Evaluation of collagen membrane osseointegration in the reconstruction of the ligamentous apparatus of the knee joint (experimental study)

E. E. Murdalov; A. V. Lychagin; P. S. Timashev; M. M. Lipina; E. B. Kalinsky; A. P. Kurpyakov; D. S. Bobrov; D. A. Pogosyan; A. B. Shekhter; A. L. Fayzullin; N. B. Serezhnikova; A. A. Antoshin; I. V. Ermilov; A. A. Podlesnaya; T. R. Kudrachev; A. M. Magdanov; S. E. Zotov; M. I. Shkredina; A. A. Shubkina; Э. Э. Мурдалов; А. В. Лычагин; П. С. Тимашев; М. М. Липина; Е. Б. Калинский; А. П. Купряков; Д. С. Бобров; Д. А. Погосян; А. Б. Шехтер; А. Л. Файзулин; Н. Б. Сережникова; А. А. Антошин; И. В. Ермилов; А. А. Подлесная; Т. Р. Кудрачев; А. М. Магданов; С. Е. Зотов; М. И. Шкредина; А. А. Шубкина

doi:10.17238/2226-2016-2023-2-32-40

Оценка остеоинтеграции коллагеновой мембраны при реконструкции связочного аппарата коленного сустава (экспериментальное исследование)

Э. Э. Мурдалов, А. В. Лычагин, П. С. Тимашев, М. М. Липина, Е. Б. Калинский, А. П. Купряков, Д. С. Бобров, Д. А. Погосян, А. Б. Шехтер, А. Л. Файзулин, Н. Б. Сережникова, А. А. Антошин, И. В. Ермилов, А. А. Подлесная, Т. Р. Кудрачев, А. М. Магданов, С. Е. Зотов, М. И. Шкредина, А. А. Шубкина

https://doi.org/10.17238/2226-2016-2023-2-32-40

Полный текст:

PDF (Rus)

сгенерировать QR код

Аннотация

Введение. Повреждения связочного аппарата являются наиболее частой патологией коленного сустава. Несмотря на то, что реконструкция связок с использованием сухожильных аутотрансплантатов для стабилизации сустава успешно применяется в клинической практике, у данной методики существует ряд недостатков. В связи с этим остаётся актуальной разработка новых методик восстановления целостности связочного аппарата с применением биоматериалов.
Цель исследования. Оценка остеоинтеграции коллагеновой мембраны при реконструкции передней крестообразной и наружной коллатеральной связок коленного сустава в эксперименте на животной модели.
Материалы и методы. В экспериментальное исследование было включено 18 особей кроликов породы Советская Шиншилла мужского пола. Возраст животных - от 7 до 12 месяцев. Вес животных - от 2,5 до 4,0 кг. Всем животным была выполнено оперативное вмешательство - реконструкция передней крестообразной (ПКС) и наружной коллатеральной связок (НКС) коленного сустава. Все прооперированные животные были разделены на три группы выведения - 15 дней (6 особей), II группа– 30 дней (6 особей), III группа – 60 дней (6 особей). После выведения животных из эксперимента было проведено гистологическое исследование препаратов с помощью универсального микроскопа LEICA DM4000 B, оснащенного видеокамерой LEICA DFC7000 T.
Результаты. Во всех группах выведения в костной ткани вокруг имплантата отмечается регенерация костных трабекул, из чего следует, что имплантат обладает высокими остеоинтеграционными характеристиками. Патологических изменений в окружающих имплантат тканях не выявлено ни в одной из групп выведения, что указывает на высокую биосовместимость имплантированного материала.
Заключение. Коллагеновая мембрана, разработанная с применением коллагена I-го типа, может быть применена в хирургическом лечении патологий интра- и экстраартикулярного связочного аппарата, а дальнейшие исследования и доработка техники производства и применения данного материала может открыть новые возможности в ортопедической практике. Современные подходы тканевой инженерии и регенеративной медицины, в частности использование коллагеновых биополимеров, являются многообещающими дополнениями к уже применяемым в данной области медицины.

Ключевые слова

коллаген, интра- и экстраартикулярные повреждения связок, биополимеры, остеоинтеграция

Об авторах

Э. Э. Мурдалов

ФГАОУ ВО Первый Московский государственный медицинский университет им. И.М. Сеченова (Сеченовский университет)
Россия

Мурдалов Эмирхан Эмирович – аспирант кафедры травматологии, ортопедии и хирургии катастроф

Москва, 119991

А. В. Лычагин

Лычагин Алексей Владимирович – доктор медицинских наук, профессор, заведующий кафедрой травматологии, ортопедии и хирургии катастроф

Москва, 119991

П. С. Тимашев

Институт регенеративной медицины, Научно-технологический парк биомедицины ФГАОУ ВО Первый Московский государственный медицинский университет им. И.М. Сеченова (Сеченовский университет)
Россия

Тимашев Петр Сергеевич – доктор химических наук, профессор, директор Научно-технологического парка биомедицины, директор Института регенеративной медицины

Москва, 119991

М. М. Липина

Липина Марина Михайловна – кандидат медицинских наук, доцент кафедры травматологии, ортопедии и хирургии катастроф

Москва, 119991

Е. Б. Калинский

Калинский Евгений Борисович – кандидат медицинских наук, доцент кафедры травматологии, ортопедии и хирургии катастроф

Москва, 119991

А. П. Купряков

Купряков Антон Павлович – кандидат медицинских наук, ассистент кафедры травматологии, ортопедии и хирургии катастроф

Москва, 119991

Д. С. Бобров

Бобров Дмитрий Сергеевич – кандидат медицинских наук, доцент кафедры травматологии, ортопедии и хирургии катастроф

Москва, 119991

Д. А. Погосян

Погосян Давид Артурович – аспирант кафедры травматологии, ортопедии и хирургии катастроф, ассистент кафедры безопасности жизнедеятельности и медицины катастроф

Москва, 119991

А. Б. Шехтер

Шехтер Анатолий Бохурович – доктор медицинских наук, профессор, главный научный сотрудник

Москва, 119991

А. Л. Файзулин

Файзулин Алексей Леонидович – кандидат медицинских наук, заведующий лабораторией

Москва, 119991

Н. Б. Сережникова

Сережникова Наталья Борисовна – кандидат биологических наук, ведущий научный сотрудник

Москва, 119991

А. А. Антошин

Антошин Артем Анатольевич - доцент, Руководитель Научного Центра Мирового Уровня «Цифровой биодизайн и персонализированное здравоохранение»

Москва, 119991

И. В. Ермилов

Ермилов Илья Валерьевич - аспирант кафедры травматологии, ортопедии и хирургии катастроф

Москва, 119991

А. А. Подлесная

Подлесная Анна Александровна - аспирант кафедры травматологии, ортопедии и хирургии катастроф

Москва, 119991

Т. Р. Кудрачев

Кудрачев Тагир Радикович – аспирант кафедры травматологии, ортопедии и хирургии катастроф

Москва, 119991

А. М. Магданов

Магданов Азат Маратович – аспирант

Москва, 119991

С. Е. Зотов

Институт клинической медицины им. Н.В. Склифосовского ФГАОУ ВО Первый Московский государственный медицинский университет им. И.М. Сеченова (Сеченовский университет)
Россия

Зотов Сергей Евгеньевич – студент

Москва, 119991

М. И. Шкредина

Шкредина Мария Игоревна - студент

Москва, 119991

А. А. Шубкина

Шубкина Алёна Александровна – врач травматолог-ортопед отделения медицинской реабилитации реабилитации Университетской Клинической Больницы №2

Москва, 119991

Список литературы

1. Синельников Р.Д., Синельников А.Я., Синельников Я.Р. Атлас анатомии человека в 4 томах. Учебное пособие для мед. ВУЗов. Москва. 1996, 2008, 2010, 2012.

2. Lim WL, Liau LL, Ng MH, Chowdhury SR, Law JX. Current Progress in Tendon and Ligament Tissue Engineering. Tissue Engineering and Regenerative Medicine. 2019 Dec;16(6):549-571. DOI: 10.1007/s13770-019-00196-w.

3. Chainani A, Hippensteel KJ, Kishan A, et al. Multilayered electrospun scaffolds for tendon tissue engineering. Tissue engineering. Part A. 2013 Dec;19(23-24):2594-2604. DOI: 10.1089/ten.tea.2013.0165.

4. Docheva D, Müller SA, Majewski M, Evans CH. Biologics for tendon repair. Advanced Drug Delivery Reviews. 2015 Apr;84:222-239. DOI: 10.1016/j.addr.2014.11.015.

5. Dhammi IK, Rehan-Ul-Haq, Kumar S. Graft choices for anterior cruciate ligament reconstruction. Indian Journal of Orthopaedics. 2015 Mar-Apr;49(2):127-128. DOI: 10.4103/0019-5413.152393.

6. Cooper JA Jr, Sahota JS, Gorum WJ 2nd, Carter J, Doty SB, Laurencin CT. Biomimetic tissue-engineered anterior cruciate ligament replacement. Proc Natl Acad Sci U S A. 2007 Feb 27;104(9):3049-54. doi: 10.1073/pnas.0608837104. Epub 2007 Feb 20. PMID: 17360607; PMCID: PMC1805619.

7. Leong NL, Petrigliano FA, McAllister DR. Current tissue engineering strategies in anterior cruciate ligament reconstruction. J Biomed Mater Res A. 2014 May;102(5):1614-24. doi: 10.1002/jbm.a.34820. Epub 2013 Jun 14. PMID: 23737190.

8. Silva M, Ferreira FN, Alves NM, Paiva MC. Biodegradable polymer nanocomposites for ligament/tendon tissue engineering. J Nanobiotechnology. 2020 Jan 30;18(1):23. doi: 10.1186/s12951-019-0556-1. PMID: 32000800; PMCID: PMC6993465.

9. Kuo CK, Marturano JE, Tuan RS. Novel strategies in tendon and ligament tissue engineering: Advanced biomaterials and regeneration motifs. Sports Med Arthrosc Rehabil Ther Technol. 2010 Aug 20;2:20. doi: 10.1186/1758-2555-2-20. PMID: 20727171; PMCID: PMC2939640.

10. Gentleman E, Lay AN, Dickerson DA, Nauman EA, Livesay GA, Dee KC. Mechanical characterization of collagen fibers and scaffolds for tissue engineering. Biomaterials. 2003;24:3805–3813. doi: 10.1016/S0142-9612(03)00206-0.

11. Dunn MG, Liesch JB, Tiku ML, Zawadsky JP. Development of fibroblast-seeded ligament analogs for ACL reconstruction. J Biomed Mater Res A. 1995;29:1363–1371. doi: 10.1002/jbm.820291107.

12. Bellincampi LD, Closkey RF, Prasad R, Zawadsky JP, Dunn MG. Viability of fibroblast-seeded ligament analogs after autogenous implantation. J Orthop Res. 1998;16:414–420. doi: 10.1002/jor.1100160404.

13. Walters VI, Kwansa AL, Freeman JW. Design and analysis of braid-twist collagen scaffolds. Connect Tissue Res. 2012;53:255–266. doi: 10.310 9/03008207.2011.634532.

14. Yilgor C, Huri P, Huri G. Tissue engineering strategies in ligament regeneration. Stem Cells Int. 2012;2012:374676. doi: 10.1155/2012/374676.

15. Narayanan N, Kuang L, Del Ponte M, Chain C, Deng M. Design and fabrication of nanocomposites for musculoskeletal tissue regeneration. In: Liu H, editor. nanocomposites for musculoskeletal tissue regeneration. Duxford: Woodhead Publishing; 2016. pp. 3–29.

16. Vieira AC, Guedes RM, Marques AT. Development of ligament tissue biodegradable devices: a review. J Biomech. 2009;13:2421–2430. doi: 10.1016/j.jbiomech.2009.07.019.

17. Patino MG, Neiders ME, Andreana S, Noble B, Cohen RE. Collagen as an implantable material in medicine and dentistry. J Oral Implantol. 2002;28(5):220-5. doi: 10.1563/1548-1336(2002)028<0220:CAAIMI>2.3.CO;2. PMID: 12498470.

18. Bi F, Shi Z, Liu A, Guo P, Yan S. Anterior cruciate ligament reconstruction in a rabbit model using silk-collagen scaffold and comparison with autograft. PLoS One. 2015;10(5):e0125900. doi: 10.1371/journal.pone.0125900.

19. Ge Z, Yang F, Goh JC, Ramakrishna S, Lee EH. Biomaterials and scaffolds for ligament tissue engineering. J Biomed Mater Res A. 2006;77(3):639–652. doi: 10.1002/jbm.a.30578.

20. Mascarenhas R, MacDonald PB. Anterior cruciate ligament reconstruction: a look at prosthetics--past, present and possible future. Mcgill J Med. 2008 Jan;11(1):29-37. PMID: 18523530; PMCID: PMC2322926.

21. Bi F, Chen Y, Liu J, Wang Y, Xu D, Tian K. Anterior cruciate ligament reconstruction in a rabbit model using a silk-collagen scaffold modified by hydroxyapatite at both ends: a histological and biomechanical study. J Orthop Surg Res. 2021 Feb 16;16(1):139. doi: 10.1186/s13018-021-02281-0. PMID: 33593365; PMCID: PMC7885370.

22. Antoshin, Artem & Dubinin, O. & Lei, Miao & Istranova, Elena & Bikmulina, Polina & Fayzullin, Alexey & Magdanov, Azat & Kravchik, Marina & Kosheleva, Nastasia & Solovieva, Anna & Sadchikova, Elena & Kotova, Svetlana & Efremov, Yuri & qu, Xue & Butnaru, Denis & Evlashin, Stanislav & Shpichka, Anastasia & Liu, Changsheng & Timashev, Peter. (2023). Semipermeable barrier-assisted electrophoretic deposition of robust collagen membranes. Journal of Materials Science. 58. 1-23. 10.1007/s10853-023-08641-x.

23. Tangsadthakun C, Kanokpanont S, Sanchavanakit N, Banaprasert T, Damrongsakkul S. Properties of collagen/chitosan scaffolds for skin tissue engineering. J Metals Mater Miner. 2006;16:37–44. ] Leong NL, Petrigliano FA, McAllister DR. Current tissue engineering strategies in anterior cruciate ligament reconstruction. J Biomed Mater Res A. 2014;102:1614–1624. doi: 10.1002/jbm.a.34820.

24. Hong P, Bance M, Gratzer PF. Repair of tympanic membrane perforation using novel adjuvant therapies: a contemporary review of experimental and tissue engineering studies. Int J Pediatr Otorhinolaryngol. 2013 Jan;77(1):3-12. doi: 10.1016/j.ijporl.2012.09.022. Epub 2012 Oct 6. PMID: 23044356.

25. Santucci RA, Joyce GF, Wise M. Male urethral stricture disease. J Urol. 2007 May;177(5):1667-74. doi: 10.1016/j.juro.2007.01.041. PMID: 17437780.

26. Fiala R, Vidlar A, Vrtal R, Belej K, Student V. Porcine small intestinal submucosa graft for repair of anterior urethral strictures. Eur Urol. 2007 Jun;51(6):1702-8; discussion 1708. doi: 10.1016/j.eururo.2007.01.099. Epub 2007 Feb 9. PMID: 17306922.

Рецензия

Для цитирования:

Мурдалов Э.Э., Лычагин А.В., Тимашев П.С., Липина М.М., Калинский Е.Б., Купряков А.П., Бобров Д.С., Погосян Д.А., Шехтер А.Б., Файзулин А.Л., Сережникова Н.Б., Антошин А.А., Ермилов И.В., Подлесная А.А., Кудрачев Т.Р., Магданов А.М., Зотов С.Е., Шкредина М.И., Шубкина А.А. Оценка остеоинтеграции коллагеновой мембраны при реконструкции связочного аппарата коленного сустава (экспериментальное исследование). Кафедра травматологии и ортопедии. 2023;(2):32-40. https://doi.org/10.17238/2226-2016-2023-2-32-40

For citation:

Murdalov E.E., Lychagin A.V., Timashev P.S., Lipina M.M., Kalinsky E.B., Kurpyakov A.P., Bobrov D.S., Pogosyan D.A., Shekhter A.B., Fayzullin A.L., Serezhnikova N.B., Antoshin A.A., Ermilov I.V., Podlesnaya A.A., Kudrachev T.R., Magdanov A.M., Zotov S.E., Shkredina M.I., Shubkina A.A. Evaluation of collagen membrane osseointegration in the reconstruction of the ligamentous apparatus of the knee joint (experimental study). Department of Traumatology and Orthopaedics. 2023;(2):32-40. (In Russ.) https://doi.org/10.17238/2226-2016-2023-2-32-40

JATS XML

Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.

ISSN 2226-2016 (Print)

Логин
Пароль
	Запомнить меня
Регистрация нового пользователя Забыли Ваш пароль?

Войти

Кафедра травматологии и ортопедии

Оценка остеоинтеграции коллагеновой мембраны при реконструкции связочного аппарата коленного сустава (экспериментальное исследование)

Полный текст:

Аннотация

Ключевые слова

Об авторах

Список литературы

Рецензия

Для цитирования:

For citation:

Использование куки-файлов