Минимально-манипулированные клетки костного мозга пригодны для тканевой инженерии in situ и симультанного создания персонализированных тканевых моделей

Красный костный мозг и аутологичную костную ткань пациента в виде костной крошки получали интраоперационно в ходе выполнения костной аутопластики таранной кости. Титановую крошку получали заблаговременно методом измельчения фрагмента эндопротеза тазобедренного сустава с покрытием из микропористого титана (Zimmer). В условиях операционной выделяли мононуклеарные клетки костного мозга. Мононуклеарная фракция использовалась для обогащения фрагментов костной и титановой крошки при её инкубировании в суспензии мононуклеарной фракции. Сравнительную оценку качества ревитализации проводили с помощью флюоресцентной микроскопии и гистологического исследования после культивирования адгезированных клеток на костных и титановых фрагментах в условиях in vitro . Метаболическую активность клеток, заселённых на костную крошку, оценивали в МТТ-тесте. При культивировании на костной крошке метаболическая активность клеток мононуклеарной фракции костного мозга была значимо выше по сравнению с клетками костного мозга ( p =0.04). Клетки мононуклеарной фракции также оказались способны к устойчивой колонизации пористой поверхности титановой металлоконструкции с формированием композитной тканевой модели.

Red bone marrow and autologous bone tissue (bone fragments and bone chips) of the donor were harvested intraoperatively. The titanium chips were obtained in advance by grinding a fragment of a microporous titanium-coated hip arthroplasty (Zimmer). Bone marrow mononuclear cells (BM-MNCs) were isolated, and bone and titanium fragments were enriched with BM-MNCs intraoperatively. Assessment of the adhesion and proliferation of BM-MNCs on bone and titanium fragments was carried out by fluorescence microscopy and histological examination. MTT assay was used to compare metabolic activity of BM-MNCs and wBMA cells seeded on bone chips. When seeded on bone chips, metabolic activity of BM-MNCs was statistically significantly higher compared to wBMA cells ( p =0.0272) on day 14. There was no difference in metabolic activity of BM-MNCs and wBMA cells cultured in nutrient medium without bone chips. The mononuclear fraction cells were also capable to sustained colonization of the titanium fragments with the formation of composite tissue model.