Ирина Петровна Антропова — доктор биологический наук, ведущий научный сотрудник
Екатеринбург
Irina P. Antropova — Doctor of Biological Sciences, Leading Researcher
Ekaterinburg
Елена Александровна Волокитина — доктор медицинских наук, профессор, заведующий кафедрой, ведущий научный сотрудник
Екатеринбург
Elena A. Volokitina — Doctor of Medical Sciences, Professor, Head of Department, Leading Researcher
Ekaterinburg
Кирилл Андреевич Тимофеев — аспирант кафедры, врач — травматолог-ортопед
Екатеринбург
Kirill A. Timofeev — Postgraduate Student, orthopaedic surgeon
Ekaterinburg
Роман Андреевич Труфаненко — ассистент кафедры
Екатеринбург
Roman A. Trufanenko — Assistant Professor
Ekaterinburg
Сергей Михайлович Кутепов — член-корр. РАН, профессор, доктор медицинских наук, руководитель института травматологии ЦНИЛ
Екатеринбург
Sergey M. Kutepov — Corresponding Member of the Russian Academy of Sciences, Professor, Doctor of Medical Sciences, Head of the Institute of Traumatology at the Central Research Laboratory
Ekaterinburg
Лариса Георгиевна Полушина — кандидат медицинских наук, старший научный сотрудник
Екатеринбург
Larisa G. Polushina — Candidate of Medical Sciences, Senior Researcher
Ekaterinburg
Введение. Применение керамических материалов является перспективным направлением возмещения дефектов кости. Для улучшения их свойств и повышения регенераторного потенциала используют различные ортобиологические препараты.
Цель работы — определить эффективность применения обогащенной тромбоцитами плазмы при возмещении дефектов костной ткани керамическими имплантатами из диоксида циркония, допированного оксидом иттрия.
Материалы и методы. Образцы биокерамики представлены диоксидом циркония. Керамические имплантаты имели размер 0,15 × 0,15 × 1,00 см. В эксперименте использовали самцов кроликов породы шиншилла: группа 1 (n = 10) — животные, которым билатерально моделировали метафизарные костные дефекты с имплантацией керамических аугментов; группа 2 (n = 10) — животные, которым моделировали костные дефекты без имплантации. Кроликам обеих групп в костный дефект на правом бедре вводили плазму, обогащенную тромбоцитами (PRP), в дефект на левом бедре PRP не вводили. Отбор крови проводили перед операцией и при выводе из эксперимента через четыре и восемь недель после операции. Определяли основные показатели крови, С-реактивный белок, в PRP — тромбоцитарный фактор роста PDGF. Для оценки влияния PRP на динамику остеогенеза проведен сравнительный анализ гистологического строения тканей в области моделирования дефекта кости.
Результаты. Ни до операции, ни спустя восемь недель после операции существенных различий между группами по основным показателям лейкоцитов, эритроцитов и тромбоцитов, уровню С-реактивного белка не выявлено. Концентрация PDGF во вводимой PRP не имела существенных различий между группами. Гистологический анализ показал, что применение PRP увеличивало количество регенерирующих костных балок, снижало количество и размер фокусов фиброза и костно-хрящевой мозоли в обеих группах.
Обсуждение. Ранее доказано, что использование аутологичной PRP является простым и эффективным способом улучшения регенерации кости за счет высвобождения тромбоцитами при активации множества факторов роста, которые управляют основными биологическими процессами, включая индукцию ангиогенеза, разрешение воспаления и регенерацию тканей. Наше исследование было направлено на изучение того, усиливает ли обогащенная тромбоцитами плазма остеогенный потенциал керамических имплантатов из диоксида циркония при возмещении дефектов костной ткани. Наши результаты подтверждают, что PRP, имеющая концентрацию тромбоцитов 800 × 109/л — 1200 × 109/л, уровень лейкоцитов 4–7 %, эритроцитов не более 1 % от исходного содержания в крови, может быть полезным инструментом для репаративной регенерации костной ткани.
Заключение. Использование PRP эффективно при возмещении дефектов костной ткани с использованием керамических имплантатов из диоксида циркония. Вместе с тем для интеграции методов, использующих PRP, в доказательную медицинскую практику, необходимы дальнейшие тщательные клинические исследования.
Introduction The use of ceramic materials is a promising approach to bone defect repair. Various orthobiological agents are used to improve their properties and enhance their regenerative potential. The aim of this study was to determine the efficacy of platelet-rich plasma in repairing bone defects with yttria-doped zirconia ceramic implants.
Materials and Methods Bioceramic samples were zirconium dioxide. The ceramic implants measured 0.15 × 0.15 × 1.00 cm. Male Chinchilla rabbits were used in the experiment: Group 1 (n = 10) included animals that underwent bilateral metaphyseal bone defect filling with implantation of ceramic augments; Group 2 (n = 10) included animals that underwent bone defect repair without implantation. Platelet-rich plasma (PRP) was injected into the bone defect in the right femur of rabbits in both groups; PRP was not injected into the defect in the left femur. Blood samples were collected preoperatively and at the end of the experiment, four and eight weeks after surgery. Key blood parameters, including C-reactive protein, and platelet-derived growth factor (PDGF) in PRP were determined. To assess the effect of PRP on the dynamics of osteogenesis, a comparative histological analysis of the tissue structure in the simulated bone defect area was conducted.
Results No significant differences were found between the groups in key parameters of leukocytes, erythrocytes, and platelets, or C-reactive protein levels, either preoperatively or eight weeks after surgery. The concentration of PDGF in the injected PRP did not differ significantly between the groups. Histological analysis showed that injection of PRP increased the number of regenerating bone trabeculae and reduced the number and size of fibrotic foci and osteochondral callus in both groups.
Discussion Autologous PRP has previously been shown to be a simple and effective way to enhance bone regeneration due to the release of multiple growth factors by platelets, which regulate key biological processes, including angiogenesis, inflammation resolution, and tissue regeneration. Our study aimed to investigate whether platelet-rich plasma enhances the osteogenic potential of zirconia ceramic implants in bone defect repair. Our results confirm that PRP, with a platelet concentration of 800 × 109/L to 1200 × 109/L, a white blood cell count of 4–7 %, and a red blood cell count of no more than 1 % of the baseline blood count, may be a useful tool for bone regeneration.
Conclusion The use of PRP is effective in compensating bone defects using zirconia ceramic implants. However, further rigorous clinical studies are needed to integrate PRP-based methods into evidence-based medical practice.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.