Biocompatibility and osteoinductive properties of collagen and fibronectin hydrogel impregnated with rhBMP-2
| Autor: | E. V. Galitsyna, G. E. Leonov, V. S. Kuznetsova, S. P. Domogatsky, Igor I. Babichenko, E. O. Osidak, A. V. Vasilyev, N L Fatkhudinova, T. B. Bukharova, A. A. Kulakov, D V Goldstein |
|---|---|
| Rok vydání: | 2019 |
| Předmět: |
biology
Biocompatibility Chemistry Hydrogels General Medicine Bone tissue Bone morphogenetic protein 2 Bone and Bones In vitro Fibronectins Rats Staining Fibronectin medicine.anatomical_structure Osteogenesis Transforming Growth Factor beta In vivo biology.protein medicine Animals Optimal combination Collagen Biomedical engineering |
| Zdroj: | Stomatologiya. 98:5 |
| ISSN: | 0039-1735 |
| DOI: | 10.17116/stomat2019980625 |
| Popis: | The study aimed to demonstrate the biocompatibility and osteoinductive properties of a hydrogel based on highly purified collagen and fibronectin impregnated with rhBMP-2. In vitro and in vivo experiments have shown that the minimum effective dosage of rhBMP-2 is 10 μg/ml. The cytocompatibility of the collagen-fibronectin gel was determined using MTT test and staining with PKH-26. There was no inflammation reaction when the material was subcutaneously implanted in rats (n=30) in vivo. The collagen-fibronectin hydrogel containing 10 μg/ml rhBMP-2 showed high osteogenic properties. By the end of 28 days 8±4% of its volume was replaced by newly formed bone tissue in case of subcutaneous implantation, 17±10% in intramuscular implantation and 26±11% in intraosseous implantation in the calvarial critical-size. The optimal combination of biocompatible and osteogenic properties of collagen-fibronectin hydrogel impregnated with BMP-2 allows us to consider it as a promising basis for creating the new generation of osteoplastic materials for dentistry.Цель исследования — показать биосовместимость и остеоиндуктивные свойства гидрогеля на основе высокоочищенного коллагена и фибронектина, импрегнированного rhBMP-2. На культурах человеческих ММСК in vitro с помощью рт-ПЦР и на модели эктопического остеогенеза у самцов крыс Wistar (n=12) in vivo было показано, что минимально эффективная дозировка rhBMP-2 составляет 10 мкг/мл. Анализ цитотоксичности на клеточных культурах ММСК с помощью МТТ-теста и исследование клеточной адгезии с помощью витальной окраски клеток PKH-26 показали высокую цитосовместимость материала in vitro. Отсутствие воспаления на подкожное введение материала крысам (n=30) также свидетельствовало о высоких биосовместимых свойствах материала in vivo. Коллаген-фибронектиновый гидрогель, содержащий 10 мкг/мл rhBMP-2, показал выраженные остеогенные свойства и к концу 28-х суток замещался новообразованной костной тканью на 8±4% от своего объема при подкожной имплантации в области холки, на 17±10% — при внутримышечной имплантации в трехглавую мышцу бедра и 26±11% — при внутрикостной имплантации в область критического дефекта теменных костей. Оптимальное сочетание биосовместимости и остеогенных свойств коллаген-фибронектинового гидрогеля, импрегнированного BMP-2, позволяет рассматривать данный материал в качестве перспективной основы для создания необходимых стоматологии костно-пластических препаратов нового поколения. |
| Databáze: | OpenAIRE |
| Externí odkaz: |
|