Современные подходы к созданию васкуляризированных костных биоэквивалентов

Аннотация

Восстановление структуры и функциональной активности костной ткани при переломах и системных заболеваниях скелета является актуальной проблемой, решение которой позволит улучшить качество и продолжительность жизни. Согласно данным Всемирной организации здравоохранения, ежегодно увеличивается количество сложных случаев переломов, требующих хирургического вмешательства, а также пересадки костной ткани. Существующие методы алло-, ауто- и ксенотрансплантации обладают рядом побочных эффектов, плохо приживаются, вызывают иммунное отторжение, либо не подходят для замещения крупных дефектов. В связи с этим внимание исследователей фокусируется на создании искусственной костной ткани. Обзор литературы посвящен современным подходам к созданию васкуляризированных костных биоэквивалентов для трансплантации полученных конструктов с целью обеспечения эффективной регенерации костной ткани. Одним из ключевых условий успешного восстановления костной ткани является ангиогенез. В процессе эмбрионального развития остеогенез и ангиогенез тесно связанны. Многие факторы, секретируемые эндотелиальными клетками, запускают процесс остеогенной дифференцировки, воздействуя на ключевые транскрипционные факторы. В свою очередь остеопрогениторные клетки воздействуют на эндотелиальные клетки или их предшественники, стимулируя прорастание кровеносных сосудов в костную ткань. Положительная обратная связь осуществляется за счет взаимной регуляции множества транскрипционных факторов, факторов роста, цитокинов, компонентов внеклеточного матрикса, а также различных микроРНК. Это взаимодействие также играет критическую роль в процессе регенерации костной ткани и заживлении переломов, так как процесс во многом сходен с развитием кости в эмбриогенезе. В обзоре рассматривается ряд ключевых механизмов взаимодействия ангиогенеза и остеогенеза в процессе эмбриогенеза и регенерации, а также обсуждается проблема использования этих механизмов в тканевой инженерии для лечения переломов и создания васкуляризированных костных биоэквивалентов при восстановлении крупных дефектов кости.