ارزیابی آسیب‌شناسی بافتی نانوکامپوزیت تری کلسیم فسفات در مقایسه با نانوکامپوزیت هیدروکسی آپاتیت بر روند التیام نقیصه ایجاد شده در استخوان ران خرگوش

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسنده

.

چکیده

از دست دادن قطعات استخوانی که اغلب ناشی از ضربه، عفونت، برداشت توده و یا حتی عدم بازسازی کامل استخوان پس از شکستگی‌های پیچیده می‌باشد یکی از چالش‌های همیشگی در پزشکی و دامپزشکی محسوب می‌شود. طی دهه‌های اخیر تلاش‌های فراوانی به منظور دست یابی به موادی که توانایی بازسازی استخوانی بالایی داشته باشند و بتوانند جایگزین مطمئن پیوندهای اتوگرافت یا زنو گرافت شوند، انجام شده است. در این مطالعه از ۴۵ سر خرگوش نر بالغ نیوزلندی 8-6 ماهه با وزن 5/0±۳ کیلوگرم که بطور تصادفی به ۳ گروه ۱۵تایی تقسیم شدند استفاده شده است. طی جراحی انجام شده بر روی استخوان ران هر خرگوش نقیصه‌ای بصورت دو طرفه و به قطر ۶ میلی‌متر ایجاد شد. درگروه اول (شاهد) از هیچ ماده‌ای استفاده نشد، در گروه دوم از نانوکامپوزیت هیدروکسی آپاتیت و در گروه سوم از نانو کامپوزیت تری کلسیم فسفات برای پر کردن نقیصه استفاده شد. نمونه‌های استخوانی طی روزهای ۱۵، ۳۰ و ۴۵ جهت ارزیابی‌های هیستوپاتولوژی برداشت شدند و برای ارزیابی از ۴ شاخص جوش خوردن، اسفنجی شدن، کورتکس و مغز استخوان استفاده شد. نتایج نشان داد که میزان التیام در گروه نانوکامپوزیت تری کلسیم فسفات در مقایسه با سایر گروه‌ها بصورت معنی‌داری بیشتر بوده است.بنابر این با توجه به نتایج حاصل می‌توان اذعان نمود داربست استخوانی نانوکامپوزیت تری کلسیم فسفات تأثیر مثبتی بر روند التیام داشته و قدرت استخوان سازی مطلوبی دارد، بنابراین می‌تواند استفاده گسترده ای در جراحی های ارتوپدی و همچنین مهندسی بافت داشته باشد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Evaluation of β-tricalciumphosphate (β-TCP) nanocomposite granules compared with nanocomposite hydroxyapatite (HA) on healing of segmental femur bone defect in rabbits

نویسنده [English]

  • Eftekhari, H., Jahandideh, A., Asghari, A., Akbarzadeh, A., Hesaraki, S. .
.
چکیده [English]

The loss of bone fragments, often due to trauma, infection, mass loss, or even complete bone regeneration after complicated fractures, is one of the constant challenges in medicine and veterinary medicine. Over the last decades, many efforts have been made to obtain materials that have the potential for high bone regeneration and to replace alternatives to autograft or zenografts. In this study, 45 adult male New Zealand male rabbits weighing 3-5 mg​​/kg, randomly divided into 3 groups of 15, were used. During surgery on the femur of each rabbit, a bilateral, 6 mm diameter defect was created. In the first group (control), no substance was used, in the second group, hydroxyapatite, and in the third group, nanocomposite tri-calcium phosphate (TCP) was used to fill the defect. Bone specimens were harvested for histopathologic evaluation on days 15, 30 and 45 and for evaluation of 4 indexes of union, spongiosa, cortex and bone marrow. The results showed that the results of using nanocomposite tricalcium phosphate in comparison with other groups were significantly different in all cases. Therefore, according to the results, it can be admitted that nanocomposite tri-calcium phosphate scaffold has a positive effect on the healing process and has good bone strength, so it can be widely used in orthopedic surgery as well as tissue engineering.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Nanocomposite
  • Tricalcium phosphate
  • Hydroxyapatite
  • Femur bone defect
  • Bone healing
  • Rabbit
  1. Bajammal, SS., Zlowodzki, M., Lelwica, A., Tornetta, P., Einhorn, TA., Buckley, R., Leighton, R., Russell, TA., Larsson, S., 
Bhandari, M. (2008): The Use of Calcium Phosphate Bone Cement in Fracture Treatment. J Bone Joint Surg Am. 90(6): 1186-1196. 

  2. Caulier, H., van der Waerden, J.P., Paquay, Y.C., Wolke, J.G., Kalk, W., Naert, I., Jansen, J.A. (1995): Effect of calcium phosphate (Ca-P) coatings on trabecular bone response: A histological study. J. Biomed. Mater. Res. 29: 1061–1069. 

  3. Daculsi, G., Passuti, N., Martin, S., Deudon, C., Legeros, RZ., Raher, S. (1990): Macroporous calcium phosphate ceramic for long bone surgery in humans and dogs. Clinical and histological study. J Biomed Mater Res. 24 (3): 379-396.
  4.  Galois, L., Mainard, D., Delagoutte, JP. (2002): Beta-tricalcium phosphate ceramic as a bone substitute in orthopaedic surgery. International Orthopaedics (SICOT). 26:109–115.
  5. Hutmacher, D.W., Teoh, S.H., Zein, I., Ranawake, M., Lau, S. (2000): Tissue engineering research: The engineer’s role. Med. Device Technol. 11: 33–39.
  6.  Larry, L. (1991): Bioceramics: From Concept to Clinic. J. Am. Ceram. Soc. 74 (7): 1487-1510.

  7. LeGeros RZ. (2002). Properties of Osteoconductive Biomaterials: Calcium Phosphates. Clin.Orthop. Res. 395: 81-98.
  8. Lichte, P., Pape, HC., Pufe, T., Kobbe, P., Fischer, H. (2011): Scaffolds for bone healing: Concepts, materials and evidence. Injury, Int. J. Care Injured. 42: 569–573.
  9.  Liu, Y.L., de Groot, K., Hunziker, E.B. (2009): Biomimetic mineral coatings in dental and orthopaedici mplantology. Front. Mater. Sci. China. 3: 154–162. 

  10.  Li, XM., Van Blitterswijk CA., Feng, QL., Cui, FZ., Watari, F. (2008): The effect of calcium phosphate microstructure on bone-related cells in vitro. Biomaterials. 29 (23): 3306–3316.
  11. Marcacci, M., Kon, E., Zaffagnini, S., Giardino, R., Rocca, M., Corsi, A., Benvenuti, A., Bianco, P., Quarto, R., Martin, I., Muraglia A., Cancedda, R. (1999): Reconstruction of extensive long-bone defects in sheep using porous hydroxyapatite sponges. Calcif Tissue Int. 64 (1): 83-90.
  12. Matsumine, A., Myoui, A., Kusuzaki, K., Araki, N., Seto, M., Yoshikawa, H., Uchida, A. (2004): Calcium hydroxyapatite ceramic implants in bone tumour surgery, J.Bo.Jo.Su. 86 (5): 719-725.
  13. Mitchel, SE., Keating, JF., Robinson, CM. (2010): The treatment of open femoral fractures with bone loss. J. Bone. Joint. Surg. Br. 92 (12): 1678–1684.
  14. Mousavi, GH., Mohajeri, D., Rezaei, M., Aghapour, M., Maghsoudi, S. (2013): Repair of segmental bone defect using calcium phosphate granules and allogeneic bone matrix gelatin mixture in rabbits. I.R.J.A.B.S., 6 (2): 221-227.
  15. Ogose, A., Hotta, T., Hatano, H., Kawashima, H., Tokunaga, K., Endo, N., Umezu, H. (2002): Histological examination of beta-tricalcium phosphate graft in human femur. J Biomed. Mater. Res. 63 (5): 601-604.
  16. Olah, L., Borbas, L. (2008): Properties of calcium carbonate-containing composite scaffolds.Acta. Bioeng. Bio. 10(1): 61–6.
  17. Tanaka, T., Chazono, M., Komaki, H. (2006): Clinical Application of Beta - Tricalcium Phosphate In Human Bone Defects. Jikeikai Med J. 53: 45-53.
  18. Venugopal, JR., Low, S., Choon, AT., Kuma, AB., Ramakrishna, S. (2008): Nanobioengineeredelectrospun composite nanofibers and osteo-blasts for bone regeneration. Artif. Organs. 32: 388–397.
  19. Wahajuddin., Arora, S. (2012) Superparamagnetic iron oxide nanoparticles: magnetic nanoplatforms as drug carriers. Int. J. Nanomedicine. 7: 3445–3471.
  20. Wang, P., Zhao L., Liu J., Weir, M D., Zhou, X., Xu, H K. (2014): Bone tissue engineering via nanostructured calcium phosphate biomaterials and stem cells. Bone. Rese. 2:1-14.