MORPHOLOGICAL CHARACTERISTICS OF OSSEOINTEGRATION AFTERAPPLICATION OF TITANIUM IMPLANTS WITH BIOACTIVE COATING AND RECOMBINANT BONE MORPHOGENETIC PROTEIN



Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription or Fee Access

Abstract

Experiments were carried out on 22 albino male Wistar rats to study the morphological peculiarities of osseointegration of titanium grafts with bioactive surface stimulated additionally with bone plastic material «Gamalant™-paste-FORTE Plus», containing recombinant human bone morphogenetic protein-2 ( rhBMP - 2 ) . In 9 rats the implants were placed into femoral bones after local treatment of bone canal with rhBMP -2 - containing material. Another 9 animals were implanted but received no treatment, 4 rats formed the group of intact control. Zone of osseointegration was studied 4, 8 and 12 weeks after graft placement using histological and morphometric methods as well as immune histochemistry to demonstrate osteonectin, CD68, MMP-9, and TIMP-1. The study showed that preliminary treatment of bone canal with rhBMP-2-containing material preceding implant placement was accompanied by an additional osteoinductive effect. More intense and outrunning bone formation in the area of osseointegration was observed, together with remodeling and compaction of the contiguous cancellous bone, thus providing the necessary balance between MMP-9 and TIMP-1 with a high level of each factor expression.

Full Text

Restricted Access

About the authors

N. M. Gaifullin

M.V.Lomonosov Moscow State University

Email: gaifulin@rambler.ru
Department of Physiology and General Pathology

A. S. Karyagina

N. F.Gamaleya Scientific Research Center of Epidemiology and Microbiology

Email: akaryagina@gmail.com
Laboratory of Biologically Active Nanostructures

A. V. Gromov

N. F.Gamaleya Scientific Research Center of Epidemiology and Microbiology

Email: gro_msu@mail.ru
Laboratory of Biologically Active Nanostructures

A. A. Terpilovskiy

Laboratory of Virtual Biology

Email: alexdies@mail.ru

D. A. Malanin

Volgograd State Medical University

Email: malanin67@mail.ru
Department of Traumatology and Orthopedics

M. V. Demeshchenko

Volgograd State Medical University

Email: maximus275@yandex.ru
Department of Traumatology and Orthopedics

V. V. Novochadov

Volgograd State University

Email: novovv@rambler.ru
Department of Bioengineering and Bioinformatics

References

  1. Бартов М. С., Карягина А. С., Громов А. В. и др. Остеопластические препараты нового поколения «Гамалант», содержащие факторы роста и регенерации костной ткани. М.: Кафедра травматологии и ортопедии, 2012. № 2. С. 21-25.
  2. Зайцев В. В., Карягина А. С., Лунин В. Г. Костные морфогенетические белки (BMP): общая характеристика, перспективы клинического применения в травматологии и ортопедии // Вестн. травматол. и ортопед. им. Н. Н. Приорова. 2009. № 4. С. 79-84.
  3. Ирьянов Ю. М., Ирьянова Т. Ю. Замещение дефекта кости в условиях чрескостного остеосинтеза и применения имплантата из никелида титана // Морфология. 2012. Т. 142, вып. 4. С. 83-86.
  4. Калита В. И., Маланин Д. А., Мамаева В. А. и др. Модификация поверхностей внутрикостных имплантатов: современные исследования и нанотехнологии // Вестн. Волгоградск. гос. мед. ун-та. 2009. № 4. С. 17-22.
  5. Коржевский Д. Э., Гиляров А. В. Основы гистологической техники. СПб.: СпецЛит, 2010.
  6. Миронов С. П., Гинцбург А. Л., Еськин Н. А. и др. Экспериментальная оценка остеоиндуктивности рекомбинантного костного морфогенетического белка (rhВМР-2) отечественного производства, фиксированного на биокомпозиционном материале или костном матриксе // Вестн. травматол. и ортопед. им. Н. Н. Приорова. 2010. № 4. С. 38-44.
  7. Федорова М. З., Надеждин С. В., Семихин А. С. и др. Экспериментальная оценка композиционного материала на основе белково-минеральных компонентов и рекомбинантного костного морфогенетического белка (rhВМР-2) в качестве покрытия титановых имплантатов // Травматол. и ортопед. России. 2011. № 2 (60). С. 101-106.
  8. Четвертных В. А., Логинова Н. П., Асташина Н. Б. и др. Регенерация костной ткани нижней челюсти при введении имплантационной системы, выполненной на основе углеродного композиционного материала // Морфология. 2013. Т. 143, вып. 1. С. 69-72.
  9. Шарапова Н. Е., Котнова А. П., Галушкина З. М. и др. Получение рекомбинантного костного морфогенетического белка 2 человека в клетках Escherichia coli и тестирование его биологической активности in vitro и in vivo // Молекул. биол. 2010. № 6. С. 1036-1044.
  10. Bessa P. C., Casal M., Reis R. L. Bone morphogenetic proteins in tissue engineering: the road from the laboratory to the clinic, part I (basic concepts) // J. Tissue Engl. Regen. Med. 2008. Vol. 2, iss. 2-3. P. 1-13.
  11. Brewa K., Nagaseb H. The tissue inhibitors of metalloproteinases (TIMPs): An ancient family with structural and functional diversity // Biochim. Biophys. Acta. 2010. Vol. 1803, № 1. P. 55-71.
  12. Chang P.-C., Lang N. P., Giannobile W. V. Evaluation of functional dynamics during osseointegration and regeneration associated with oral implants: a review // Clin. Oral. Implants. Res. 2010. Vol. 21, № 1. P. 1-12.
  13. Guo X., Wang X. F. Signaling cross-talk between TGF-beta/BMP and other pathways // Cell Res. 2009. Vol. 19, № 1. P. 71-88.
  14. Handbook of histology methods for bone and cartilage / Ed. by Y.H. An and K. L. Martin. N.-Y.: Humana Press, 2003.
  15. Kamiya N., Mishina Y. New insights on the roles of BMP signaling in bone - a review of recent mouse genetic studies // Biofactors. 2011. Vol. 37, № 2. P. 75-82.
  16. Lee J.-S., Yang J.-H., Hong J.-Y. et al. Early bone healing onto implant surface treated by fibronectin/oxysterol for cell adhesion/osteogenic differentiation: in vivo experimental study in dogs // J. Periodontal Implant Sci. 2014. Vol. 44, № 5. P. 242-250.
  17. Singh A., Mehdi A. A., Srivastava R. N., Verma N. S. Immunoregulation of bone remodeling // Int. J. Crit. Illn. Inj. Sci. 2012. Vol. 2, № 2. P. 75-81.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2016 Eco-Vector


СМИ зарегистрировано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор).
Регистрационный номер и дата принятия решения о регистрации СМИ: № 0110212 от 08.02.1993.

This website uses cookies

You consent to our cookies if you continue to use our website.

About Cookies