Transplantation of autologous mesenchymal stem cells on demineralized bone matrix in treatment of pseudoarthrosis of long bones

Abstract

The article deals with the results of clinical trial-1 of a treatment modality of pseudoarthrosis (priority on the 23^rd May, 2006, file number 2006117605) using biotransplant that is demineralized bone allotransplant colonized by autologous mesenchymal stromal cells with the density of 7-10x106 in 1cm². Pseudoarthrosis of femoral bones and tibia was treated in 9 patients, with transosseous osteosynthesis being used in every case. In uncomplicated postoperative period the apparatus was dismantled and support ability of the leg was restored in 3 to 5 months, that is comparable to the time of healing of fractures of the same location. According to the X-ray and CT data the transplant density increased progressively without preliminary resorbtion, consolidation occurred mainly via transplant that allows to suppose not only osteoinductive influence, but also osteoconductive role.

Keywords

pseudoarthrosis / autologous mesenchymal stem cells / demineralized bone transplant / transosseous osteosynthesis

References

[1] Гюльназарова С.В., Штин В.П. Восстановление кости при лечении псевдоартрозов методом дистракции [Экспирим. исслед.). Ортопед. травматол. 1973; 3: 40-6.

[2] Илизаров Г.А., Каплунов А.Г., Шпаер Л.И. Лечение ложных суставов голени методами компрессионно-дистракционного остеосинтеза по Г.А. Илизарову. Чрескостный компрессионный и дистракционный остеосинтез в травматологии и ортопедии; Курган; 1972; 1: 115-26.

[3] Стецула В.И., Веклич В.В. Основы управляемого чрескостного остеосинтеза. 2003; М.: Медицина.

[4] Шевцов В.И., Макушин В.Д., Куфтырев Л.М., Псевдоартрозы, дефекты длинный костей верхней конечности и котнрактуры локтевого сустава [базовые технологии аппаратом Илизарова). 2001 ; Курган: «Зауралье».

[5] Aggarwal N.K. et al. Role of external fixators in the management of long bone non-unions. SICOT: Final Program & Abstract Book; Sydney; 1999: 221.

[6] Mora R. Nonunion of the Long Bones. Milan: Springer-Verlag Italia. 2006: 285.

[7] Мовшович И.А. Оперативная ортопедия [Руководство для врачей). 2-е изд., перераб. и доп. 1994; М.: Медицина: 32.

[8] Гайдуков В.М. Ложные суставы. 1995; СПб: Наука.

[9] Калугин А.В. Болтрукевич С.И., Карев Д.Б. Аллогенный деминерализованный костный матрикс как стимулятор репаративного остеогенеза при несросшихся переломах и ложных суставах костей конечностей. Деминерализованный костный трансплантат и его применение. 1993; СПб: 108-11.

[10] Швец А.И., Пикалюк В.С., Тамара И.В. и др. Применение деминерализованного костного матрикса в лечении больных с ложными суставами и замедленной консолидацией костей голени. Деминерализованные костные трансплантаты и их использование в восстановительной хирургии. 1996; СПб: 102-4.

[11] Белоусов А.Е. Пластическая, реконструктивная и эстетическая хирургия. 1998; СПб: «Гиппократ»: 550-2.

[12] Белоусов В.Д., Чобану А.А., Чобану Ф.И. Консервативное лечение ложных суставов длинных трубчатых костей [клинические аспекты клеточной ксеноблефопластики). 1990; Кишинев: «ШТИИНЦА».

[13] Сирый О.М. Аутотрансплантация костного мозга при повреждениях костной ткани: Дис. ...канд. мед. наук. М.; 1987.

[14] Goel A, Sangwan S.S., Siwach R.C. et al. Percutaneous bone marrow grafting for the treatment of tibial non-union. Injury. 2005; 36: 203-6.

[15] Termaat M.F, Den Boer F.C., Bakker F.C. et al. Bone Morphogenetic Proteins. Development and Clinical Efficacy in the Treatment of Fractures and Bone Defects. J. Bone Joint Surg. Am. 2005; 87[9): 1292-7.

[16] Lietman S.A., Inoue N., Rafiee B. et al. The effect of recombinant human osteogenic protein-1 on allograft incorporation. J. Bone Joint Surg. Am. 2005; 87: 1367-78.

[17] Осепян И.А., Чайлахян Р.К., Гарибян Э.С., Айвазян В.П. Лечение несросшихся переломов, ложных суставов и дефектов длинных костей трансплантацией костномозговых фибробластов, выращенных in vitro и импрегнированных в губчатый костный матрикс. Ортопед. травматол. 1987; 9: 59-61.

[18] Сизиков М.Ю., Останин А.А., Султанмуратов Ю.М. и др. Терапия посттравматических псевдоартрозов костей конечностей посредством направленной остеоиндукции аутологичными стромальными стволовыми клетками. Стволовые клетки и перспектива их использования в здравоохранении; 2005 24-25 мая; Москва; 2006: 95-7.

[19] Селедцов В.И., Гольник В.Н., Белогородцев С.Н. и др. Стволовые клетки в травматологии и хирургии. Современные методы лечения больных с травмами и их осложнениями; материалы Всероссийской научно-практической конференции. Курган; 2006; 207-9.

[20] Виноградова Т.П., Лаврищева Г.И. Регенерация и пересадка костей. 1974; М.: Медицина.

[21] Бок В.Ф. Рентгенологическая характеристика изменений в костном гомотрансплантате. Гомопластика в травматологии и ортопедии. Труды ЛНИИТО им. Р.Р.Вредена. 1972; Л.: 39-49.

[22] Воложин А.И., Денисов-Никольский Ю.И., Лосев В.Ф. и др. Применение мезенхимальных стволовых клеток для придания остеоиндуктивных свойств имплантационным материалам. Стволовые клетки и перспектива их использования в здравоохранении; 2005 24-25 мая; Москва; 2006: 56-8.

[23] Bruder S.P., Kraus K.H., Goldberg V.M. et al. The effect of implants loaded with autologous mesenchymal stem cells on the healing of canine segmental bone defects. J. Bone Joint Surg. Am. 1998; 80: 985-96.

[24] Кругляков П.В., Соколова И.Б. и др. Влияние сингенных МСК на восстановление костной ткани при имплантации деминерализованного костного матрикса. Цитология 2005; 47[6): 466-76.

[25] Назаров В.А. Биомеханические основы модульной компоновки аппаратов для чрескостного остеосинтеза длинных трубчатых костей: Дис....канд. мед. наук. СПб; 2006.

RIGHTS & PERMISSIONS

Eco-Vector