plasurВопросы реконструктивной и пластической хирургииIssues of Reconstructive and Plastic Surgery1814-1471АНО "НИИ микрохирургии"10.52581/1814-1471/83/06plasur-137Research ArticleЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ХИРУРГИЯEXPERIMENTAL SURGERYВлияние различных форм тромбоцитарных концентратов, используемых в сочетании с биоматериалом «коллапан», на регенерацию сегментарного дефекта большеберцовой костиThe effects of several forms of platelet concentrates combined with biomaterial collapan on segmental tibial bone defect regenerationhttps://orcid.org/0000-0002-6894-1427МигулеваИ. Ю.MigulevaI. Yu.

Мигулева Ирина Юрьевна – доктор медицинских наук, старший научный сотрудник сотрудник научного отделения неотложной травматологии опорно-двигательного аппарата.

129090, Москва, Большая Сухаревская пл., д. 3

Irina Yu. Miguleva - Dr. Med. sci., Senior research assistant, Musculo-sceletal trauma Department.

3, Bolshaya Sukharevskaya Sq., Moscow, 129090

migulevaiu@sklif.mos.ruhttps://orcid.org/0000-0002-7474-549XСавотченкоА. М.SavotchenkoA. M.

Савотченко Андрей Михайлович – врач травматолог-ортопед 1-го травматологического отделения для лечения больных с повреждениями кисти.

111020, Москва, Госпитальная пл., д. 2

Andrey M. Savotchenko - trauma and orthopedic surgeon.

2, Gospitalnaya Sq., Moscow, 111020

andreysavotchenco@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-7920-0552БерченкоГ. Н.BerchenkoG. N.

Берченко Геннадий Николаевич – доктор медицинских наук, профессор, заведующий патолого-анатомическим отделением.

127299, Москва, ул. Приорова, д.10

Gennadiy N. Berchenko - Dr. Med. sci., Professor, head of Prosectorium Department.

10, Priorov st., Moscow, 127299

berchenko@cito-bone.ruhttps://orcid.org/0000-0002-2523-6939ПономаревИ. Н.PonomarevI. N.

Пономарев Иван Николаевич – кандидат медицинских наук, старший научный сотрудник научного отделения биотехнологий и трансфузиологии.

129090, г. Москва, Большая Сухаревская пл., д. 3

Ivan N. Ponomarev - Cand. Med. sci., Senior research assistant, the Department of Biotechnologies and Transfusion Medicine.

3, Bolshaya Sukharevskaya Sq., Moscow, 129090

ake@neicon.ruhttps://orcid.org/0000-0001-8074-287XБородинаЕ. Н.BorodinaE. N.

Бородина Евгения Никитична – младший научный сотрудник лаборатории экспериментальной патологии.

129090, Москва, Большая Сухаревская пл., д. 3

Evgeniya N. Borodina - Junior research assistant, Laboratory of Experimental Pathology.

3, Bolshaya Sukharevskaya Sq., Moscow, 129090

borodina@sklif.mos.ruhttps://orcid.org/0000-0002-8897-7523БоровковаН. В.BorovkovaN. V.

Боровкова Наталья Валерьевна – доктор медицинских наук, заведующий научным отделением биотехнологий и трансфузиологии.

129090, Москва, Большая Сухаревская пл., д. 3

Nataliya V. Borovkova - Dr. Med. sci., Head of Department of Biotechnologies and Transfusion Medicine.

3, Bolshaya Sukharevskaya Sq., Moscow, 129090

borovkovanv@sklif.mos.ruhttps://orcid.org/0000-0001-8616-920XФайнА. М.FainA. M.

Файн Алексей Максимович – доктор медицинских наук, заведующий научным отделением неотложной травматологии опорно-двигательного аппарата НИИ скорой помощи им. Н.В. Склифосовского; профессор кафедры травматологии, ортопедии и медицины катастроф Московский ГМСУ им. А.И. Евдокимова.

129090, г. Москва, Большая Сухаревская пл., д. 3; 127473, Москва, ул. Делегатская, д. 20, стр. 1

Alexey M. Fain - Dr. Med. sci., head of Musculo-sceletal trauma Department, N.V. Sklifosovsky RI for Emergency Medicine; Professor of the Department of Traumatology, Orthopedics and Disaster Medicine, MSMDU named after A.I. Evdokimov.

3, Bolshaya Sukharevskaya Sq., Moscow, 129090; 20, Delegatskaya st., Moscow, 127473

fainam@sklif.mos.ruНаучно-исследовательский институт скорой помощи им. Н.В. Склифосовского, Департамент здравоохранения города МосквыРоссияN.V. Sklifosovsky Research Institute for Emergency Medicine, the Moscow Health DepartmentRussian FederationГородская клиническая больница №29 им. Н.Э. Баумана, Департамент здравоохранения города МосквыРоссияN.E. Bauman Municipal Clinical Hospital No. 29, the Moscow Health DepartmentRussian FederationНациональный медицинский исследовательский центр травматологии и ортопедии им. Н.Н. ПриороваРоссияNational Medical Research Center for Traumatology and Orthopedics named after N.N. PriorovRussian FederationНаучно-исследовательский институт скорой помощи им. Н.В. Склифосовского, Департамент здравоохранения города Москвы; Московский государственный медико-стоматологический университет им. А.И. ЕвдокимоваРоссияN.V. Sklifosovsky Research Institute for Emergency Medicine, the Moscow Health Department; Moscow State Medical and Dental University named after A.I. EvdokimovRussian Federation2022030220232545364Copyright © Мигулева И.Ю., Савотченко А.М., Берченко Г.Н., Пономарев И.Н., Бородина Е.Н., Боровкова Н.В., Файн А.М., 20232023Мигулева И.Ю., Савотченко А.М., Берченко Г.Н., Пономарев И.Н., Бородина Е.Н., Боровкова Н.В., Файн А.М.Miguleva I.Y., Savotchenko A.M., Berchenko G.N., Ponomarev I.N., Borodina E.N., Borovkova N.V., Fain A.M.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://plasur.elpub.ru/jour/article/view/137

Проведено исследование влияния трех аллогенных тромбоцитарных концентратов на регенерацию трубчатой кости в области сегментарного дефекта.

Материал и методы

Материал и методы. У 145 лабораторных крыс резецировали сегмент диафиза большеберцовой кости, отломки стабильно фиксировали металлоконструкциями. В 1-й группе наблюдений (n = 39) дефект кости оставляли пустым, во 2-й группе (n = 10) дефект заполняли смесью коллапана с мелкофрагментированной аутокостью. В 3-й группе (n = 32) к смеси биоматериал-аутокость добавляли богатую тромбоцитами плазму, в 4-й группе (n = 37) – криоконсервированный лизат тромбоцитов, в 5 группе наблюдений (n = 27) – фибриновый тромбо-лейкоцитарный сгусток.

Результаты

Результаты. На аутопсии у 23 из 32 крыс в 3-й группе, у 25 из 37 – в 4-й группе и у 19 из 27 животных в 5-й группе определяли сращение опилов большеберцовой кости. Во 2-й группе сращение отмечено у 5 из 10 животных, в 1-й группе – у 15 из 39. Различия в частоте сращений в группах 3, 4, 5 по сравнению с 1-й группой имеют высокий уровень статистической значимости: χ2 = 7,889, χ2 = 6,452 и χ2 = 6,504 соответственно; между группами 1 и 2 статистически значимых различий не выявлено. Патоморфологическое исследование показало, что в группах 3, 4 и 5, в отличие от 2-й группы, к 3-й нед после операции на поверхности опила определялась интермедиарная костная мозоль, наиболее выраженная у животных 4-й группы; на поверхности конгломератов коллапан-аутокость формировалась остеоидная кость. К 6–12-й нед наиболее зрелая новообразованная кость определялась у крыс 4-й группы, а наименее зрелая – у животных 2-й группы.

Заключение

Заключение. Все три исследованных аллогенных концентрата тромбоцитов, иммобилизованных на биоматериале коллапан, активизируют репаративный остеогенез в значительном сегментарном дефекте трубчатой кости. Наиболее выраженный гистологически подтвержденный эффект стимуляции остеогенеза наблюдался при использовании криоконсервированного лизата тромбоцитов.

Objective

Objective: the purpose of the study was to evaluate the effects of three forms of allogeneic platelet concentrates on segmental tubular bone defect osseous regeneration.

Material and Methods

Material and Methods. In 145 laboratory rats tibial shaft segment was resected and stable osteosynthesis of the bone ends was performed. In group 1 animals the bone defect was left graftless, in group 2 animals biomaterial Collapan and shattered orthotopic autologous bone mixture into the bone defect site was placed. In group 3 animals as part of Collapan-autobone mixture defect filling fresh allogeneic platelet rich plasma was added, in group 4 animals allogeneic cryodestructed platelet rich plasma to the Collapan-bone mixture was added and group 5 animals received Collapan-bone mixture with allogeneic platelet rich fibrin added.

Results

Results. According to gross dissection data in 23 of the 32 group 3 rats, in 25 of the 37 group 4 rats and in 19 of the 27 group 5 rats complete visual tibial shaft defect healing occurred. In group 2 on visual inspection of tibial bone in 5 of the 10 rats defect healing was noted and in group 1 rats the defect healed in 15 of the 39 animals only. Bone defect healing rates in groups 3, 4 and 5 differed from group 1 healing rate significantly with χ2 = 7,889, χ2 = 6,452 and χ2 = 6,504 respectively, group 2 bone defect healing rate did not differ from that of group 1 (χ2 = 0,439). Histological analysis of specimens from groups 3, 5 and especially from group 4, at 3 weeks after plasty demonstrated active intermediary callus formation at bonesaw-line and neoformed osteoid bone on Collapan-bone chips aggregations surfaces; no intermediary callus formation in specimens from group 2 was found. At 6 to 12 weeks after plasty the most mature osseous tissue in specimens from group 4 was observed, the least mature neoformed osseous tissue amount was common to specimens from group 2.

Conclusion

Conclusion. All three allogeneic Collapan-immobilized platelet concentrates studied promoted bone formation and healing of considerable segmental tibial shaft bone defect in rat model. The most evident osteogenesis activating effect was histologically confirmed in cases where cryodestructed platelet rich plasma to Collapan-bone chips mixture was added.

богатая тромбоцитами плазмакриоконсервированный лизат тромбоцитовтромболейкоцитарный фибриновый сгустокplatelet rich plasmacryodesrtructed platelet rich plasmaplatelet rich fibrinReferencesMarx R.E., Carlson E.R., Eichstaedt R.M. et al. Platelet-rich plasma: Growth factor enhancement for bone grafts // Oral Surg Oral Med Oral Pathol Oral Radiol Endod. 1998. Vol. 85(6). P. 638-646. DOI: 10.1016/s10792104(98)90029-4Marx R.E., Carlson E.R., Eichstaedt R.M., et al. Platelet-rich plasma: Growth factor enhancement for bone grafts. Oral Surg Oral Med Oral Pathol Oral Radiol Endod. 1998;85(6):638-646. DOI: 10.1016/s1079-2104(98)90029-4Han F., Wang J., Ding L. et al. Tissue Engineering and Regenerative Medicine: Achievements, Future, and Sustainability in Asia // Front Bioeng Biotechnol. 2020. Vol. 8. P. 83. DOI: 10.3389/fbioe.2020.00083Han F., Wang J., Ding L., et al. Tissue Engineering and Regenerative Medicine: Achievements, Future, and Sustainability in Asia. Front Bioeng Biotechnol. 2020;8:83. DOI: 10.3389/fbioe.2020.00083Wu C.L., Lee S.S., Tsai C.H. et al. Platelet-rich fibrin increases cell attachment, proliferation and collagen related protein expression of human osteoblasts // Aust Dent J. 2012. Vol. 57, № 2. P. 207–212. DOI: 10.1111/j.18347819.2012.01686.xWu C.L., Lee S.S., Tsai C.H., et al. Platelet-rich fibrin increases cell attachment, proliferation and collagen related protein expression of human osteoblasts. Aust Dent J. 2012;57(2):207-212. DOI: 10.1111/j.18347819.2012.01686.xDohan Ehrenfest D.M., Rasmusson L., Albrektsson T. Classification of platelet concentrates: from pure platelet-rich plasma (P-PRP) to leucocyteand platelet-rich fibrin (L-PRF) // Trends Biotechnol. 2009. Vol. 27(3). P. 158–167. DOI:10.1016/j.tibtech.2008.11.009Dohan Ehrenfest D.M., Rasmusson L., Albrektsson T. Classification of platelet concentrates: from pure plateletrich plasma (P-PRP) to leucocyteand platelet-rich fibrin (L-PRF). Trends Biotechnol. 2009;27(3):158-167. DOI:10.1016/j.tibtech.2008.11.009Dohan Ehrenfest D.M., Choukroun J., Diss A. et al. Platelet-rich fibrin (PRF): a second-generation platelet concentrate. Part I: technological concepts and evolution // Oral Surg Oral Med Oral Pathol Oral Radiol Endod. 2006. Vol. 101(3). P. e37–44. DOI: 10.1016/j.tripleo.2005.07.008Dohan Ehrenfest D.M., Choukroun J., Diss A., et al. Platelet-rich fibrin (PRF): a second-generation platelet concentrate. Part I: technological concepts and evolution. Oral Surg Oral Med Oral Pathol Oral Radiol Endod. 2006;101(3): e37-44. DOI: 10.1016/j.tripleo.2005.07.008Sunitha Raja V., Munirathnam Naidu E. Platelet-rich fibrin: evolution of a second-generation platelet concentrate // Indian J Dent Res. 2008. Vol. 19, № 1. P. 42–46. DOI: 10.4103/0970-9290.38931Sunitha Raja V., Munirathnam Naidu E. Platelet-rich fibrin: evolution of a second-generation platelet concentrate. Indian J Dent Res. 2008;19(1):42-46. DOI: 10.4103/0970-9290.38931Anilkumar K., Geetha A., Umasudhakar, Ramakrishnan T. et al. Platelet-rich-fibrin: A novel root coverage approach // J Indian Soc Periodontol. 2009. Vol. 13, № 1. P. 50–54. DOI: 10.4103/0972-124X.51897Anilkumar K., Geetha A., Umasudhakar, Ramakrishnan T., et al. Platelet-rich-fibrin: A novel root coverage approach. J Indian Soc Periodontol. 2009;13(1):50–54. DOI: 10.4103/0972-124X.51897Dohan D.M., Choukroun J., Diss A. et al. Platelet-rich fibrin (PRF): A second-generation platelet concentrate. Part III: Leucocyte activation: A new feature for platelet concentrates? // Oral Surg Oral Med Oral Pathol Oral Radiol Endod. 2006. Vol. 101, № 3. P. E51-5. DOI: 10.1016/j.tripleo.2005.07.010Dohan D.M., Choukroun J., Diss A., et al. Platelet-rich fibrin (PRF): A second-generation platelet concentrate. Part III: Leucocyte activation: A new feature for platelet concentrates? Oral Surg Oral Med Oral Pathol Oral Radiol Endod. 2006;101(3):E51-5. DOI: 10.1016/j.tripleo.2005.07.010Barrere F., Blitterswijr C.A, Groot K. Bone regeneration: molecular and cellular interactions with calcium phosphate ceramics // Int J Nanomedicine. 2006. № 1(3). P. 317–322.Barrere F., Blitterswijr C.A, Groot K. Bone regeneration: molecular and cellular interactions with calcium phosphate ceramics. Int J Nanomedicine. 2006;1(3):317-322.Nikolidakis D., Wolke J.G., Jansen J.A. Effect of platelet-rich plasma on the early bone formation around Ca-Pcoated and non-coated oral implants in cortical bone // Clin Oral Implants Rec. 2008. Vol. 19, № 2. P. 207–213. DOI: 10.1111/j.1600-0501.2007.01456.xNikolidakis D., Wolke J.G., Jansen J.A. Effect of platelet-rich plasma on the early bone formation around Ca-Pcoated and non-coated oral implants in cortical bone. Clin Oral Implants Rec. 2008;19(2):207-213. DOI: 10.1111/j.1600-0501.2007.01456.xБерченко Г.Н. Биология заживления переломов кости и влияние биокомпозиционного наноструктурированного материала коллапан на активизацию репаративного остеогенеза // Медицинский алфавит. Больница. 2011. № 1. С. 12–17.Berchenko G.N. Biologiya zazhivleniya perelomov kosti i vliyaniye biokompozitsionnogo nanostrukturirovannogo materiala kollapan na aktivizatsiyu reparativnogo osteogeneza [Biology of bone fracture healing and the effect of nanostructured biocomposite Kollapan on the activation of reparative osteogenesis]. Meditsinskiy alfavit. Bol’nitsa – Medical alphabet. Hospital. 2011;1:12-17 (in Russ.).Берченко Г.Н., Кесян Г.А. Активизация репаративного остеогенеза при заполнении сегментарного дефекта длинной трубчатой кости композиционным препаратом «коллапан» // Травма. 2008. Т. 9, № 3. С. 282– 286.Berchenko G.N., Kesyan G.A. Aktivizatsiya reparativnogo osteogeneza pri zapolnenii segmentarnogo defekta dlinnoy trubchatoy kosti kompozitsionnym preparatom “kollapan” [Аctivization of reparative osteogenesis in filling of segmental defects of long bones with composital material Сollapan]. Trauma. 2008;9(3):282-286 (in Russ.).Уразгильдеев З.И., Бушуев О.М., Берченко Г.Н. Применение коллапана для пластики остеомиелитических дефектов кости // Вестник травматологии и ортопедии им. Н.Н. Приорова. 1998. № 2. С. 31–35.Urazgil’deev Z.I., Bushuev O.M., Berchenko G.N. Primeneniye kollapana dlya plastiki osteomiyeliticheskih defektov kosti [Use of Collapan for plasty of osteomyelitis bone defects]. Vestnik travmatologii i ortopedii im. N.N. Priorova – N.N. Priorov Journal of Traumatology and Orthopedics. 1998;(2):31-35 (in Russ.).Кесян Г.А., Берченко Г.Н., Уразгильдеев З.И. и др. Комплексное лечение переломов и ложных суставов длинных трубчатых костей с использованием отечественного биокомпозиционного препарата «коллапан» // Вестник Российской академии медицинских наук. 2008. № 9. С. 24–32Kesyan G.A., Berchenko G.N., Urazgil’deev Z.I., et al. Kompleksnoye lecheniye perelomov i lozhnykh sustavov dlinnykh trubchatykh kostey s ispol’zovaniyem otechestvennogo biokompozitsionnogo preparata “kollapan” [Complex treatment of fractures and false joints of long bones using the domestic biocomposite drug Collapan]. Vestnik Rossiyskoy Akademii meditsinskih nauk – Annals of the Russian Academy of Medical Sciences. 2008;(9):24-32 (in Russ.).Миронов С.П., Кесян Г.А., Берченко Г.Н., Уразгильдеев Р.З., Микелаишвили Д.С. Способ лечения несросшихся переломов, ложных суставов и костных дефектов трубчатых костей. Патент на изобретение № 2356508С1, опубл. 27.05.2009. Бюлл. № 15.Mironov S.P., Kesyan G.A., Berchenko G.N., Urazgil’deev R.Z., Mikelaishvili D.S. Sposob lecheniya nesrosshihsya perelomov, lozhnyh sustavov i kostnyh defektov trubchatyh kostey. Patent na izobreteniye № 2356508S1, opubl.27.05.2009. [Delayed unions, non-unions and bone defects treatment option. Patent for invention N 2356508C1, publ. 27.05.2009]. Bull. No. 15 (in Russ.).Берченко Г.Н., Кесян Г.А., Микелаишвили Д.С. Применение биокомпозиционного наноструктурированного препарата «коллапан» и обогащенной тромбоцитами аутоплазмы в инжиниринге костной ткани // Травма. 2010. Т. 11, № 1. С. 7–14.Berchenko G.N., Kesyan G.A., Mikelaishvili D.S. Primeneniye biokompozitsionnogo nanostrukturirovannogo preparata “kollapan” i obogashchennoy trombotsitami autoplazmy v inzhiniringe kostnoy tkani [Application of the nanostructured biocomposite Collapan and platelet-enriched autoplasma in bone tissue engineering]. Trauma. 2008;9(3):282-286 (in Russ.).Choukroun J., Adda F., Schoeffler C., Vervelle A. Une opportunité en paroimplantologie: le PRF // Implantantodontie. 2001. № 42. P. 55–62.Choukroun J., Adda F., Schoeffler C., Vervelle A. Une opportunité en paroimplantologie: le PRF. Implantantodontie. 2001;42:55-62.Виноградова Т.П., Лаврищева Г.И. Регенерация и пересадка костей. М.: Медицина, 1974. 247 с.Vinogradova T.P., Lavrishcheva G.I. Regeneratsiya i peresadka kostey [Bone regeneration and bone plasty]. Moscow, Medicine Publ., 1974. 247 p. (in Russ.).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.