Abstrakt
Úvod: V důsledku traumatických poranění kostí nebo následkem patologických procesů mohou vznikat i velmi rozsáhlé defekty kostní tkáně. Standardem současné doby v klinické humánní i veterinární medicíně pro výplň defektu kostní tkáně je autogenní kostní štěp, což ovšem vyžaduje zvýšení invazivity zákroku na straně pacienta a v případech rozsáhlých defektů neumožňuje dostatečné množství náhradní tkáně.
Syntetické kostní náhrady mohou být využity bez dalšího zatížení pacienta a mohou být zároveň využity jako nosiče bioaktivních molekul nebo léčiv. Pro klinické využití je nezanedbatelným požadavkem snadná a jednoduchá aplikace.
Takové požadavky nejvíce naplňují gelové formy preparátů, jež se i s minimálním přístupem dají injekčně aplikovat do defektů různorodých tvarů. Materiál a metodika: Pro vývoj kompozitního gelového skafoldu byl jako základ použit syntetický transparentní PGD-AlphaProA hydropeptigel.
Tento gel byl obohacen o kryogenně mletá poly-ε-kaprolaktonová nanovlákna (PCL) v poměru 1 ml gelu a 16µg nanovláken. U pokusných zvířat (laboratorní potkan Wistar, n=20), byl nízkootáčkovou vrtačkou vyvrtán jeden pravidelný kruhový defekt vrtákem o průměru 1,5 mm v celé šířce distální diafýzy femuru totožně na obou pánevních končetinách.
Na pravé pánevní končetině byl tento defekt vyplněn injektáží 0,05 ml kompozitu peptigelu s nanovlákny (experimentální defekt). Na kontralaterální končetině byl obdobný defekt ponechán bez výplně (kontrolní) ke spontánnímu zhojení.
Soubor experimentálních zvířat byl pro další sledování rozdělen do čtyř skupin (A, B, C, D). Jeden týden po chirurgické implantaci byla první skupina pokusných zvířat (sk.
A; n = 5) lege artis utracena, bylo provedeno RTG vyšetření obou pánevních končetin a odběr vzorku kosti z kontrolního i experimentálního defektu k histologickému hodnocení. Další skupiny pokusných zvířat byly obdobně vyhodnoceny v období 2, 4 a 6 týdnů po chirurgickém zákroku (sk.
B, C, D; n = 5). Skupiny pokusných zvířat byly vyhodnoceny různými histologickými technikami dvěma nezávislými patology.
Výsledky: Rozdíl mezi kontrolním a experimentálním kostním defektem byl pozorován jen ve fázi hojení dva týdny po implantaci, kde byla sledována tendence tvorby většího množství nových kostních trabekul u defektu ošetřeného kompozitem hydropeptigelu s PCl nanovlákny. Výsledky ukazují mírně vyšší angiogenezi a celularitu v místě kostního defektu s nárůstem novotvořené kostní tkáně a rychlejší osídlování lamelárních kostních struktur buňkami kostní dřeně v časných fázích procesu hojení (stáří defektu 1-2 týdny).
U experimentálních i kontrolních skupin v pozdější fázi hojení (stáří defektu 4-6 týdnů) je průběh dalšího procesu hojení a modelace kosti v místě defektu bez detekovatelných morfologických rozdílů. Závěr: Experimentální použití peptigelu s PCL nanovlákny in vivo u laboratorních potkanů vykazuje velmi dobrou aplikovatelnost do místa defektu a v porovnání s neošetřeným defektem v časovém horizontu dvou týdnů po implantaci akceleruje kostní hojení.
Tato skutečnost by mohla být výhodou zejména v počáteční fázi hojení a urychlit tak hojení rozsáhlejších defektů.