Enhance bone regeneration and implant fixation by novel substitute with combined angiogenic and osteogenic factors in animal models

Publikation: AfhandlingPh.d.-afhandling

13 Downloads (Pure)

Abstrakt

Knogledannelse har fået en forøget interesse i ortopædkirurgisk forskning grundet prædiktionen om en stigning i gennemsnitalderen i befolkningen. Dette betyder der bliver flere patienter med svagere knogler og derved større risiko for knoglebrud med sværere heling. Dette gør vi klinisk fremadrettet har brug for en holdbar og effektiv behandling til disse patienter, for at kunne sikre sufficient og hurtigere knogleheling, færre komplikationer og nedsat behov for re-operationer. Den nuværende behandling for større knogledefekter er at bruge allograft. Dette er overskydende knogle som er indhentet fra hoftealloplastikker eller kadavere som er doneret til formålet. Men denne metode er forbundet med risikoen for at overføre sygdomme med knoglen samt risikoen for at der opstår immunreaktioner, som man ser ved organdonation. Derudover, kan knoglebankerne som opbevarer allograft ikke følge med den stigende efterspørgsel. Et alternativ til denne behandling kan være at bruge biomaterialer som denne afhandling fokuserer på. Disse har fordelen af ikke at kunne overføre nogle sygdomme og kan produceres til behovet. Teorien bag designet var at stimulere de kritisk vigtige faktorer i knogledannelsesprocessen med samtidig indflydelse af kardannende vækstfaktorer, dog kun med fokus på knogle- og ikke kardannelse. Dette var testet ved den naturlige udvikling i dyrestudier hvor vi først afprøver og optimerer metoderne i smådyr, for at videreudvikle til stordyr. Vi startede med at teste denne knogle- og kardannende stimulering med mesenkymale stamceller (MSC) og den karstimulererende vækstfaktor (VEGF) i et ektopisk design på mus, hvor fokus var hvilke tidspunkter der var bedst at stimulere MSC med VEGF for den største indvirkning på ny knogledannelse sammenlignet med kun at bruge MSC (studie 1). Adskillige pilotstudier indikerede mængden der skulle bruges af MSC og VEGF samt evalueringstid og racen af musene. Dette studie viste at den optimale stimulering med VEGF kombineret med MSC var indenfor de første 1-14 dage og 1-21 dage efter operation, sammenlignet med MSC alene p<0.01. Studie 2 brugte samme kombination af MSC og VEGF, men denne gang i en femoral gap model i får. Får har vist sig at være en god model for ortopædisk knogleforskning da både vægten, knogleindholdet og metabolismen er meget lig det humane. Et pilotstudie gav indikationer for mængden af MSC og VEGF i dette design. I det primære studie testede vi forskellige doser af VEGF kombineret med MSC sammenlignet med allograft. I denne model fandt vi ingen signifikant forskel imellem nogle af grupperne p<0.05. Studie 3 begyndte overvejelserne omkring videreførelsen af disse metoder i et klinisk sammenligneligt design. Dette med overvejelsen omkring om VEGF alene kunne være nok til at skabe sufficient knogledannelse. Derfor fungerer dette studie som et springbræt til fremtidige studier. Efter en systematisk litteratursøgning, kunne dette dog ikke bekræftes fra tidligere studier. Konklusionen fra disse studier viser vigtigheden af sufficient karforsyning i et område specielt i forbindelse med knogleheling. Derudover, at hvis man bruger mesenkymale stamceller og kar stimulerende vækstfaktor (VEGF) kan man hele kritiske defekter på lige fod med allograft. Dette stiller spørgsmålet om VEGFs rolle i knogledannelse og om man med standardiserede metoder kan applicere det i klinikken for at forbedre knoglehelingen både i normal, osteoporotiske og avaskulær nekrose patienter. Denne teknik kunne ved yderligere forskning lede til human applikation i den nærmeste fremtid samt optimeret knogledannelse, indvækst og stabilitet i generel osteosyntese.
OriginalsprogEngelsk
Vejledere/rådgivere
  • Ding, Ming, Hovedvejleder
  • Overgaard, Søren, Bivejleder
  • Rye Jørgensen, Niklas, Bivejleder
  • Qin, Ling, Bivejleder, Ekstern person
Dato for forsvar28. aug. 2020
Udgiver
DOI
StatusUdgivet - 28. aug. 2020

Fingeraftryk

Dyk ned i forskningsemnerne om 'Enhance bone regeneration and implant fixation by novel substitute with combined angiogenic and osteogenic factors in animal models'. Sammen danner de et unikt fingeraftryk.

Citationsformater