Экспериментальное исследование воздействия нового костнопластического материала на основе поли-3-оксибутирата и симвастатина на процессы костеобразования

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Обоснование. В хирургической стоматологии и челюстно-лицевой хирургии отсутствует остеопластический материал, позволяющий гарантированно достигать прогнозируемых результатов при устранении костных дефектов челюстей. С учётом увеличения числа пациентов с атрофией альвеолярной кости и дефектами челюстей после травм актуальность разработки новых материалов с остеоиндуктивными свойствами остаётся на высоком уровне, что подчёркивает важность исследований в области инженерии костной ткани.

Цель. Исследовать остеоиндуктивный потенциал нового костнопластического материала на основе поли-3-оксибутирата, насыщенного симвастатином, в in vivo эксперименте на овцах.

Методы. С декабря 2022 г. по июнь 2023 г. проведено одноцентровое, проспективное, сравнительное исследование с участием 24 здоровых овец массой тела 65–70 кг в возрасте 18–24 мес. Выборка была сформирована с учётом строгих критериев включения и исключения, что обеспечивало однородность группы. Операции проводили под общей и местной анестезией с наружным доступом к верхнечелюстному синусу, где формировали костное окно для имплантации костного материала. В 1-й группе использовали новый остеопластический материал в виде гранул с симвастатином, во 2-й группе — аналогичный материал без симвастатина. Основным исходом исследования являлось проявление морфологических признаков индукции остеогенеза, включая формирование новообразованной костной ткани. Дополнительные результаты анализировали через морфометрическую оценку структурных параметров костной ткани, включая относительный объём новообразованной костной ткани и активность остеогенеза.

Результаты. Оценка результатов проводилась через 3 и 6 мес. после имплантации материала. Через 3 мес. в 1-й группе обнаружены гранулы остеопластического материала с умеренной соединительной тканью и множественными очагами активного остеогенеза вокруг гранул материала с симвастатином. Во 2-й группе преобладала соединительная ткань, окружающая гранулы имплантированного материала и отдельные очаги остеогенеза. Через 6 мес. в 1-й группе уменьшилось количество соединительной ткани, сохранились очаги остеогенеза, преобладала зрелая пластинчатая кость. Согласно гистоморфометрическим данным, объём новообразованной костной ткани в группе с симвастатином составил 34,5 и 63,4% через 3 и 6 мес., что значительно превышает результаты контрольной группы (21,4 и 36,8% соответственно).

Заключение. Насыщение гранул остеопластического материала из поли-3-оксибутирата симвастатином значительно увеличивает объём образовавшейся костной ткани. Тем не менее долгосрочные эффекты применения симвастатина требуют дальнейшего изучения.

Об авторах

Карина Мустафаевна Салех

Российский университет дружбы народов имени Патриса Лумумбы

Автор, ответственный за переписку.
Email: ms.s.karina@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-4415-766X
SPIN-код: 1798-1439
Россия, Москва

Алексей Вадимович Волков

Российский университет дружбы народов имени Патриса Лумумбы

Email: volkov-av@rudn.ru
ORCID iD: 0000-0002-5611-3990
SPIN-код: 1126-1347

д-р мед. наук, профессор

Россия, Москва

Александр Александрович Мураев

Российский университет дружбы народов имени Патриса Лумумбы

Email: muraev_aa@pfur.ru
ORCID iD: 0000-0003-3982-5512
SPIN-код: 1431-5936

д-р мед. наук, профессор

Россия, Москва

Антон Павлович Бонарцев

Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова; Федеральный исследовательский центр «Фундаментальные основы биотехнологии» Российской академии наук

Email: ant_bonar@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-5894-9524
SPIN-код: 1688-2226

д-р биол. наук, доцент

Россия, Москва; Москва

Вера Владимировна Воинова

Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова

Email: veravoinova@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-0253-6461
SPIN-код: 6293-0462

канд. биол. наук

Россия, Москва

Александр Борисович Дымников

Российский университет дружбы народов имени Патриса Лумумбы

Email: dymnikov_ab@pfur.ru
ORCID iD: 0000-0001-8980-6235
SPIN-код: 7254-4306

канд. мед. наук, доцент

Россия, Москва

Александр Александрович Долгалев

Ставропольский государственный медицинский университет

Email: dolgalev@dolgalev.pro
ORCID iD: 0000-0002-6352-6750
SPIN-код: 5941-5771

д-р мед. наук, профессор

Россия, Ставрополь

Сергей Юрьевич Иванов

Российский университет дружбы народов имени Патриса Лумумбы; Первый Московский государственный медицинский университет имени И.М. Сеченова

Email: syivanov@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0001-5458-0192
SPIN-код: 2607-2679

д-р мед. наук, профессор, член-корреспондент РАН

Россия, Москва; Москва

Список литературы

  1. Xue N, Ding X, Huang R, et al. Bone tissue engineering in the treatment of bone defects. Pharmaceuticals (Basel). 2022;15(7):879. doi: 10.3390/ph15070879 EDN: XSCCJQ
  2. Migliorini F, La Padula G, Torsiello E, et al. Strategies for large bone defect reconstruction after trauma, infections or tumour excision: a comprehensive review of the literature. Eur J Med Res. 2021;26(1):118. doi: 10.1186/s40001-021-00593-9 EDN: ISWTSA
  3. Abbas M, Alqahtani MS, Alhifzi R. Recent developments in polymer nanocomposites for bone regeneration. Int J Mol Sci. 2023;24(4):3312. doi: 10.3390/ijms24043312 EDN: AMDKCU
  4. Saberian E, Jenča A, Zafari Y, et al. Scaffold application for bone regeneration with stem cells in dentistry: literature review. Cells. 2024;13(12):1065. doi: 10.3390/cells13121065 EDN: AKFWSK
  5. Kobozev MI, Balandina MA, Semenova YuA, et al. The use of osteoplastic material, containing vascular endothelial growth factor, in case of socket preservation. The Journal of Scientific Articles Health and Education Millennium. 2016;18(1):116–122. EDN: VPUHXD
  6. Aleynik DY, Bokov AE, Charykova IN, et al. Functionalization of osteoplastic material with human placental growth factor and assessment of biocompatibility of the resulting material in vitro. Pharmaceutics. 2024;16(1):85. doi: 10.3390/pharmaceutics16010085 EDN: IAGLTO
  7. Venkatesan N, Liyanage ADT, Castro-Núñez J, et al. Biodegradable polymerized simvastatin stimulates bone formation. Acta Biomater. 2019;93:192–199. doi: 10.1016/j.actbio.2019.04.059
  8. Wu T, Sun J, Tan L, et al. Enhanced osteogenesis and therapy of osteoporosis using simvastatin loaded hybrid system. Bioact Mater. 2020;5(2):348–357. doi: 10.1016/j.bioactmat.2020.03.004 EDN: DLTJMM
  9. Granat MM, Eifler-Zydel J, Kolmas J. Statins-their role in bone tissue metabolism and local applications with different carriers. Int J Mol Sci. 2024;25(4):2378. doi: 10.3390/ijms25042378 EDN: WWCWHI
  10. Masaeli R, Jafarzadeh Kashi TS, Dinarvand R, et al. Efficacy of the biomaterials 3wt%-nanostrontium-hydroxyapatite-enhanced calcium phosphate cement (nanoSr-CPC) and nanoSr-CPC-incorporated simvastatin-loaded poly(lactic-co-glycolic-acid) microspheres in osteogenesis improvement: An explorative multi-phase experimental in vitro/vivo study. Mater Sci Eng C Mater Biol Appl. 2016;69:171–183. doi: 10.1016/j.msec.2016.06.033 EDN: WOUWCT
  11. Zahedipour F, Butler AE, Rizzo M, Sahebkar A. Statins and angiogenesis in non-cardiovascular diseases. Drug Discov Today. 2022;27(10):103320. doi: 10.1016/j.drudis.2022.07.005 EDN: LWYRGW
  12. Salekh KM, Muraev AA, Dolgalev AA, et al. Efficacy of poly-3-hydroxybutyrate enriched with simvastatin in bone regeneration after tooth extraction (experimental study). Modern Technologies in Medicine. 2024;16(5):27–34. doi: 10.17691/stm2024.16.5.03
  13. Ghassemi T, Shahroodi A, Ebrahimzadeh MH, et al. Current concepts in scaffolding for bone tissue engineering. Arch Bone Jt Surg. 2018;6(2):90–99.
  14. Bharadwaz A, Jayasuriya AC. Recent trends in the application of widely used natural and synthetic polymer nanocomposites in bone tissue regeneration. Mater Sci Eng C Mater Biol Appl. 2020;110:110698. doi: 10.1016/j.msec.2020.110698 EDN: XRCKMB
  15. Alonzo M, Primo FA, Kumar SA, et. al. Bone tissue engineering techniques, advances and scaffolds for treatment of bone defects. Curr Opin Biomed Eng. 2021;17:100248. doi: 10.1016/j.cobme.2020.100248 EDN: FSWGDC
  16. Alsawah GM, Al-Obaida MI, Al-Madi EM. Effect of a simvastatin-impregnated chitosan scaffold on cell growth and osteoblastic differentiation. Applied Sciences (Switzerland). 2021;11(12):5346. doi: 10.3390/app11125346 EDN: BHIIQX
  17. Delan WK, Ali IH, Zakaria M, et al. Investigating the bone regeneration activity of PVA nanofibers scaffolds loaded with simvastatin/chitosan nanoparticles in an induced bone defect rabbit model. Int J Biol Macromol. 2022;222(Pt B):2399–2413. doi: 10.1016/j.ijbiomac.2022.10.026 EDN: YSOLJW
  18. Olkhov AA, Muraev AA, Volkov AV. Structure and properties of bioresorbed materials based on polylactide for regenerative medicine. All Materials. Encyclopaedic Reference Manual. 2021;(1):7–15. doi: 10.31044/1994-6260-2021-0-1-7-15
  19. Bonartsev AP, Bonartseva GA, Reshetov IV, et al. Application of polyhydroxyalkanoates in medicine and the biological activity of natural poly(3-hydroxybutyrate). Acta Naturae. 2019;11(2):4–16. doi: 10.32607/20758251-2019-11-2-4-16 EDN: HQISMC
  20. Bonartsev AP, Voinova VV, Volkov AV. Scaffolds based on poly(3-hydroxybutyrate) and its copolymers for bone tissue engineering (review). Modern Technologies in Medicine. 2022;18(5):78–91. doi: 10.17691/stm2022.14.5.07 EDN: WXKFER
  21. Ni Q, Zhu J, Li Z, et al. Simvastatin promotes rat Achilles tendon-bone interface healing by promoting osteogenesis and chondrogenic differentiation of stem cells. Cell Tissue Res. 2023;391(2):339–355. doi: 10.1007/s00441-022-03714-w EDN: XSXKCG

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
2. Рис. 1. Костный регенерат из дна верхнечелюстной пазухи, содержащий округлые гранулы остеопластического материала, вокруг которых в присутствии симвастатина образуется как незрелая (ретикулофиброзная), так и зрелая (пластинчатая) костная ткань (a); без включения симвастатина — преимущественно незрелая костная ткань (b). Окраска гематоксилином и эозином.

3. Рис. 2. Костный регенерат из дна верхнечелюстной пазухи, содержащий округлые гранулы остеопластического материала, вокруг которых в присутствии симвастатина образуется зрелая (пластинчатая) костная ткань занимает большее пространство регенерата вокруг материала (a); без включения симвастатина — небольшое количество преимущественно пластинчатой костной ткани (b). Окраска гематоксилином и эозином.


© Эко-Вектор, 2025


 


Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».