Порівняльна оцінка ефективності остеопластичних матеріалів різної біологічної активності при репаративній регенерації експериментального дірчастого дефекту стегнової кістки
DOI:
https://doi.org/10.11603/2414-4533.2026.3.16665Ключові слова:
репаративний остеогенез, кістковий дефект, остеопластичні матеріали, деміналізований кістковий матрикс, колаген, RANKL, OPG, склеростин, маркери кісткового ремоделюванняАнотація
Мета роботи: встановити та порівняти ефективність ксеногенного кісткового матеріалу без колагену, ксеногенного матеріалу з колагеновим покриттям та деміналізованого кісткового матриксу для стимуляції репаративного остеогенезу в моделі експериментального дірчастого дефекту стегнової кістки щура на основі комплексної гістоморфологічної, рентгенологічної та біохімічної оцінки.
Матеріали і методи. Дослідження виконано на щурах, яким моделювали стандартний дірчастий дефект стегнової кістки діаметром 3 мм (остеоперфорація буром під тіопентал-натрієвим наркозом). Тварин поділили на 4 експериментальні групи (n=10 у кожній групі на кожному терміні): 1 – дефект без корекції (контроль); 2 – імплантація ксеногенного матеріалу без колагену; 3 – імплантація ксеногенного матеріалу з колагеном; 4 – імплантація деміналізованого кісткового матриксу (ДКМ). Тварин виводили з експерименту на 5, 14, 30 та 60 доби. Проведено світлову мікроскопію, рентгенографію та імуноферментне визначення 8 сироваткових маркерів кісткового ремоделювання (CTX-I, TRAP-5b, P1NP, BALP, остеокальцин, RANKL, OPG, склеростин). Статистичну обробку (t-критерій Стьюдента, кореляційний аналіз Пірсона, множинна регресія, ієрархічна кластеризація, аналіз головних компонент) виконано в пакеті Statistica 10.0.
Результати. Встановлено, що всі досліджені матеріали проходять єдину послідовність фаз ремоделювання (гостра резорбтивна → перехідна анаболічна → стабілізаційна), відрізняючись швидкістю й амплітудою її проходження. ДКМ забезпечив найбільш ранню й стабільну морфологічну зрілість регенерату на всіх термінах спостереження (CTX-I на 5 добу знижений до (0,442±0,03) нг/мл проти (0,724±0,05) нг/мл у контрольній групі, t=4,84; p<0,001); матеріал із колагеном продемонстрував найдинамічніший остеогенний ефект у середньостроковому періоді (14–30 доби); матеріал без колагену – послідовне, але уповільнене ремоделювання із завершенням до 60 доби. За допомогою методу PCA доведено, що 89,1 % сумарної дисперсії 8 маркерів пояснюють дві головні компоненти, які відображають єдину вісь «резорбція ↔ формування»; множинна регресія підтвердила провідну прогностичну роль осі RANKL/OPG для маркерів резорбції (R²=0,795) і формування кістки (R²=0,698).
Висновки. Ефективність стимуляції репаративного остеогенезу в експериментальній моделі зростає в послідовності: дефект без корекції < матеріал без колагену < матеріал з колагеном < деміналізований кістковий матрикс. Отримані результати обґрунтовують диференційований підхід до вибору остеопластичного матеріалу залежно від очікуваних термінів консолідації дефекту.
Посилання
1. Bone grafts and synthetic substitutes in dental applications: a comprehensive review of molecular mechanisms, materials evolution, and clinical perspective. Front Bioeng Biotechnol. 2025; 13:1759864. DOI: 10.3389/fbioe.2025.1759864. DOI: https://doi.org/10.3389/fbioe.2025.1759864
2. Yang H, Li B, Qin D, et al. Global, regional, and national burden of fracture of pelvis, 1990-2021: Analysis of data from the Global Burden of Disease Study 2021. Frontiers in Public Health. 2025 Jun.; 18:13:1610604. DOI: 10.3389/fpubh. 2025.1610604.
3. Li C, Lin Q. Global epidemiology, burden, and causes of lower extremity and pelvic fractures in the past 32 years. Front Public Health. 2025; 13:1627867. DOI: 10.3389/fpubh.2025.1627867. DOI: https://doi.org/10.3389/fpubh.2025.1627867
4. Cho J, Song H. Current concepts and applications of bone graft substitutes in orthopedic surgery. Journal of Musculoskeletal Trauma. 2025; 38(4):169-77. DOI: 10.12671/jmt.2025.00248. DOI: https://doi.org/10.12671/jmt.2025.00248
5. Sergey Veselkov, Olga Samoilova, Nataliya Shaburova, Evgeny Trofimov. High-Temperature Oxidation of High-Entropic Alloys: A Review. Materials (Basel). 2021 May 16; 14(10):2595. DOI: 10.3390/ma14102595. DOI: https://doi.org/10.3390/ma14102595
6. Moghaddam A, Müller U, Roth HJ, Wentzensen A, Grützner PA, Zimmermann G. TRACP 5b and CTX as osteological markers of delayed fracture healing. Injury. 2011; 42(8):758-64. DOI: 10.1016/j.injury.2011.03.014. DOI: https://doi.org/10.1016/j.injury.2010.11.017
7. Cox G, Einhorn TA, Tzioupis C, Giannoudis PV. Bone-turnover markers in fracture healing. J Bone Joint Surg Br. 2010; 92(3):329-34. DOI: 10.1302/0301-620x.92b3.22787. DOI: https://doi.org/10.1302/0301-620X.92B3.22787
8. Ohrbach R, Sharma S. Behavioral therapy for temporomandibular disorders. Front Oral Maxillofac Med. 2021 December 10; 3:37. DOI: 10.21037/fomm-20-65. DOI: https://doi.org/10.21037/fomm-20-65
9. Brigi C, Aghila Rani KG, Selvakumar B, Hamad M, Abou Neel EA, Samsudin AR.. Decoding biomaterial-associated molecular patterns (BAMPs): influential players in bone graft-related foreign body reactions. PeerJ. 2025 Apr.; 22:13:e19299. DOI: 10.7717/peerj.19299. DOI: https://doi.org/10.7717/peerj.19299
10. Bretschneider H, Quade M, Lode A, Gelinsky M, Rammelt S, Vater C. Chemotactic and Angiogenic Potential of Mineralized Collagen Scaffolds Functionalized with Naturally Occurring Bioactive Factor Mixtures to Stimulate Bone Regeneration. Int J Mol Sci. 2021; 22(11):5836. DOI: 10.3390/ijms22115836. DOI: https://doi.org/10.3390/ijms22115836
11. Ripamonti U, Duarte R, Ferretti C, Reddi A. Osteogenic Competence and Potency of the Bone Induction Principle: Inductive Substrates That Initiate “Bone: Formation by Autoinduction”. J. of Craniofacial Surgery. 2022; 33(3): 971-84. DOI: 10.1097/SCS.0000000000008299. DOI: https://doi.org/10.1097/SCS.0000000000008299
12. Al Qabbani A, Rani KGA, AlKawas S, et al. Evaluation of the osteogenic potential of demineralized and decellularized bovine bone granules following implantation in rat calvaria critical-size defect model. PLoS One. 2023; 18(12):e0294291. DOI: 10.1371/journal.pone.0294291. DOI: https://doi.org/10.1371/journal.pone.0294291
13. Fassbender M, Minkwitz S, Thiele M, Wildemann B. Efficacy of two different demineralised bone matrix grafts to promote bone healing in a critical-size-defect: a radiological, histological and histomorphometric study in rat femurs. Int Orthop. 2014 Sep.; 38(9):1963-9. DOI: 10.1007/s00264-014-2321-2. DOI: https://doi.org/10.1007/s00264-014-2321-2
14. Tobeiha M, Moghadasian MH, Amin N, Jafarnejad S. RANKL/RANK/OPG Pathway: A Mechanism Involved in Exercise-Induced Bone Remodeling. Biomed Res Int. 2020 Feb.; 19:2020:6910312. DOI: 10.1155/2020/6910312. DOI: https://doi.org/10.1155/2020/6910312
Завантаження
Опубліковано
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2026 Павло Бідзіля, Юлія Ковальова, Михайло Процайло, Іван Кліщ
Ця робота ліцензується відповідно до ліцензії Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Автори, які публікуються у журналі «Шпитальна хірургія. Журнал імені Л. Я. Ковальчука», погоджуються з такими умовами:
1. Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
2. Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована в цьому журналі (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи в цьому журналі.
3. Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).
