Диссертация (Экспериментальное обоснование применения сложного биокомпозиционного материала с мезенхимальными стволовыми клетками для восстановления костных дефектов)

1Федеральное государственное автономное образовательное учреждениевысшего образованияРОССИЙСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ДРУЖБЫ НАРОДОВМинистерство образования и науки РФМедицинский институтКафедра челюстно-лицевой хирургии и хирургической стоматологии(Заведующий кафедрой, член-корр.

РАН. д.м.н. профессор Иванов С.Ю.)на правах рукописиСтамболиев Иван АтанасовЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ОБОСНОВАНИЕ ПРИМЕНЕНИЯСЛОЖНОГО БИОКОМПОЗИЦИОННОГО МАТЕРИАЛА СМЕЗЕНХИМАЛЬНЫМИ СТВОЛОВЫМИ КЛЕТКАМИ ДЛЯВОССТАНОВЛЕНИЯ КОСТНЫХ ДЕФЕКТОВ(Экспериментальное исследование)14.01.14 — СтоматологияДиссертация на соискание ученой степени кандидата медицинских наукНаучный руководитель:Член-корр. РАН. д.м.н.профессорИванов С.Ю.Москва – 20182ОГЛАВЛЕНИЕВВЕДЕНИЕ .........................................................................................................................................

4Актуальность темы исследования .................................................................................................. 4Глава I. Обзор Литературы ............................................................................................................ 121.1 Регенерация костной ткани .................................................................................................. 121.2 Материалы исспользованные для создания скэффолдов ............................................... 131.3 Костные морфогенетические протеины и фактор роста эндотелия сосудов.

.............. 241.4 Мезенхимальные стволовые клетки .................................................................................. 251.5 Клинические исследования костно-инженерных конструкций in vivo ......................... 27Глава 2. Материалы и Методы ...................................................................................................... 322.1 Методики приготовления различных скаффолдов на основе ПОБ .............................

322.1.1 Получение скаффолдов в виде гранул ......................................................................... 332.1.2 Изготовление скаффолдов сложной геометрической формы .................................. 35Изготовление костных имплантатов по напечатанным 3D формам .................................. 39Методы насыщения скаффолдов альгината натрия, гидроксиапатита и МСК ............... 392.2 Методы изучения морфологии и пористости скаффолдов ............................................. 40Пористость ....................................................................................................................................

412.3 Исследование роста и активности щелочной фосфотазы МСК в скаффолдах сложнойгеометрической формы ............................................................................................................... 412.4 Исследование цитотоксичности разработанных скаффолдов in vitro ........................... 442.5 Исследование биосовместимости in vivo .............................................................................

442.5.1 Исследование биосовместимости разработанных скаффолдах на мягких тканейкрысь in vivo .............................................................................................................................. 452.5.2 Исследование биосовместимости разработанных скаффолдах на бедренныхкостях крыс in vivo ...................................................................................................................

492.5.3 Гистологическое исследование ..................................................................................... 522.6 In vivo исследования на критическом костном дефекте черепах крыс ......................... 522.6.1 Методика операции......................................................................................................... 532.6.2 Введение флюоресцентных меток для изучения скорости регенерации костныхдефектов ..................................................................................................................................... 542.6.3 Гистологическое и микроскопическое исследование ...............................................

552.7 Методы гистологического исследования ........................................................................... 562.7.1 Гистологическая парафиномая проводка ................................................................... 562.7.2 Гистологическая метилметакрилатовая проводка ................................................... 563Глава 3.Результаты исследований ................................................................................................ 573.1Результаты создания тканеинженерной терапетической системы .........................

573.2 Изучении структуры и морфологии скаффолдов ............................................................. 583.3ИсследованиеростаидифференцировкиМСКнаскаффолдахсложнойгеометрической формы ...............................................................................................................

613.4 Терапевтическая Эффективность полученной системы на дефекте костной ткани налабораторных животных in vivo. ............................................................................................... 653.5 Гистологического иссследования по биосовместимости на мягких тканях ................ 713.6 Гистологического иссследования регенерации костных дефектов бедренных костейкрыс ................................................................................................................................................ 713.7 Гистологического иссследования регенерации костных дефектов на теменных костейкрыс ................................................................................................................................................ 81Заключение .......................................................................................................................................

93Выводы ............................................................................................................................................ 103Практические рекомендаци ......................................................................................................... 105Список сокращений ....................................................................................................................... 106Список Литературы....................................................................................................................... 1074ВВЕДЕНИЕАктуальность темы исследованияРазработка новых биомедицинских методик для регенерации костнойткани остаётся актуальной проблемой в челюстно-лицевой хирургии ихирургичечской стоматологии, травматологии, нейрохирургии [CestariT.M., 2009; Yang Y., 2011].В России число больных с патологией челюстно-лицевой области и еёсложность, особенно травматического происхождения, в настоящее времярастет.

Согласно данным Министерства Здравоохранения РоссийскойФедерации(https://www.rosminzdrav.ru/ministry/61/22/stranitsa-979/statisticheskie-i-informatsionnye-materialy/statisticheskie-materialy),количество больных с травматическими повреждениями, отравлениями инекоторыми другими последствиями воздействия, составило в 2015 году –13 млн. 299 тыс. 691 человекa, в 2016 году – 13 млн.

086 тыс. 966 человек.Проблема травматизма является одной из основных тем научныхразработок в челюстно-лицевой хирургии и хирургической стоматологии[Христофорандо Д.Ю., 2011; Левенец А.А., 2013; Бабкина Т.М., 2013].Также наблюдается утяжеление характера и вида травм, в частностиповышение доли тяжелых переломов верхней челюсти, массивныхразрушений средней зоны лица [Дубровин М.С., 2013; Лёвина К.С., 2014].Численность населения, нуждающегося в стоматологической помощипо поводу полного отсутствия зубов, составляет до 18% населения и этацифра увеличится к 2020 году до 15 млн.

человек [Арутюнов С.Д., 2011;Кицул И.С., 2013].Восстановление объёма и структуры альвеолярной кости челюстейпосле потери зубов является не менее актуальной и социально-значимойпроблемой. Наиболее современным методом ортопедического лечения причастичной или полной потери зубов, является протезирование с5использованием дентальных имплантатов. Достаточный объем кости нетолькообеспечиваетусловиядляправильногопозиционированияимплантатов, но и способствует в дальнейшем ремоделированию костнойткани под нагрузкой.

Качество кости влияет на успех остеоинтеграции и,соответственно,нафункциональнуюсостоятельностьдентальныхимплантатов [Альфаро Ф.Э., 2006].Потеря зубов всегда сопровождается атрофией костной тканичелюстей. В течение первого года после удаления зубов происходит потерядо 25% костного объема; в последующие 2-3 года теряется до 40-60%объемаальвеолярногогребняотносительноисходногопоказателя,приблизительно 2/3 от этой резорбции происходит в первые 3 месяца; далееатрофия костной ткани продолжается и характеризуется уменьшениемобъема на 0,25 - 0,5% в год [Schropp L., 2003; Fugazzotto, P.A.,2005]. До 30%стоматологических пациентов хирургического профиля при лечениинуждаются в использовании костезамещающих материалов [Иванов С.Ю.,2009; Иванов С.Ю., 2010].Этиданныеиспользованиясвидетельствуюткостезамещающихонарастающемматериаловвоколичествевсехобластяхреконструктивной медицины.Одной из основных причин проблем, связанных с использованиемтрадиционных методик и изделий для челюстно-лицевой хирургии являетсянедостаточноеструктурноеифункциональноесоответствиеимплантируемых изделий живой ткани.