پلی متیل مت آکریلات اثر منفی روی پتانسیل استخوان زایی یا استئوبلاست های اولیه ندارد
تاریخ انتشار: جمعه 08 آذر 1398
| امتیاز:
سیمان استخوانی سفارشی ساخته شده پلی متیل مت آکریلات(PMMA) برای درمان نقص های استخوانی جمجمه ای استفاده می شود اما این ماده سمی است یا خیر هنوز مشخص نیست. اثرات منفی احتمالی القا شده با PMMA در شرایط درون تنی در جایگاه ایمپلنت روی سلول های بنیادی مزانشیمی و استئوبلاست ها اثر می گذارد. ما قصد بررسی این امر داشتیم که آیا PMMA پتانسیل فعال شدن استخوان زایی و استئوکلاستی سلول های بنیادی مزانشیمی انسانی و/یا استئوبلاست ها اثر می گذارد یا خیر. بلافاصله بعد از پلیمریزاسیون، PMMA به سلول های بنیادی مشتق از چربی انسانی کشت شده(hASCs) یا استئوبلاست های انسانی(hOBs) اضافه شدند. لاکتات دهیدروژناز محیط کشت در روز یک و فعالیت متابولیک، تکثیر، بیان مارکر فعال سازی استخوان زایی و استئوکلاستی در روز 1 و 7 و معدنی شدن در روز 14 اندازه گیری شد. PMMA روی لاکتات دهیدروژناز،بیان ژن K167 یا فعالیت متابولیکی در سلول های بنیادی مشتق از چربی انسانی و استئوبلاست های انسانی اثری نداشت. PMMA به طور موقت محتوای تنها DNA استئوبلاست های انسانی را کاهش داد. PMMA بیان ژن کلاژن نوع یک را در سلول های بنیادی مشتق از چربی را افزایش داد اما RUNX2 را در استئوبلاست ها کاهش داد. PMMA بیان استئوکلسین و آلکالین فسفاتاز، فعالیت آلکالین فسفاتازی یا معدنی شدن را تحت تاثیر قرار ندارد. تنها در استئوبلاست ها، PMMA نسبت RANKL/OPG را کاهش داد. در مجموع، PMMA سمیت سلولی نداشت و اثر منفی نیز روی پتانسیل استخوان زایی سلول های بنیادی مزانشیمی مشتق از چربی و استئوبلاست های انسانی نداشت. علاوه بر این، PMMA تولید فاکتورهای استئوکلاستی در شرایط آزمایشگاهی بوسیله سلول های بنیادی مزانشیمی مشتق از چربی و استئوبلاست های انسانی را تقویت نکرد. بنابراین به نظر می رسد که سیمان استخوانی PMMA برای درمان بیماران با نواقص استخوانی جمجمه ای به میزان زیادی مناسب باشند.
J Biomed Mater Res B Appl Biomater. 2019 Oct 24. doi: 10.1002/jbm.b.34501. [Epub ahead of print]
Polymethyl methacrylate does not adversely affect the osteogenic potential of human adipose stem cells or primary osteoblasts.
Bastidas-Coral AP1, Bakker AD1, Kleverlaan CJ2, Hogervorst JMA1, Klein-Nulend J1, Forouzanfar T3.
Abstract
Custom-made polymethyl methacrylate (PMMA) bone cement is used to treat cranial bone defects but whether it is cytotoxic is still unsure. Possible PMMA-induced adverse effects in vivo affect mesenchymal stem cells and osteoblasts at the implant site. We aimed to investigate whether PMMA affects osteogenic and osteoclast activation potential of human mesenchymal stem cells and/or osteoblasts. Immediately after polymerization, PMMA was added to cultured human adipose stem cells (hASCs) or human osteoblasts (hOBs). Medium lactate dehydrogenase was measured (day 1), metabolic activity, proliferation, osteogenic and osteoclast-activation marker expression (day 1 and 7), and mineralization (day 14). PMMA did not affect lactate dehydrogenase, KI67 gene expression, or metabolic activity in hASCs and hOBs. PMMA transiently decreased DNA content in hOBs only. PMMA increased COL1 gene expression in hASCs, but decreased RUNX2 in hOBs. PMMA did not affect osteocalcin or alkaline phosphatase (ALP) expression, ALP activity, or mineralization. Only in hOBs, PMMA decreased RANKL/OPG ratio. In conclusion, PMMA is not cytotoxic and does not adversely affect the osteogenic potential of hASCs or hOBs. Moreover, PMMA does not enhance production of osteoclast factors by hASCs and hOBs in vitro. Therefore, PMMA bone cement seems highly suitable to treat patients with cranial bone defects.
PMID: 31648414