Інформація призначена тільки для фахівців сфери охорони здоров'я, осіб,
які мають вищу або середню спеціальну медичну освіту.

Підтвердіть, що Ви є фахівцем у сфері охорони здоров'я.

"Тrauma" Том 19, №4, 2018

Back to issue

Spondylosis lumbalis formation in rabbits after bone graft and platelet-rich fibrin

Authors: Радченко В.О., Палкін О.В., Колесніченко В.А., Ашукіна Н.О., Данищук З.М.
ДУ «Інститут патології хребта та суглобів ім. проф. М.І. Ситенка Національної академії медичних наук України», м. Харків, Україна

Categories: Traumatology and orthopedics

Sections: Clinical researches

print version


Summary

Актуальність. Для збільшення частоти формування кісткового блока після операцій спондилодезу необхідні нові біоматеріали, що підвищують остеогенний потенціал трансплантата. Мета дослідження: вивчити формування кісткового зрощення за умов експериментального задньобічного спондилодезу з використанням кісткових ало- та місцевих автотрансплантатів і збагаченого тромбоцитами автологічного фібрину (PRF). Матеріали та методи. Поперековий задньобічний спондилодез виконано 42 статевозрілим самцям кролів каліфорнійської породи, яких розподілили на 6 груп по 7 тварин: контрольна 1 — трансплантати не застосовували; 2 — місцеві автотрансплантати; 3 — місцеві автотрансплантати в поєднанні з PRF; 4 — алотрансплантати з крила клубової кістки; 5 — алотрансплантати з крила клубової кістки в поєднанні з PRF; 6 — PRF. Через 8 тижнів виконували гістологічне дослідження (з морфометрією) ділянки спондилодезу (LIV–LV). Результати. У групі 1 кісткового зрощення в зоні спондилодезу не виявлено. В інших групах регенерат, що розташовувався між поперечними відростками та з’єднував суміжні тіла хребців, складався з пластинчастої кісткової, сполучної та хрящової тканин. Найбільшу кількість пластинчастої кісткової тканини зафіксовано в регенератах кролів груп 2 та 3, більшої зрілості — у групі 3. Найширший регенерат (р < 0,001) виявлено у випадку використання автотрансплантатів у поєднанні з PRF порівняно з іншими групами. Ало- та автотрансплантати, які використано в експерименті, повністю не заміщувалися новоутвореними тканинами, а процес їх перебудови тривав. Висновки. Використання пластичних матеріалів (PRF, ало- та автотрансплантати самостійно й у поєднанні з PRF) під час поперекового міжпоперечного спондилодезу сприяло формуванню зрощення на рівні операції.

Актуальность. Для увеличения частоты формирования костного блока после операций спондилодеза необходимы новые биоматериалы, которые повышают остеогенный потенциал трансплантата. Цель исследования: изучить формирование костного сращения в условиях экспериментального заднебокового спондилодеза с использованием костных алло- и местных аутотрансплантатов и обогащенного тромбоцитами аутологичного фибрина (PRF). Материалы и методы. Поясничный заднебоковой спондилодез выполнен 42 половозрелым самцам кроликов калифорнийской породы, которых разделили на 6 групп по 7 животных: контрольная 1 — трансплантаты не применяли; 2 — местные аутотрансплантаты; 3 — местные аутотрансплантаты в сочетании с PRF; 4 — аллотрансплантаты из крыла подвздошной кости; 5 — аллотрансплантаты из крыла подвздошной кости в сочетании с PRF; 6 — PRF. Через 8 недель выполняли гистологическое исследование (с морфометрией) зоны спондилодеза (LIV–LV). Результаты. В группе 1 костного сращения в зоне спондилодеза не обнаружено. В других группах регенерат, который располагался между поперечными отростками и соединял смежные тела позвонков, состоял из пластинчатой костной, соединительной и хрящевой тканей. Наибольшее количество пластинчатой костной ткани зафиксировано в регенератах кроликов групп 2 и 3, большей зрелости — в группе 3. Наиболее широкий регенерат (р < 0,001) обнаружен в случае использования аутотрансплантатов в сочетании с PRF по сравнению с другими группами. Алло- и аутотрансплантаты, использованные в эксперименте, полностью не замещались новообразованными тканями, а процесс их перестройки продолжался. Выводы. Использование пластических материалов (PRF, алло- и аутотрансплантаты самостоятельно и в сочетании с PRF) при поясничном межпоперечном спондилодезе способствовало формированию сращения на уровне операции.

Background. An increase in the frequency of useful fusion requires new biomaterials that increase the graft osteogenic potential. The purpose of our work was to study the bone fusion formation in experimental posterolateral spinal fusion with the use of bone allograft and local autograft and autologous platelet-rich fibrin. Materials and methods. Lumbar monosegmental posterolateral spinal fusion was performed in 42 mature males from California rabbits aged 4–5 months, which were divided into 6 groups (n = 7). In the control group 1, transplants were not used; there were used local autograft in group 2, local autograft with PRF — in group 3, allograft bone from iliac crest — in group 4, allograft bone from iliac crest with PRF — in group 5, PRF — in group 6. Results. In group 1 bone fusion in the spondylodesis zone was not found. In other groups the regenerate, which was located between the transverse processes and connected adjacent vertebrae bodies, consisted of lamellar bone, connective and cartilaginous tissues. The largest amount of lamellar bone tissue was recorded in the regeneration of rabbits of groups 2 and 3, more maturity in group 3. The most wide regenerate (p < 0.001) was found when autografts were used in combination with PRF compared to other groups. Allografts and autografts used in the experiment were not completely replaced by newly formed tissues and the process of their reconstruction continued. Conclusions. The use of plastic materials (PRF, allografts and autografts alone and in combination with PRF) with lumbar intertransverse process spinal fusion promoted the formation of fusion at the operation level.


Keywords

експериментальний поперековий задньобічній спондилодез; кролі; місцеві автотрансплантати; алотрансплантати; збагачений тромбоцитами фібрин

экспериментальный поясничный заднебоковой спондилодез; кролики; местные аутотрансплантаты; аллотрансплантаты; обогащенный тромбоцитами фибрин

experimental lumbar posterolateral spinal fusion; rabbits; local autograft; allograft bone; platelet rich fibrin


For the full article you need to subscribe to the magazine.


Bibliography

1. Lumbar pseudarthrosis: a review of current diagnosis and treatment / S. Danielle, B.A. Chun, K.C. Baker, W.K. Hsu // Neurosurg. Focus. — 2015. — Vol. 39. — P. 1-8. — doi: 10.3171/2015.7.FOCUS15292.
2. Affective disorders in uence clinical out- comes after revision lumbar surgery in elderly patients with symptomatic adjacent-segment disease, recurrent stenosis, or pseudarthrosis: clinical article / O. Adogwa, T. Verla, P. Thompson [et al.] // J. Neurosurg. Spine. — 2014. — Vol. 21. — P. 153-159. — doi: 10.3171/2014.4.SPINE12668. 
3. Revision surgery for lumbar pseudarthrosis / O. Dede, D. Thuillier, M. Pekmezci [et al.] // Spine J. — 2015. — Vol. 15. — P. 977-982. — doi: 10.1016/j.spinee.2013.05.039.
4. West J.L. Results of spinal arthrodesis with pedicle screw fixation / J.L. West, D.S. Bradford, J.W. Ogilvie // J. Bone Joint Surg. — 1991. — Vol. 73-A. — P. 1179-1184. 
5. Європейська конвенція про захист хребетних тварин, що використовуються для дослідних та інших наукових цілей. Страсбург, 18 березня 1986 року: офіціальний переклад [Електронний ресурс] / Верховна Рада України. Офіційний веб-сайт. (Міжнародний документ Ради Європи). — Режим доступу до документу: електронний ресурс: [http:// zakon.rada.gov.ua/cgi-bin/laws/main.cginreg=994_137]. 
6. Boden S.D. Volvo Award in basic sciences. The use of an osteoinductive grows factor for lumbar spinal fusion. Part II: Study of dose, carrier and species / S.D. Boden, J.H. Schimandle, W.C. Hutton // Spine. — 1995. — Vol. 20(24). — P. 2633-2644. 
7. Саркисов Д.С. Микроскопическая техника / Д.С. Саркисов, Ю.Л. Перов. — М.: Медицина, 1996. — 542 с. 
8. The effect of risedronate on posterior lateral spinal fusion in a rat model / A.R. Gezici, R. Ergun, K. Gurel [et al.] // J. Korean Neurosurg. Soc. — 2009. — Vol. 46. — P. 45-51. — DOI: 10.3340/jkns.2009.46.1.45.
9. Bone regenerative medicine: classic options, novel strategies, and future directions [web source] / A. Oryan, S. Alidadi, A. Moshiri, N. Maffulli // J. Orthop. Surg. Res. — 2014. — Vol. 9. — Article 18. — Access mode: http://www.josr-online.com/content/9/1/18. doi: 10.1186/1749-799X-9-18.
10. Bone regeneration: Current concepts and future directions [web source] / R. Dimitriou, E. Jones, D. McGonagle, P.V. Giannoudis // BMC Med. — 2011. — 10 p. — Access mode: https://bmcmedicine.biomedcentral.com/track/pdf/10.1186/1741-7015-9-66. doi:10.1186/1741-7015-9-66. 
11. Brydone A.S. Bone grafting, orthopaedic biomaterials, and the clinical need for bone engineering / A.S. Brydone, D. Meek, S. Maclaine // Proc. Inst. Mech. Eng. H. — 2010. — Vol. 224. — P. 1329-1343. — doi: 10.1243/09544119JEIM770.
12. Bhatt R.А. Bone graft substitutes / R.A. Bhatt, T.D. Rozental // Hand Clin. — 2012. — Vol. 12. — P. 457-468. — Doi.org/10.1016/j.hcl.2012.08.001. 
13. Janicki P. What should be the characteristics of the ideal bone graft substitute? Combining scaffolds with growth factors and/or stem cells / P. Janicki, G. Schmidmaier // Injury. — 2011. — Vol. 42. — P. S77-S81. — doi: 10.1016/j.injury.2011.06.014.
14. Orthopaedic applications of bone graft and graft substitutes: a review / S.K. Nandi, S. Roy, P. Mukherjee [et al.] // Indian J. Med. Res. — 2010. — Vol. 132. — P. 15-30.
15. The use of coralline hydroxyapatite with bone marrow, autogenous bone graft, or osteoinductive bone protein extract for posterolateral lumbar spine fusion / S.D. Boden, G.J. Martin, M. Morone [et al.] // Spine. — 1999. — Vol. 24. — P. 320-327. 
16. Factors influencing arthrodesis rates in a rabbit posterolateral spine model with iliac crest autograft / J.H. Ghodasra, E.L. Daley, E.L. Hsu, W.K. Hsu // Eur. Spine J. — 2014. — Vol. 23. — P. 426-434. — doi: 10.1007/s00586-013-3074-0.
17. Reliability of the rabbit postero-lateral spinal fusion mo–del: A meta-analysis / A.M. Riordan, R. Rangarajan, J.W. Balts [et al.] // J. Orthop. Res. — 2013. — Vol. 8. — P. 1261-1269. — doi:10.1002/jor.22359. 
18. Zimmermann G. Allograft bone matrix versus synthetic bone graft substitutes / G. Zimmermann, A. Moghaddam // Injury. — 2011. — Vol. 42. — P. S16-S21. — doi: 10.1016/j.injury.2011.06.199. 
19. Oryan A. Current concerns regarding healing of bone defects [web source] / A. Oryan, S. Alidadi, A. Moshiri // Hard Tissue. — 2013. — Vol. 2. — 13 p. — Access mode: http://www.oapublishinglondon.com/article/374. 
20. Moshiri A. Role of tissue engineering in tendon reconstructive surgery and regenerative medicine: current concepts, approaches and concerns [web source] / A. Oryan, A. Moshiri // Hard Tissue. — 2012. — Vol. 1. — 11 p. — Access mode: http://www.oapublishinglondon.com/article/291.
21. Stevenson S. The response to bone allografts / S. Stevenson, M. Horowitz // J. Bone Joint Surg Am. — 1992. — Vol. 74(6). — P. 939-950. 
22. Wang W. Bone grafts and biomaterials substitutes for bone defect repair: A review / W. Wang, K.W.K. Yeung // Bioactive Materials. — 2017. — Vol. 2. — P. 224-247. — doi.org/10.1016/j.bioactmat.2017.05.007. 
23. Effect of storage temperature on allograft bone / C. Folsch, W. Mittelmeier, U. Bilderbeek [et al.] // Transfus. Med. Hemother. — 2012. — Vol. 39(1). — P. 36-40. — doi: 10.1159/000335647.
24. Evaluation of autologous platelet concentrate for intertransverse process lumbar fusion / P.M. Sethi, J.J. Miranda, S. Kadiyala [et al.] // Am. J. Orthop. — 2008. — Vol. 37(4). — P. E84-E90. 
25. Regenerative potential of platelet rich fibrin in dentistry: literature review / V. Gupta, V.K. Bains, G.P. Singh [et al.] // Asian J. Oral Health & Allied Sci. — 2011. — Vol. 1(1). — P. 22-28. 
26. Mosesson M.W. Structure and biological features of fibrinogen and fibrin / M.W. Mosesson, K.R. Siebenlist, D.A. Meh // Ann. NY Acad. Sci. — 2001. — Vol. 936. — P. 11-30. — doi: 10.1111/j.1749-6632.2001.tb03491.
27. Slow release of growth factors and thrombospondin-1 in Choukroun’s platelet-rich fibrin (PRF): A gold standard to achieve for all surgical platelet concentrates technologies / D.M. Dohan Ehrenfest, de G.M. Peppo, P. Doglioli, G. Sammartino // Growth Factors. — 2009. — Vol. 27. — P. 63-69. — doi: 10.1080/08977190802636713.
28. Introducing Choukroun’s platelet rich fibrin (PRF) to the reconstructive surgery milieu / M. Toffler, N. Toscano, D. Holtzclaw [et al.] // J. Implant Advanced Clin. Dent. — 2009. — Vol. 1. — P. 21-32. — DOI: 10.13140/2.1.2586.2086.
29. Platelet-rich fibrin (PRF): a second-generation platelet concentrate. Part IV: Clinical effects on tissue healing / J. Choukroun, A. Diss, A. Simonpieri [et al.] // Oral Surg., Oral Med., Oral Path., Oral Radiol. & Endodont. — 2006. — Vol. 101(3). — P. E56-E60. — doi: 10.1016/j.tripleo.2005.07.011.
30. Khiste S.V. Platelet-rich fibrin as a biofuel for tissue regeneration / S.V. Khiste, R. Naik Tari // ISRN Biomaterials. — 2013. — Vol. 2013. — Article ID: 627367. doi: 10.5402/2013/627367. 
31. Kawamura M., Urist M.R. Human fibrin is a physiologic delivery system for bone morphogenetic protein // Clin. Orthop. Rel. Res. — 1988. — Vol. 235. — P. 302-310. 
32. Попсуйшапка К.О. Визначення ролі збагаченого тромбоцитами фібрину в процесі регенерації дефекту тіла хребця (експериментальне дослідження) / К.О. Попсуйшапка, Н.О. Ашукіна, В.О. Радченко // Ортопедия, травматология и протезирование. — 2017. — № 3(608). — С. 32-38. — doi: http://dx.doi.org/10.15674/0030-59872017332-38.

Similar articles

Biochemical markers of blood serum in rabbits after experimental posterolateral lumbar fusion with autologous platelet-rich fibrin
Authors: Радченко В.А., Палкин А.В., Колесниченко В.А., Морозенко Д.В.
ГУ «Институт патологии позвоночника и суставов имени профессора М.И. Ситенко Национальной академии медицинских наук Украины», г. Харьков, Украина

"Тrauma" Том 19, №3, 2018
Date: 2018.07.17
Categories: Traumatology and orthopedics
Sections: Clinical researches
Formation of a periosteal regenerate after a shaft fracture according  to the comparative data of ultrasonography and radiography
Authors: Литвишко В.О.(2), Попсуйшапка О.К.(1)
(1) — Харківська медична академія післядипломної освіти, м. Харків, Україна
(2) — КЗ «Чугуївська центральна районна лікарня ім. М.І. Кононенка», м. Чугуїв, Україна

"Тrauma" Том 18, №1, 2017
Date: 2017.04.05
Application of platelet-rich plasma in the treatment of osteochondral defects in animal testing
Authors: Бур’янов О.А.(1), Лябах А.П.(3), Дедух Н.В.(2), Омельченко Т.М.(1), Черновол П.А.(1), Турчин О.А.(3)
1 - Національний медичний університет імені О.О. Богомольця, м. Київ, Україна
2 - ДУ «Інститут патології хребта та суглобів імені проф. М.І. Ситенка НАМН України», м. Харків, Україна
3 - ДУ «Інститут травматології та ортопедії НАМН України», м. Київ, Україна

"Тrauma" Том 20, №1, 2019
Date: 2019.03.26
Categories: Traumatology and orthopedics
Sections: Clinical researches
Fibrin biomatrix as an environment for viability support, direct differentiation and transplantation for neuronal progenitors of different origin
Authors: Олексенко Н.П.
ДУ «Інститут нейрохірургії ім. акад. А.П. Ромоданова Національної академії медичних наук України», м. Київ, Україна

International neurological journal №3 (105), 2019
Date: 2019.06.22
Categories: Neurology
Sections: Specialist manual

Back to issue