Применение обогащенной тромбоцитами плазмы при возмещении дефектов костной ткани керамическими имплантами

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.

1. Global status report on road safety 2018. Geneva: World Health Organization; 2018.

2. Schade AT, Mbowuwa F, Chidothi P, et al. Epidemiology of fractures and their treatment in Malawi: Results of a multicentre prospective registry study to guide orthopaedic care planning. PLoS One. 2021;16(8):e0255052. doi: 10.1371/journal.pone.0255052.

3. Файн А.М., Ваза А.Ю., Гнетецкий С.Ф. и др. Доступные способы повышения регенераторного потенциала пластического материала в неотложной травматологии. Часть 1. Использование аутологичной богатой тромбоцитами плазмы крови. Трансплантология. 2022;14(1):79-97. doi: 10.23873/2074-0506-2022-14-1-79-97.

4. Parikh SN. Bone graft substitutes: past, present, future. J Postgrad Med. 2002;48(2):142-148.

5. Oryan A, Alidadi S, Moshiri A, Maffulli N. Bone regenerative medicine: classic options, novel strategies, and future directions. J Orthop Surg Res. 2014;9(1):18. doi: 10.1186/1749-799X-9-18.

6. Vaiani L, Boccaccio A, Uva AE, et al. Ceramic Materials for Biomedical Applications: An Overview on Properties and Fabrication Processes. J Funct Biomater. 2023;14(3):146. doi: 10.3390/jfb14030146.

7. Gahlert M, Roehling S, Sprecher CM, et al. In vivo performance of zirconia and titanium implants: a histomorphometric study in mini pig maxillae. Clin Oral Implants Res. 2012;23(3):281-286. doi: 10.1111/j.1600-0501.2011.02157.x.

8. Han JM, Hong G, Lin H, et al. Biomechanical and histological evaluation of the osseointegration capacity of two types of zirconia implant. Int J Nanomedicine. 2016;11:6507-6516. doi: 10.2147/IJN.S119519.

9. Кирилова И.А., Садовой М.А., Подорожная В.Т. Сравнительная характеристика материалов для костной пластики: состав и свойства. Хирургия позвоночника. 2012;(3):72–83. doi: 10.14531/ss2012.3.72-83.

10. Bin Shahri N, Chong AKS, Karjalainen T. The role of orthobiologics in bone healing and joint and tendon degeneration in the upper limb. J Hand Surg Eur Vol. 2025;50(6):728-737. doi: 10.1177/17531934251327034.

11. Khandan-Nasab N, Torkamanzadeh B, Abbasi B, et al. Application of Platelet-Rich Plasma-Based Scaffolds in Soft and Hard Tissue Regeneration. Tissue Eng Part B Rev. 2025. doi: 10.1089/ten.teb.2024.0285.

12. Mishra A, Tummala P, King A, et al. Buffered platelet-rich plasma enhances mesenchymal stem cell proliferation and chondrogenic differentiation. Tissue Eng Part C Methods. 2009;15(3):431-435. doi: 10.1089/ten.tec.2008.0534.

13. Becerra-Bayona SM, Solarte VA, Alviar Rueda JD, et al. Effect of biomolecules derived from human platelet-rich plasma on the ex vivo expansion of human adipose-derived mesenchymal stem cells for clinical applications. Biologicals. 2022;75:37-48. doi: 10.1016/j.biologicals.2021.11.001.

14. Teotia AK, Qayoom I, Kumar A. Endogenous Platelet-Rich Plasma Supplements/Augments Growth Factors Delivered via Porous Collagen-Nanohydroxyapatite Bone Substitute for Enhanced Bone Formation. ACS Biomater Sci Eng. 2019;5(1):56-69. doi: 10.1021/acsbiomaterials.8b00227.

15. Lyu J, Ma T, Huang X, et al. Core decompression with β-tri-calcium phosphate grafts in combination with platelet-rich plasma for the treatment of avascular necrosis of femoral head. BMC Musculoskelet Disord. 2023;24(1):40. doi: 10.1186/s12891-022-06120-z.

16. Борзунов Д.Ю., Гильманов Р.Т. Перспективные костно-пластические материалы и хирургические технологии при реконструктивно-восстановительном лечении больных с псевдоартрозами и дефектами костной ткани. Гений ортопедии. 2024;30(2):263272. doi: 10.18019/1028-4427-2024-30-2-263-272.

17. Kale P, Shrivastava S, Balusani P, Pundkar A. Therapeutic Potential of Platelet-Rich Plasma in Fracture Healing: A Comprehensive Review. Cureus. 2024;16(6):e62271. doi: 10.7759/cureus.62271.

18. Zhang N, Wu YP, Qian SJ, et al. Research progress in the mechanism of effect of PRP in bone deficiency healing. ScientificWorldJournal. 2013;2013:134582. doi: 10.1155/2013/134582.

19. Bacevich BM, Smith RDJ, Reihl AM, et al. Advances with Platelet-Rich Plasma for Bone Healing. Biologics. 2024;18:29-1859. doi: 10.2147/BTT.S290341

20. Gupta S, Paliczak A, Delgado D. Evidence-based indications of platelet-rich plasma therapy. Expert Rev Hematol. 2021;14(1):97-108. doi: 10.1080/17474086.2021.1860002.

21. Pulcini S, Merolle L, Marraccini C, et al. Apheresis Platelet Rich-Plasma for Regenerative Medicine: An In Vitro Study on Osteogenic Potential. Int J Mol Sci. 2021;22(16):8764. doi: 10.3390/ijms22168764.

22. O'Donnell C, Migliore E, Grandi FC, et al. Platelet-Rich Plasma (PRP) From Older Males With Knee Osteoarthritis Depresses Chondrocyte Metabolism and Upregulates Inflammation. J Orthop Res. 2019;37(8):1760-1770. doi: 10.1002/jor.24322

23. Yin L, Nakanishi Y, Alao AR, et al. A review of engineered zirconia surfaces in biomedical applications. Procedia CIRP. 2017;65:284290. doi: 10.1016/j.procir.2017.04.057

24. Ульянов Ю.А., Зарипова Э.М., Мингазова Э.Н. К вопросу о биосовместимости керамических имплантатов при оказании ортопедической помощи. Менеджер здравоохранения. 2023;(9):18-22. doi: 10.21045/1811-0185-2023-9-18-22.

25. Ulitko M, Antonets Y, Antropova I, et al. Ceramic materials based on lanthanum zirconate for the bone augmentation purposes: cytocompatibility in a cell culture model. Chimica Techno Acta. 2023;10(4):202310402. doi: 10.15826/chimtech.2023.10.4.02.

26. Дружинина Т.В., Хлусов И.А., Карлов А.В., Ростовцев А.В. Маркеры остеогенеза в периферической крови как патогенетические факторы и предикторы системных эффектов имплантатов для остеосинтеза. Гений ортопедии. 2007;4:83-88.

27. Laver L, Filardo G, Sanchez M, et al. ESSKA–ORBIT Group. The use of injectable orthobiologics for knee osteoarthritis: A European ESSKA-ORBIT consensus. Part 1-Blood-derived products (platelet-rich plasma). Knee Surg Sports Traumatol Arthrosc. 2024;32(4):783797. doi: 10.1002/ksa.12077.

28. Aprili G, Gandini G, Guaschino R, et al. SIMTI Working Group. SIMTI recommendations on blood components for non-transfusional use. Blood Transfus. 2013;11(4):611-622. doi: 10.2450/2013.0118-13

29. Ozer K, Kankaya Y, Çolak Ö. An important and overlooked parameter in platelet rich plasma preparation: The mean platelet volume. J Cosmet Dermatol. 2019;18(2):474-482. doi: 10.1111/jocd.12682.

30. Ragni E, Taiana MM, Čengić T, et al. PRP or not PRP: Is the debate surrounding platelets-based blood-derived products evolving? Knee Surg Sports Traumatol Arthrosc. 2025;33(5):1920-1924. doi: 10.1002/ksa.12655.

31. Tischer T, Bode G, Buhs M, et al. Platelet-rich plasma (PRP) as therapy for cartilage, tendon and muscle damage - German working group position statement. J Exp Orthop. 2020;7(1):64. doi: 10.1186/s40634-020-00282-2.

32. Zhou JY, Wong JH, Berman ZT, et al. Bleeding with iron deposition and vascular remodelling in subchondral cysts: A newly discovered feature unique to haemophilic arthropathy. Haemophilia. 2021;27(6):e730-e738. doi: 10.1111/hae.14417.

33. Kale P, Shrivastava S, Balusani P, Pundkar A. Therapeutic Potential of Platelet-Rich Plasma in Fracture Healing: A Comprehensive Review. Cureus. 2024;16(6):e62271. doi: 10.7759/cureus.62271.

34. Tang S, Wang L, Zhang Y, Zhang F. A Biomimetic Platelet-Rich Plasma-Based Interpenetrating Network Printable Hydrogel for Bone Regeneration. Front Bioeng Biotechnol. 2022;10:887454. doi: 10.3389/fbioe.2022.887454.

35. Корыткин А.А., Зыкин А.А., Захарова Д.В., Новикова Я.С. Применение обогащенной тромбоцитами плазмы при замещении очага аваскулярного некроза головки бедренной кости аллотрансплантатами. Травматология и ортопедия России. 2018;24(1):115-122. doi: 10.21823/2311-2905-2018-24-1-115-122

36. Guo Y, Yang Y, Peng B, Xing G. Repair of Vertebral Bone Defects with Injectable Calcium Phosphate Bone Cement Reinforced with Autologous Platelet-rich Plasma in Goats. Tissue Eng Part C Methods. 2025;31(6):211-220. doi: 10.1089/ten.tec.2025.0021.

37. Saginova D, Tashmetov E, Tuleubaev B, Kamyshanskiy Y. Effect of autologous platelet-rich plasma on new bone formation and viability of a Marburg bone graft. Open Life Sci. 2023;18(1):20220761. doi: 10.1515/biol-2022-0761.

38. Oktaş B, Çırpar M, Şanlı E, et al. The effect of the platelet-rich plasma on osteogenic potential of the periosteum in an animal bone defect model. Jt Dis Relat Surg. 2021;32(3):668-675. doi: 10.52312/jdrs.2021.199.

39. Salem M, Rizk A, Mosbah E, et al. Reinforcement of osteochondoral defects repair with leukocyte platelet-rich fibrin and bone marrow-derived mononuclear cells in a rabbit model. BMC Musculoskelet Disord. 2025;26(1):707. doi: 10.1186/s12891-025-08952-x.