Разработка и исследование in vivo и in vitro костно-пластического материала на основе композиции гидроксиапатита, поли-3-оксибутирата и альгината натрия

Цель исследования - разработка нового синтетического материала на основе поли-3-оксибутирата, альгината натрия и гидроксиапатита в виде пасты и исследование in vitro и in vivo его эффективности при восстановлении костных дефектов. Материалы и методы. Для разработки пасты использовали поли-3-оксибутират (ПОБ), полученный микробиологическим путем, с молекулярной массой 52 кДа, гидроксиапатит (ГАП) и альгинат натрия (Sigma-Aldrich, Германия). Результаты. При сравнительном изучении результатов имплантации ГАП-ПОБ и ксеногенного костного недеминерализованного коллагена с перекрытием дефекта мембраной ПОБ выявлено, что к 180-м суткам наблюдения критический костный дефект полностью зажил в группе с имплантацией ГАП-ПОБ. Несмотря на то, что образование кортикальной пластинки происходит и в группе с имплантацией ксеногенного костного недеминерализованного коллагена, хроническое продуктивное воспаление приводит к разрежению костной ткани и формированию фиброза в межбалочном пространстве, что может негативно отразиться на механических свойствах кости. Заключение. Полученный биоматериал на основе композитных микрочастиц из ПОБ и ГАП в альгинатном геле можно использовать в качестве наполнителя при устранении дефектов костной ткани, так как в его структуре сочетаются элементы твердой подложки и вещество, способное поддерживать оптимальное микроокружение для клеточной культуры.

In vivo and in vitro Development and Study of Osteoplastic Material Based on Hydroxyapatite, Poly-3-Hydroxybutyrate and Sodium Alginate Composition

The aim of the investigation was to develop a new synthetic material based on poly-3-hydroxybutyrate, sodium alginate and hydroxyapatite in the form of a paste and study in vitro and in vivo its efficiency when repairing bone defects. Materials and Methods. For a paste we used poly-3-hydroxybutyrate (PHB) developed microbiologically, with molecular weight of 52 kDa, hydroxyapatite (HAP) and sodium alginate (Sigma-Aldrich, Germany). Results. A comparative study of implantation results of HAP-PHB and xenogeneic osseous non-demineralized collagen with a defect covered by PHB membrane showed that by day 180 critical bone defect healed completely in a group with HAP-PHB implantation. Despite the fact thatcortical plate formed in a group of patients with implantation of xenogeneic osseous non-demineralized collagen, chronic productive inflammation results in osseous tissue rarefaction and fibrosis formation in interjoist that can have a negative effect on mechanical properties of the bone. Conclusion. The obtained biomaterial based on composite microparticles from PHB and HAP in alginate gel can be used as a filling agent to correct bone tissue defects, since in its structure there are combined solid support elements and a substance able to maintain optimal microenvironment for cell culture.