BACKGROUND: About a half a century ago, the concept of physiological regeneration of bone tissue was introduced, which is based on the functioning of basic multicellular units (BMUs). Later, such an approach can also be used to understand the regularities of reparative regeneration. Bone grafting using gene-activated synthetic replacement materials introduces additional features into the reparative process because the material becomes an active participant in the process. Bone grafts sequentially undergo resorption and metabolism and become a matrix on the basis of which the BMUs implement regenerative osteogenesis.
AIM: To reveal the function of BMUs in a human bone wound during implantation of a gene-activated osteoplastic material from octacalcium phosphate.
MATERIALS AND METHODS: Microfocal computed tomography, histological and immunohistochemical studies, histomorphometry were analyzed and processed statistically.
RESULTS: When using an ordinary product and a gene-activated material based on octacalcium phosphate, the bone regenerate was represented by a multi-tissue structure formed by bone beams surrounding non-resorbed fragments of bone replacement products. In the histomorphometric analysis of gene-activated material, the median area of the unresorbed granules was 0.039 [0.013; 0.079] mm2, and the median area of the osteoclasts was 67 [22; 235] cells/mm2. In the group using an ordinary product, the values were 0.029 [0.009; 0.068] mm2 and 15 [0; 79] cells/mm2, respectively.
CONCLUSION: BMUs that are in various phases of functional activity (resorption, reversion, formation, and rest) can be detected at the gene-activated material–bone interface. The last phase appears only in cases when the components of the material do not induce osteogenesis.
Обоснование. Около полувека назад была разработана модель физиологической регенерации костной ткани, в основу которой положена концепция функционирования базисных многоклеточных единиц (БМЕ). Позднее было показано, что такой подход может быть применён и для понимания закономерностей репаративной регенерации. Костная пластика с использованием ген-активированных замещающих материалов привносит в репаративный процесс дополнительные особенности, заключающиеся в том, что сам материал становится непосредственным участником процесса и последовательно подвергается резорбции, метаболизму, а также становится матрицей, на основе которой БМЕ реализуют процесс регенерационного остеогенеза.
Цель исследования — выявить и описать работу БМЕ в костной ране у человека при имплантации ген-активированного костнопластического изделия из октакальциевого фосфата.
Материалы и методы. Материалом исследования послужили 30 биоптатов, полученных в ходе двухэтапной дентальной имплантации у человека через 6 мес после костной пластики. Результаты оценивали посредством микрофокусной компьютерной томографии, гистологического и иммуногистохимического исследований гистоморфометрии со статистической обработкой полученных данных.
Результаты. По результатам проведённого исследования как в случае применения ординарного изделия, так и при использовании ген-активированного материала на основе октакальциевого фосфата костный регенерат был представлен мультитканевой структурой, сформированной за счёт костных балок, окружающих нерезорбированные фрагменты костнозамещающих изделий. В ходе гистоморфометрического анализа ген-активированного материала медианная площадь нерезорбированных гранул составила 0,039 [0,013; 0,079] мм2, а плотность остеокластов — 67 [22; 235] кл./мм2; а в группе с использованием ординарного изделия — 0,029 [0,009; 0,068] мм2 и 15 [0; 79] кл./мм2 соответственно.
Заключение. Установлено, что на границе ген-активированный материал–кость могут быть выявлены БМЕ, находящиеся в различных фазах функциональной активности: резорбции, реверсии, формирования и покоя. Последняя фаза проявляется лишь в тех случаях, когда компоненты материала не индуцируют остеогенез.