Wartość biologiczna wszczepów cementu wapniowo-fosforanowego, aplikowanych iniekcyjnie do ubytków kości, w badaniach eksperymentalnych

• Autorzy: Pielka S. , Karaś J. , Żywicka B. , Paluch D. , Traczyk S. , Berendt W. , Solski L.

Warianty tytułu

EN

Experimental studies of biological evaluation of calcium phosphate cement implants injected to bone tissue

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Nieregularne ubytki kości, zwłaszcza umiejscowione w głębi kości, są trudne do uzupełnienia materiałami litymi bez usunięcia zdrowej tkanki ponad ubytkiem. Odpowiednim materiałem mogłaby być resorbowalna ceramika w postaci płynnej. W tym celu opracowano w Instytucie Szkła i Ceramiki (ISiC) trzy postacie cementów wapniowo-fosforanowych mogących być wszczepianymi iniekcyjnie. Komponenty proszkowe tych cementów zawierały α-TCP i/lub β-TCP i/lub DCP i/lub DCPD i/lub i/lub HA i/lub alginian sodu. Proszki zarabiane roztworami wodnymi 12% wag. bursztynianu sodu lub 1-3% wag. Na2HPO4 miały półpłynną postać, możliwą do implantacji metodą iniekcji za pomocą strzykawki lekarskiej i igły iniekcyjnej do wytworzonych ubytków w kości udowej królików. Okres obserwacji wynosił 1, 2 i 3 miesiące. W badaniach histologicznych obserwowano w pierwszym miesiącu po wszczepieniu obecność fazy wysiękowej w tkance bezpośrednio przylegającej do wszczepu, która ustępowała w drugim miesiącu po wszczepieniu. Ulegające biodegradacji cementy otoczone były cienkimi pasmami włóknistej tkanki łącznej oraz tkanki kostnej splotowatej, które wnikały w strukturę wszczepu. W 3 miesiącu częściowo zresorbowane i pofragmentowane wszczepy otaczała i przerastała głównie splotowata i blaszkowata tkanka kostna z wyspami tkanki łącznej. Najszybciej procesy resorbcji wszczepu i regeneracji kości przebiegały po wszczepieniu cementu zawierającego alginian sodu. Badania eksperymentalne wykazały, że wszystkie trzy rodzaje cementów wapniowo-fosforanowych są biozgodne, wykazują cechy osteoindukcji i osteokondukcji. Ich płynna forma umożliwia łatwe i szczelne wypełnianie nieregularnych lub głęboko w kości położonych ubytków.

EN

Irregular bone loss, especially situated deeply inside the bone, cannot be easily filled with solid materials without removal of healthy bone tissue from above the loss. Thus resorbable liquid ceramic material could be a good alternative. For this reason, three forms of injectable calcium phosphate cements have been developed at the Institute of Glass and Ceramics (ISiC). Powder components of the cements contained α-TCP and/or β-TCP and/or DCP and/or DCPD and/or HA and/or sodium alginate. The powders, mixed with aqueous solutions of 12 wt.% sodium succinate or 1-3 wt.% Na2HPO4, had a semi-liquid form that could be applied by means of injection with a medical syringe and an injection needle to the site of bone loss in the rabbits' femur. The follow up period was 1, 2 and 3 months, Histological examinations one month after the injection revealed the presence of exudates in the tissue adjoining the implant, which disappeared two months after the injection. Undergoing biodegradation cements were surrounded by a thin layer of fibrous tissue and plexiform bone tissue, which penetrated the structure of the implant. In the third month, partly resorbed and fragmented implants were surrounded and overgrown mainly with plexiform and lamellar bone tissue with islands of connective tissue. The processes of implant resorption and bone regeneration were the quickest in the case of cement containing sodium alginate. The experimental studies have shown that all three kinds of calcium phosphate cement are biocompatible and reveal features of osteoinduction and osteoconduction. The liquid form enables easy and tight filling of irregular or deep-seated bone loss.

Słowa kluczowe

PL

cement fosforanowo-wapniowy; wszczep aplikowany iniekcyjnie; badania eksperymentalne; biozgodność

EN

calcium phosphate cement; implants injected; experimental studies; biocompatibility

• Wydawca: Polish Society for Biomaterials in Cracow
• Czasopismo: Engineering of Biomaterials
• Rocznik: 2008
• Tom: Vol. 11, no. 73
• Strony: 26--30
• Opis fizyczny: Bibliogr. 7 poz., rys., tekst pol.-ang.

Twórcy

autor

Pielka S.

• Akademia Medyczna we Wrocławiu, Zakład Chirurgii Eksperymentalnej i Badania Biomateriałów, 50-326 Wrocław, ul. Poniatowskiego 2

autor

Karaś J.

• Instytut Szkła i Ceramiki, 02-676 Warszawa, ul. Postępu 9

autor

Żywicka B.

• Akademia Medyczna we Wrocławiu, Zakład Chirurgii Eksperymentalnej i Badania Biomateriałów, 50-326 Wrocław, ul. Poniatowskiego 2

autor

Paluch D.

• Akademia Medyczna we Wrocławiu, Zakład Chirurgii Eksperymentalnej i Badania Biomateriałów, 50-326 Wrocław, ul. Poniatowskiego 2

autor

Traczyk S.

• Instytut Szkła i Ceramiki, 02-676 Warszawa, ul. Postępu 9

autor

Berendt W.

• Akademia Medyczna we Wrocławiu, Zakład Chirurgii Eksperymentalnej i Badania Biomateriałów, 50-326 Wrocław, ul. Poniatowskiego 2

autor

Solski L.

• Akademia Medyczna we Wrocławiu, Zakład Chirurgii Eksperymentalnej i Badania Biomateriałów, 50-326 Wrocław, ul. Poniatowskiego 2

Bibliografia

• [1] Weir MD, Xu HH, Simon CG. Strong calcium phosphate cement-chitosan-mesh construct containing cell-encapsulating hydrogel beads for bone tissue engineering. J Biomed MaterRes A. 2006 Jun 1; 77(3): 487-96.
• [2] Tanaka S, Kishi T, Shimogoryo R, Matsuya S, Ishikawa K. Biopex acquires anti-washout properties by adding sodium alginate into its liquid phase. Dent Mater J. 2003 Sep; 22(3): 301-12.
• [3] Wang X, Chen L, Xiang H, Ye J. Influence of anti-washout agents on the rheological properties and injectability of a calcium phosphate cement. J Biomed Mater Res B Appl Biomater. 2007 May; 81 (2): 410-8.
• [4] Khairoun I, Driessens FC, Boltong MG, Planell JA, Wenz R. Addition of cohesion promotors to calcium phosphate cements. Biomaterials. 1999 Feb; 20(4): 393-8.
• [5] Ishikawa K, Miyamoto Y, Kon M, Nagayama M, Asaoka K. Nondecay type fast-setting calcium phosphate cement: composite with sodium alginate. Biomaterials. 1995 May; 16(7): 527-32.
• [6] Simon CG, Guthrie WF, Wang FW. Celi seeding into calcium phosphate cement. J Biomed Mater Res A. 2004 Mar 15; 68(4): 628-39.
• [7] del Valle S, Mino N, Muńoz F, Gonzalez A, Planell JA, Ginebra MP. In vivo evaluation of an injectable Macroporous Calcium Phosphate Cement. J Mater Sci Mater Med. 2007 Feb; 18(2): 353-61.