Гибридные имплантаты на основе кальций-магниевой силикатной керамики диопсида в качестве носителя рекомбинантного BMP-2 и деминерализованного костного матрикса в качестве каркаса: динамика репаративного остеогенеза на модели краниотомии у мышейстатья
Статья опубликована в журнале из списка RSCI Web of Science
Статья опубликована в журнале из перечня ВАК
Статья опубликована в журнале из списка Web of Science и/или Scopus
Аннотация:Кальций-магниевая силикатная керамика диопсид является перспективным материалом для использования в костной пластике, однако до сих пор возможность его применения в качестве носителя рекомбинантного костного морфогенетического белка-2 (BMP-2) не была исследована, как и особенности репаративного остеогенеза с использованием материалов на основе диопсида с BMP-2. Порошок кальций-магниевой силикатной керамики был получен твердофазным методом с использованием в качестве исходных компонентов биоотходов – рисовой шелухи и яичной скорлупы. Основная фаза полученной керамики представляла собой диопсид. Частицы имели неправильную форму со средним размером около 2,3 мкм и ~20% объёмной пористостью со средним размером пор около 24 нм, что позволяет классифицировать материал как мезопористый. 1 мг частиц диопсида сорбирует более 150 мкг рекомбинантного BMP-2, что превышает сорбционную ёмкость гидроксилапатита, кальций-фосфатной керамики, часто используемой в составе гибридных имплантатов, более чем в 3 раза. Кинетика выхода BMP-2 in vitro характеризуется взрывным выходом в первые 2 суток и постепенным выходом примерно по 0,4-0,5% от нанесённого белка в последующие 7 суток. Эксперименты in vivo проводили на мышиной модели краниальных дефектов критического размера с имплантацией суспензии порошка диопсида с/без BMP-2 в гиалуроновой кислоте, введённой в диски из деминерализованного костного матрикса (ДКМ), обладающего 73 - 90% объёмной пористостью с размером макропор от 50 до 650 мкм. Гистологически исследована динамика процессов неоостеогенеза и ремоделирования костной ткани на сроках 12, 21, 48 и 63 дня. Частицы диопсида равномерно распределяются в матрице и вызывают минимальную реакцию на введение инородного тела. При наличии BMP-2 к 63 суткам в порах имплантата образуются значительные фокусы новообразованной костной ткани с очагами костного мозга и вовлечением в ремоделирование больших областей ДКМ в центре имплантата и материнской кости по краям. Диопсид может рассматриваться как перспективный материал для введения в гибридные имплантаты в качестве эффективного носителя BMP-2.