بازسازی آسیب های فک پایین سگ با داربست های آلوژن ماندیبولار وسلول های بنیادی مزانشیمی اتولوگ
تاریخ انتشار: شنبه 08 شهریور 1393
| امتیاز:
هدف:
آلوگرافت های بزرگ استخوان غالبا در جراحی ترمیمی ارتوپدی استفاده می شوند، اما میزان عدم موفقیت بالایی در حدود 25٪. دارند. ما آزمایش کردیم که آیا تیمار پیوند با سلول های بنیادی مزانشیمی (MSC) می تواند پیوندپذیری آلوگرافت های بزرگ (نیم فک پایین) را در یک مدل بزرگ حیوانی افزایش دهد.
مواد و روشها:
سی سگ تازی شکاری پاکوتاه با جراحی دچار نقص نیم فک پایین سمت چپ شده و سپس به دو گروه مساوی تقسیم شدند. نقص استخوانی سگ های گروه شاهد با استفاده از آلوگرافت به تنهایی ترمیم شد. سگ های گروه آزمون با استفاده از داربست ماندیبولاراتولوگ همراه با سلول های بنیادی آلوژنیک ترمیم شدند. سگ های هردو گروه در هفته 4 n = 4))، هفته 12 (n = 4)، هفته 24 (n = 4) و یا هفته 48 (n = 4) بعد ازعمل جراحی کشته شدند. اسکن های CT و میکرو CT ، تجزیه و تحلیل بافت شناسی و تراکم مواد معدنی استخوان (BMD) پیوند ها برای بررسی نتایج بازسازی آسیب ها مورد استفاده قرار گرفت.
نتایج:
آزمون های Gross و CT نشان داد که پیوندهای اتولوگ استخوان در هر دو گروه درمان شدند. در هفته 48 ، داربست های ماندیبولار آلوژن در گروه آزمون به طور کامل توسط استخوان جدید که دارای سطح کوچکتری از داربست آلوژنیک اصلی بود، جایگزین شده بودند، درحالی که داربست ها در سگ های گروه کنترل به همان اندازه داربست آلوژنیک اصلی باقی مانده بودند. در هفته 12 ، میزان تراکم مواد معدنی در گروه مورد آزمایش بالاتر از گروه شاهد بود (p <0.05)، و تمام پارامترهای میکرو ساختاری بین دو گروه اختلاف معنی داری داشت (p <0.05). تجزیه و تحلیل بافت شناسی نشان داد تقریبا تمام استخوان های آلوژنیک پیوند شده در گروه آزمون با استخوان جدید ، استخوان سازی فیبری ، جایگزین شد که نسبت به گروه کنترل که در آن استخوان جدید کمی تشکیل شده است ، متفاوت بود.
نتیجه گیری:
مطالعه ما امکان استفاده از داربست های ماندیبولار همراه شده با سلول های بنیادی مزانشیمی را برای بازسازی آسیب نیم فک پایین نشان می دهد. مطالعات بیشتری لازم است تا مشخص شود آیا این نتایج با استفاده از داربست ماندیبولار فک پایین ترکیب شده با سلول های بنیادی مزانشیمی و عوامل رشد القاکننده استخوان زایی بهبود خواهد یافت.
PLoS One. 2014 Aug 25;9(8):e105733. doi: 10.1371/journal.pone.0105733. eCollection 2014.
Reconstruction of beagle hemi-mandibular defects with allogenic mandibular scaffolds and autologous mesenchymal stem cells.
Liu C1, Tan X2, Luo J2, Liu H2, Hu M2, Yue W3.
Abstract
OBJECTIVE:
Massive bone allografts are frequently used in orthopedic reconstructive surgery, but carry a high failure rate of approximately 25%. We tested whether treatment of graft with mesenchymal stem cells (MSCs) can increase the integration of massive allografts (hemi-mandible) in a large animal model.
METHODS:
Thirty beagle dogs received surgical left-sided hemi-mandibular defects, and then divided into two equal groups. Bony defects of the control group were reconstructed using allografts only. Those of the experimental group were reconstructed using allogenic mandibular scaffold-loaded autologous MSCs. Beagles from each group were killed at 4 (n = 4), 12 (n = 4), 24 (n = 4) or 48 weeks (n = 3) postoperatively. CT and micro-CT scans, histological analyses and the bone mineral density (BMD) of transplants were used to evaluate defect reconstruction outcomes.
RESULTS:
Gross and CT examinations showed that the autologous bone grafts had healed in both groups. At 48 weeks, the allogenic mandibular scaffolds of the experimental group had been completely replaced by new bone, which has a smaller surface area to that of the original allogenic scaffold, whereas the scaffold in control dogs remained the same size as the original allogenic scaffold throughout. At 12 weeks, the BMD of the experimental group was significantly higher than the control group (p<0.05), and all micro-architectural parameters were significantly different between groups (p<0.05). Histological analyses showed almost all transplanted allogeneic bone was replaced by new bone, principally fibrous ossification, in the experimental group, which differed from the control group where little new bone formed.
CONCLUSIONS:
Our study demonstrated the feasibility of MSC-loaded allogenic mandibular scaffolds for the reconstruction of hemi-mandibular defects. Further studies are needed to test whether these results can be surpassed by the use of allogenic mandibular scaffolds loaded with a combination of MSCs and osteoinductive growth factors.
PMID: 25153673