Динамика обновления клеточных популяций костной ткани у крыс на поверхности титановых имплантатов с биоактивным покрытием при моделировании перелома
Исследовали иммунолокализацию PCNA, CD44, остеокальцина, Mdm2, р53 и каспазы-3 на модели перелома бедренной кости крыс с установкой имплантата с кальций-фосфатным и гидроксиапатитным покрытием. PCNA+, Ost+, CD44+ и Mdm2+ клетки локализовались в надкостнице, в слое наружных окружающих пластинок и соединительной ткани гаверсовых каналов. Плотность клеток возрастала на 7-е сутки после перелома и снижалась к 30-м суткам. Количество р53+ и CASP3+ клеток достигала максимума на 14-е сутки с преимущественной локализацией в надкостнице и костных пластинках, прилегающих к ней, и снижалась к 30-м суткам. Кальций-фосфатное покрытие стимулировало пролиферативную активность клеток на ранних сроках фазы регенерации, а на поздних — апоптотическую гибель. Компоненты покрытия можно рассматривать как элемент позиционной информации для дифференцировки мезенхимных стромальных клеток. Эффективность репаративного остеогенеза определяется балансом пролиферативных и деструктивных факторов в участке сращения перелома. Этот процесс можно оптимизировать с помощью различных наноструктурных материалов с остео­индуктивными свойствами, в частности биорезорбируемых кальций-фосфатных покрытий на титановых имплантатах. Однако влияние этих компонентов на состояние камбиальных клеток, их дифференцировку и позиционирование в зоне репарации не известно.
nymatveeva@mail.ru Матвеева Н.Ю.
10.47056/1814-3490-2021-2-136-143
Dynamics of renewal cellular populations of bone tissue in rats on the surface of titanium implants with bioactive coating during fracture modeling
Immunolocalization of PCNA, CD44, osteocalcin, Mdm2, p53, and caspase-3 was studied in a rat femur fracture model with an implant with calcium phosphate and hydroxyapatite coating. PCNA+, Ost+, CD44+, and Mdm2+ cells were localized in the periosteum, in the layer of the outer surrounding plates and in the connective tissue of the Haversian canals. Cell density increased on the 7th day after the fracture and decreased by the 30th day. The number of p53+ and CASP3+ cells reached a maximum on the 14th day with a predominant localization in the periosteum and bone plates adjacent to it, and decreased by the 30th day. Calcium phosphate coating stimulated the proliferative activity of cells in the early stages of the regeneration phase, and at the later stages — apoptotic death. Coating components can be viewed as an element of positional information for differentiation of mesenchymal stromal cells. The effectiveness of reparative osteogenesis is determined by the balance of proliferative and destructive factors in the site of the fracture union. This process can be optimized using various nanostructured materials with osteoinductive properties, in particular bioresorbable calcium phosphate coatings on titanium implants. However, the influence of these components on the state of cambial cells, their differentiation and positioning in the repair zone is unknown.