . >г I • о
,-.*«8гтй "■*,) /г- ,
4 •«? *4'
Рис. 11. Возмещение дырчатого дефекта бедренной кости, контроль, 75 сут.:
А - активно перестраивающаяся новообразованная кость. Окраска гематоксилином и эозином. х200; Б - изоформы коллагена различной степени зрелости. Окраска пикросириусом. х100
Рис. 12. 30 сут. после возмещения дырчатого дефекта ИНДОСТом, содержащим ГА и ТКФ в виде частиц ~ 100 мкм. Окраска гематоксилином и эозином. х100
+
+
Общетеоретические и дискуссионные работы
Таким образом, в настоящее время имеются теоретически обоснованные и технически осуществимые возможности создания новых тканеинженерных систем для остеопластики с повышенной способностью возбуждать репаративный остеогенез при имплантации в костный дефект. Освоено производство таких систем в виде материалов с различными физическими свойствами, обеспечивающими возможность
возмещения врожденных и приобретенных дефектов трубчатых и плоских костей.
Авторы выражают благодарность проф. НА. Слесаренко, профессору А.С. Григорьяну и с.н.с. И.И. Селезневой за помощь в выполнении и интерпретации результатов морфологических исследований при экспериментальной апробации остеопластических материалов.
ЛИТЕРАТУРА:
1. Boyne P.J. Studies of the surgial application of osteoconductive and osteoinductive materials. In: Lynch S.E., Genco R.G., Marx R.E., editors. Tissue engineering: application in maxillofacial surgery and periodontics. Quintessence Publishing Co, Inc.; 1999: 125-30.
2. Абоянц Р.К., Андреев Ю.Н., Воложин А.И. и др. Концепция создания остеопластических и ранозаживляющих препаратов нового поколения на основе кальцийфосфатных соединений. Материалы "Международ. научно-практ. конф. по использованию достижений науки и техники в развитии городов, посвященной 850-летию основания Москвы”; 1996, 19-22 ноября; Москва; 1996; 341-4.
3. Воложин А.И., Курдюмов С.Г., Орловский В.П. и др. Создание нового поколения биосовместимых материалов на основе фосфатов кальция для широкого применения в медицинской практике. Технология живых систем 2004; 1[1): 41-56.
4. Lindholm T.S., editor. Sceletal Reconstruction and Bioimplantation. 1997 Austin, Texas, USA: 1997.
5. Щепкина Е.А., Кругляков П.В., Соломин Л.Н. и др. Трансплантация аутогенных мультипотентных мезенхимальных стромальных клеток на деминерализованном костном матриксе при лечении ложных суставов длинных трубчатых костей. Клеточн. трансплант. и тканев. Инженерия 2007; П[3); 67-74.
6. Грудянов А.И., Панасюк А.Ф., Ларионов Е.В., Бякова С.Ф. Использование биокомпозиционного остеопластического материала «Алломатрикс-имплант» при хирургическом лечении воспалительных заболеваний пародонта // http://www.bwood.ru/articles/036.html
7. Кривуля С.С., Гаскин Д.В., Бронштейн Д.А. Сравнительный клинический и патоморфологический анализ остеопластических материалов натурального [Bio-oss) и синтетического [Cerasorb) происхождения. Стоматология для всех 2006; 2: 18-21.
8. Десятниченко К.С., Курдюмов С.Г., Леонтьев В.К. Пути повышения активности, стимулирующей репаративный остеогенез, у материалов, имплантируемых в костный дефект // Стоматолог-практик. — 2006. - № С.
9. Frame J.W. Porous calcium sulfate dihydrate as a biodegradable implant in bone. J. Dent. 1975; 3: 177-87.
10. Щепеткин И.А. Кальцийфосфатные материалы в биологических средах. Усп. совр.биол. 1995; 115И): 58-73.
11. Севастьянов В.И., Егорова В.А., Немец Н.В. и др. Медикобиологические свойства биодеградируемого материала ЭластоПОБтм. Вестник транплант. и искусств. органов 2004; 2: 47-52.
12. Шишацкая Е.И. Клеточные матриксы из резорбируемых полигидроксиалкоанотов. Клеточн. трансплант. и тканев. инженерия 2007: II[2): 68-75.
13. Urist M.R., Strates B.S. Bone morphogenetic protein. J. Dent. Res. 1971; 50[6); 1392-406.
14. Canalis E. Local bone growth factors. Calcif. Tiss. Int. 1984; 101 [6): 632-4.
15. Reddi A.H., Cunningham N.S. Extracellular matrix and bone mo^l^ene^ proteins of pleiotropic cascade on bone repair. J. Cell Biochem. 1993; Suppl. 17E: 147.
16. Десятниченко К.С., Балдин Ю.П., Шрейнер А.А. и др. Влияние высокомолекулярной фракции неколлагенового белка костной ткани на репаративный остеогенез и кроветворение. Вопр. Мед. Химии 1987; 1: 79-84.
17. Десятниченко К.С. Дистракционный остеогенез остеогенез с точки зрения биохимии и патофизиологии. Гений ортопедии 1998; 4: 120-6.
18. Десятниченко К.С. Неколлагеновые белки костной ткани в регуляции скелетного гомеостаза, минерализации и репаративного остеогенеза // Автореф. дисс. ...докт. 1997; 34
19. Fincelman R.D. Growth factors in bones and teeth. CDA J. 1992; 20 [12): 23-9.
20. Десятниченко К.С., Ковинька М.А., Талашева И.А. О перспективах применения остеоиндуцирующих материалов для возмещения дефектов костей. Матер. конф. c междунар участием «Новые технологии в медицине»; 2000 19 снтября; Курган. Курган: 2000; 1: 75-6.
21. Десятниченко К.С., Слесаренко Н.А, Курдюмов С.Г., Кайдановский А.М. Апробация в эксперименте остеоиндуцирующих материалов нового поколения ЗАО «Полистом». Стоматология для всех 2004; 3: 40-2.
Пocтупила12.Q1.2QQS
Очевидно, что целью данной публикации было привлечение внимания научной и клинической общественности к новинке, продвигаемой на биотехнологический рынок - отечественного биоматериала, способного заинтересовать практикующих специалистов в области травматологии, ортопедии, реконструктивной хирургии.
Разработанный биоматериал производители предполагают выпускать в виде гранул, губок, пластин, гелеобразных форм для применения в качестве ненагружае-мых имплантатов при заполнении дефектов костной ткани. «ИНДОСТ» - это композит на основе биополи-
Л.Н. Лысенок
кандидат химических наук, Санкт-Петербург
Там, где господствует дух науки, там и малыми средствами можно создать великое!
Н.И. Пирогов
мерной матрицы - коллагена и наполнителей - микрокристаллических форм фосфатов кальция: гидроксила-патита [ГА] и трикальцийфосфата (ТКФ), [к сожалению в статье не описаны и не обсуждены особенности синтеза, структуры и свойств ГА и ТКФ], соотношения которых варьируется в диапазоне ГА/ТКФ 70/30-50/50, дополнительно содержит костные ростовые факторы, экстрагированные из костей сельскохозяйственных животных, придающих, по мнению разработчиков, остеозамещающему материалу ценные остеоиндуктивные свойства.
Клеточная трансплантология и тканевая инженерия Том III, № 1, 2008
Разработчики не сообщают полных сведений об источнике нативного сырья - вида животных, об особенностях и эффективности внутрипроизводственного контроля за исходным сырьевым материалом. Увы, надежды на соблюдение санитарных правил и норм РФ на предприятиях пищевой промышленности безосновательны. Более того, отечественные стандарты не идут ни в какое сравнение с нормами знаменитой FDA США [Foot and Drugs Administration). Так, наличие болезни Крейцфельдта-Якобса у забитого скота в РФ не тестируется, в то время, как западные фирмы-производители пребывают в панике, когда становится известно хотя бы об единичном случае заболевания губчатым энцефалитом животных или животного из того региона, откуда они получают кость.
Использование природных сырьевых материалов для производства биоматериалов является источником проблем при получении разрешительных документов, контроля технической документации производимого продукта, его сертификации и т.д. Все это существенно удорожает производство и влияет на конкурентоспособность. Отнюдь не вдохновляющим примером для разработчиков «ИНДОСТа» должна стать история продвижения от разработки до клиники биоматериала «ЭМДОГЕЙН». Полученный из зачатков зубов новорожденных поросят, он содержит эмалевые матричные протеины [фракция амелогенина) и достоверно способствует репарации тканей, выполняющих функции периодонтального прикрепления. Производителям «ЭМДОГЕЙНа» пришлось документировать не только безопасность применения, но и программы репродуктивных испытаний, изучение иммунологических, аллергических реакций на материал. Это были многолетние исследования. Клиническая документация включала результаты исследований проведенных в 15 клиниках Швеции и США.
Пациенты наблюдались более 3-х лет. Однако, производитель согласен мириться с невысокой рентабельностью, пациент — с высокой стоимостью биоматериала, коль скоро в нем сохранена роль естественного комплекса эмалевых матриксных протеинов в образовании и развитии поддерживающих зуб тканей.
Но получили ли разработчики ИНДОСТА достоверные свидетельства сохранения в готовом продукте остеоиндук-тивных свойств белковой фракции. Ответ на этот вопрос нельзя усмотреть в тексте статьи. Предшественник разработчиков известный исследователь M.R. Urist, выдвинувший гипотезу о существовании в органическом костном матриксе белковой субстанции, которая вызывает превращение недифференцированных стромальных [мультипотентных мезенхимальных стромальных клеток) в остеобласты, сразу отметил, что она нивелируется авто-клавированием, нагреванием, высокими дозами рентгеновского излучения, денатурирующими агентами, т. е.
всеми факторами стерилизационных процессов. В течение последующих 20 лет он шаг за шагом устанавливал, что остеоиндуктивные свойства костного морфогенетического протеина, прочно связанного с коллагеном кости, могут быть сохранены с помощью соответствующих методик деминерализации. В конце концов этот белок был выделен из костного матрикса при помощи гидрохлорида гинидина. Уже тогда стало ясно, что применение этого очищенного протеина в качестве остеоиндуктив-ного материала было бы идеальным вариантом. Однако вопрос о носителе для его иммобилизации и предохранения молекул от конформационных изменений при стерилизации оставался неразрешенным.
Что же мы видим в нынешней клинической практике? Порошок деминерализованной замороженной и высушенной человеческой кортикальной кости с размером частиц 300-700 нм, покупают в банках костной ткани, аккредитованных Американской ассоциацией банков тканей, несущих всю меру ответственности за свойства и безопасность применения биоматериала. За 10-15 мин., до операции добавляют стерильный физраствор и при необходимости вводят в смеси остеозамещающих материалов - биокерамик, биостекол и т. д.
В представленной работе описаны результаты культивирования культуры фибробластов на пластине ИНДООСТА [хорошо бы параллельно было взять пластину материала-предшественника, не несущего белковых фракций) никак не могут ответить на волнующий исследователей вопрос. Для этого следовало бы культивировать остеобласты или их предшественники и тогда по ряду цитологических и биохимических признаков судить об ос-теоиндуктивном потенциале материала. К сожалению, результаты опытов in vivo не могут получить однозначную интерпретацию, особенно это касается имплантации под кожу лабораторным животным фрагментов деминерализованной кости.
При внимательном прочтении статьи создается впечатление, что разработчики биоматериала в недостаточной степени владеют положениями биоматериаловедения. Для любого автора остеопластических материалов чрезвычайно интересным и информированным собеседником в рассуждениях о тенденциях развития остеопротезирования несомненно окажется патриарх биоматериаловед-ческой науки - профессор Ларри Хенч.
Русский перевод книги профессоров Л. Хенча и Дж. Джонса [Королевский колледж в Кембридже) «Биоматериалы. Искусственные органы и инженеринг тканей», изданный в 2006 г., сделал доступным для русских читателей учебник для студентов и бакалавров, получающих профессиональные знания в области биоматериаловедения.
А
