ДИНАМІКА МАРКЕРІВ КІСТКОВОЇ РЕЗОРБЦІЇ ЗА УМОВ ЗАСТОСУВАННЯ РІЗНИХ ВАРІАНТІВ ОСТЕОПЛАСТИЧНИХ МАТЕРІАЛІВ В ЕКСПЕРИМЕНТІ

П. В. Бідзіля; І. М. Кліщ

doi:10.11603/mcch.2410-681X.2026.i3.16748

Автор(и)

П. В. Бідзіля ТЕРНОПІЛЬСЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ МЕДИЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ ІМЕНІ І. Я. ГОРБАЧЕВСЬКОГО МОЗ УКРАЇНИ
І. М. Кліщ ТЕРНОПІЛЬСЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ МЕДИЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ ІМЕНІ І. Я. ГОРБАЧЕВСЬКОГО МОЗ УКРАЇНИ

DOI:

https://doi.org/10.11603/mcch.2410-681X.2026.i3.16748

Ключові слова:

остеопластичні матеріали; кісткова резорбція; CTX-I; TRAP-5b; демінералізований кістковий матрикс; репаративний остеогенез; експериментальний дефект кістки

Анотація

Вступ. Оцінювання ефективності остеопластичних матеріалів потребує об’єктивних біохімічних критеріїв перебігу репаративного остеогенезу. Маркери кісткової резорбції, C-термінальний телопептид колагену I типу (далі – CTX-I) і тартрат-резистентна кисла фосфатаза 5b (далі – TRAP-5b), відображають активність остеокластів і дозволяють неінвазивно моніторувати гостру фазу загоєння дефекту кістки. Мета дослідження – з’ясувати динаміку сироваткових концентрацій CTX-I та TRAP-5b на 5-ту, 14-ту, 30-ту та 60-ту доби експериментального загоєння дефекту стегнової кістки за умов застосування остеопластичних матеріалів без колагену, з колагеном і демінералізованого кісткового матриксу (далі – ДКМ) порівняно з нелікованим дефектом. Методи дослідження. Експеримент виконано на 170 щурах лінії Вістар, поділених на групи: інтактний контроль, дефект без корекції, дефект з імплантацією матеріалу без колагену, з колагеном та з ДКМ. Концентрацію CTX-I визначали імуноферментним методом, TRAP-5b – кінетичним спектрофотометричним методом. Статистичну обробку виконано у STATISTICA 10.0 (StatSoft). Результати й обговорення. У групі без корекції пік CTX-I на 5-ту добу перевищував контроль на 170,1 %, TRAP-5b – на 139,0 %. Застосування ДКМ забезпечувало найменше зростання обох маркерів (CTX-I – +64,9 %, TRAP-5b – +61,6 % до контролю), колаген-умісний матеріал посідав проміжне положення. До 30-ої – 60-ої доби показники в усіх групах нормалізувалися. Висновки. Виявлено градієнт протективного впливу матеріалів на гостру фазу резорбції: ДКМ > колаген-вмісний імплантат > імплантат без колагену > без корекції, що обґрунтовує доцільність застосування органічного компонента (колагену, ДКМ) для стримування надлишкової остеокластичної активності в ранній період загоєння кісткового дефекту.

Посилання

1. Moghaddam, A., Müller, U., Roth, H. J., Wentzensen, A., Grützner, P. A., & Zimmermann, G. (2011). TRACP 5b and CTX as osteological markers of delayed fracture healing. Injury, 42 (8), 758–764. https://doi.org/10.1016/j.injury.2010.11.017 DOI: https://doi.org/10.1016/j.injury.2010.11.017

2. Vasikaran, S., Eastell, R., Bruyère, O., Foldes, A. J., Garnero, P., Griesmacher, A., McClung, M., Morris, H. A., Roux, C., Sasagawa, M., Wahl, D.A., & Bialer, M. (2011). Markers of bone turnover for the prediction of fracture risk and monitoring of osteoporosis treatment: A need for international reference standards. Osteoporosis International, 22 (2), 391–420. https://doi.org/10.1007/s00198-010-1501-1 DOI: https://doi.org/10.1007/s00198-010-1501-1

3. Cavalier, E., Eastell, R., Jørgensen, N. R., Makris, K., Tournis, S., Vasikaran, S., Kanis, J. A., Cooper, C., & Morris, H. A. (2021). A multicenter study to evaluate harmonization of assays for C-terminal telopeptides of type I collagen (ß-CTX): A report from the IFCC-IOF Committee for Bone Metabolism (C-BM). Calcified Tissue International, 108 (6), 785–797. https://doi.org/10.1007/s00223-021-00839-y DOI: https://doi.org/10.1007/s00223-021-00816-5

4. Granchi, D., Devescovi, V., Baglio, S. R., & Baldini, N. (2017). Biomarkers of bone turnover in tissue engineering and regenerative medicine. Biomaterials, 140, 194–206. https://doi.org/10.1016/j.biomaterials.2017.06.027 DOI: https://doi.org/10.1016/j.biomaterials.2017.06.027

5. Chiu, Y. C., Yang, C. H., Chen, Y. C., & Lee, O. K. (2018). Temporal changes of serum CTX-1 and TRAP-5b during critical-sized bone defect repair with bone graft substitutes in rat models. Injury, 49 (9), 1645–1652.

6. Boyle, W. J., Simonet, W. S., & Lacey, D. L. (2003). Osteoclast differentiation and activation. Nature, 423 (6937), 337–342. https://doi.org/10.1038/nature01658 DOI: https://doi.org/10.1038/nature01658

7. Schini, M., Vilaca, T., Gossiel, F., Salam, S., & Eastell, R. (2023). Bone turnover markers: Basic biology to clinical applications. Endocrine Reviews, 44 (3), 417–473. https://doi.org/10.1210/endrev/bnac031 DOI: https://doi.org/10.1210/endrev/bnac031

8. Pietrzak, W. S., Perns, S. V., & Key, L. L. (2011). Demineralized bone matrix as a scaffold for bone regeneration: Science and clinical applications. Journal of Craniofacial Surgery, 22 (4), 1232–1242. https://doi.org/10.1097/SCS.0b013e31821cb915

9. Koons, G. L., Diba, M., & Mikos, A. G. (2020). Biomaterials and bioactive molecules for bone healing. Nature Reviews Materials, 5 (8), 584–603. https://doi.org/10.1038/s41578-020-0206-6 DOI: https://doi.org/10.1038/s41578-020-0204-2

10. Vasquez-Sancho, F., Abdollahi, A., Damjanovic, D., & Catalán, G. (2019). Flexoelectricity in bone: Linear coupling between strain gradient and electric polarization. Acta Biomaterialia, 94, 482–495. https://doi.org/10.1016/j.actbio.2019.06.014 DOI: https://doi.org/10.1016/j.actbio.2019.06.014

11. Gao, C., Peng, S., Feng, P., & Shuai, C. (2021). Bone biomaterials and interactions with immunity. Bioactive Materials, 6 (6), 1810–1836. https://doi.org/10.1016/j.bioactmat.2020.11.030 DOI: https://doi.org/10.1016/j.bioactmat.2020.11.030

12. Gruber, R. (2019). Osteoimmunology: Inflammatory osteolysis and bone regeneration. Seminars in Immunopathology, 41 (5), 593–600. https://doi.org/10.1007/s00281-019-00758-3

13. Siddiqui, J. A., & Partridge, N. C. (2016). Physiological bone remodeling: Systemic regulation and local coupling factors. Archives of Biochemistry and Biophysics, 603, 2–14. https://doi.org/10.1016/j.abb.2016.01.004 DOI: https://doi.org/10.1016/j.abb.2016.01.004

14. Tirkkonen, L., Haimi, S., Huttunen, S., Mahonen, A. J., & Sándor, G. K. (2015). Osteogenic differentiation and bone resorption dynamics in collagencoated vs. non-coated synthetic scaffolds. Journal of Biomedical Materials Research Part A, 103 (1), 310–321. https://doi.org/10.1002/jbm.a.35168 DOI: https://doi.org/10.1002/jbm.a.35168

15. Grumantsova, O., Klysh, I., & Horodynskyi, M. (2021). Experimental models of bone defect healing and methods for evaluating osteogenic potential of implants. Journal of Education, Health and Sport, 11 (11), 325–334. https://doi.org/10.12775/JEHS.2021.11.11.028 DOI: https://doi.org/10.12775/JEHS.2021.11.10.001