Разработчики
Сарита Р. Шах, Саймон Юнг, Джулия Л. Гольдман, Марк Э. Вонг, Антониос Г. Микос и др.
Описание технологии
Технология воспроизводит комплексный, критического размера, дефект опорной ткани, включающий потерю мягких тканей, костей и зубов в нижней челюсти кролика.
Биоматериалы, предназначенные для регенерации больших костных дефектов нижней челюсти, требуют применения доклинической модели, которая точно повторяет проблемы регенерации, имеющиеся в организме человека. Численное моделирование и анализ in vitro не может в полной мере имитировать среду in vivo. Следовательно, in vivo модели могут иметь специфическое применение, например, такое, как модели угла нижней челюсти, которые используются для исследования регенерации дефекта костной ткани в зоне, не несущей нагрузку, или дефект нижней границы нижней челюсти, который является моделью для комплексной регенерации кости и нерва, причем в обеих моделях не участвуют мягкие ткани или зубы.
Ранее модель дефекта по этой технологии уже применялась при изучении реакций на новые составы биоматериалов для краниофациальной тканевой инженерии в аспектах регенерации кости, васкуляризации и профилактики инфекции. Этот же хирургический подход может быть адаптирован для исследования таких процессов, как регенерация в условиях остеопороза или облучения. Процедура может быть выполнена исследователями, владеющими основными хирургическими навыками, такими как диссекция и ушивание. Процедура занимает 1,5−2 часа, с последующим послеоперационным уходом в течении ~2 ч, после чего животные должны наблюдаться ежедневно в течение оставшейся части исследования. Сбор ткани для костной тканевой инженерии, как правило, происходит через 12 недель после операции. Протокол технологии включает все необходимые меры для обеспечения воспроизводимости эксперимента; советы о том, как свести к минимуму осложнения во время и после операции; а также методы анализа для оценки регенерации мягких тканей, костей и сосудов на основании приблизительной оценки, микрокомпьютерной томографии и гистологического исследования.
Практическое применение
Технология перспективна для экспериментального применения в области регенеративной медицины.
Она позволяет исследователю использовать единый хирургический подход для оценки специфических изменений, как анатомического типа, так и зависящих от метода лечения, и применима к широкому кругу конструктов для тканевой инженерии, таких как новые биоматериалы и имплантаты, выделяющие лекарственные препараты.
Кроме того, она также может быть использована для решения задач из других областей, имеющих важное значение для краниофациальной тканевой инженерии и стоматологического применения, например, регенерации зуба, одновременной регенерации альвеолярной кости и зубов, регенерации барьерной мембраны и регенерации тканей, комбинированных с зубными имплантатами.
Эта модель также может быть расширена за счет включения кроликов, которые подвергаются обработке в целях моделирования состояния популяции больных людей. Например, кролики могут быть подвергнуты овариэктомии с целью оценки регенерации тканей в пораженной остеопорозом популяции. Таким образом, эта модель применима для исследований процессов старения.
Лаборатории
- Department of Bioengineering, Rice University, Houston (USA)
- Department of Oral and Maxillofacial Surgery, University of Texas Health Science Center at Houston, Houston (USA)
- Center for Laboratory Animal Medicine and Care, University of Texas Health Science Center at Houston, Houston (USA)
- Department of Biomaterials, Radboud University Medical Center, Nijmegen (the Netherlands)
Ссылки
http://www.nature.com/nprot/journal/v11/n10/full/nprot.2016.122.htmlПубликации
- Shah, S.R. et al. «A composite
critical-size rabbit mandibular defect for evaluation of craniofacial tissue regeneration." 11 Nature Protocols (2016): 1989–2009. - Smith, B.T. et al. «Bone tissue engineering challenges in oral & maxillofacial surgery." 881 Adv. Exp. Med. Biol. (2015): 57–78.
- Tatara, A.M. et al. «Infected animal models for tissue engineering." 84 Methods (2015): 17–24.