Применение титанового сплава в качестве носителя для стволовых клеток с целью ускорения регенерации дефекта челюсти в эксперименте тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 14.00.21, кандидат медицинских наук Фролова, Екатерина Николаевна

• Фролова, Екатерина Николаевна
• кандидат медицинских наук
• 2008

Оглавление диссертации кандидат медицинских наук Фролова, Екатерина Николаевна

Введение.

Глава 1. Обзор литературы. Применение титановых сплавов, заселенных мезенхимальными стромальными клетками для костной пластики в стоматологии и челюстно-лицевой хирургии.

1.1. Стволовые клетки, их свойства и источники.

1.2. Взаимоотношения между имплантированной стволовой клеткой и реципиентом.

1.3. Применение МСК для повышения интегративных свойств имплантатов при восстановлении костных дефектов.

1.4 Носители МСК для тканевой инженерии в стоматологии и челюстно-лицевой хирургии.

1.5. Создание контакта искусственного материала с костью методами тканевой инженерии.

Глава 2. Материалы и методы исследования.

2.1. Материалы и методы лабораторного исследования.

2.2. Материалы и методы экспериментального исследования.

2.3 Методика гистоморфометрического исследования.

2.4. Статистическая обработка данных.

Глава 3. Результаты собственных исследований репаративной регенерации ветви челюсти при применении мезенхимальных стволовых клеток на носителе из титана с разной структурой поверхности.

3.1. Состояние поверхности пластин из титанового сплава с разной структурой поверхности и заселенных МСК.

3.2. Экспериментально-морфологическое исследование остеостимулирующей эффективности мезенхимальных стволовых клеток костного мозга, культивированных на поверхности пластин из титана.

3.2.1. Результаты исследования на крысах.

3.2.2 Результаты исследования на кроликах.

3.3. Структурная организация регенерата в экспериментально воспроизведенных дефектах ветви нижней челюсти по данным гистоморфологического и гистоморфометрического изучения.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Применение титанового сплава в качестве носителя для стволовых клеток с целью ускорения регенерации дефекта челюсти в эксперименте»

Актуальность проблемы

Развитие биоматериалов для стоматологии и челюстно-лицевой хирургии осуществляется параллельно с развитием тканевой инженерии. Среди этих материалов большое разнообразие полимеров, которые исследованы in vitro и in vivo с целью развития технологий для получения носителей мезенхимальных стромальных клеток (МСК), они должны обладать достаточными механическими свойствами, пористостью, биологической стабильностью или разлагаться при введении в организм (Yoshikawa and Myoui, 2005). Среди природных материалов - биоактивных носителей: агароза, альгинат, гиалуроновая кислота, желатин, фибриновый клей, коллаген. Недостаток этих конструкций - механическая нестойкость, серьезно ограничивающая их клиническую ценность. Хотя эти материалы используются, но считается, что они хуже синтетических и гибридных материалов. Синтетические биоматериалы могут быть синтезированы по мере их использования и изготовлены с более или менее стандартными свойствами и чистотой. Например, полигликолевая кислота - давний, хорошо исследованный носитель стволовых клеток, но она деградирует с большей скоростью, чем образуется новая костная ткань (Martin I. et al., 2001; Noth U. et al., 2002; Tuli R. et al., 2004). Сополимер этиленгликоля был использован в качестве носителя МСК (Li W.J. et al., 2005), но он также быстро резорбируется, поэтому не приемлем в качестве носителя для костной ткани. Эта уникальная форма имела сходную микроструктуру с природным коллагеновым фибриллярным матриксом. Ио в некоторых ситуациях, например, при заполнении костных и хрящевых дефектов эти носители и их модификации могут быть использованы.

Большое распространение получили гибридные носители из синтетических и природных полимеров, как было показано, они являются эффективным средством для переноса стволовых клеток. Один из примеров гибридного носителя — полилактид/альгинат, который поддерживает хондроиндуцирующие МСК человека in vitro (Caterson E.J. et al., 2001). Сополимеры полиэтиленгликоля (N-isopropylacrylamide) (PNI-PAAm) и водорастворимый хитозан являются хорошими носителями для хондрогенных MSCs (Cho J.H. et al., 2004). Предложено и множество других вариантов носителей стволовых клеток. Среди них нерезорбируемые полимеры (полиметилметакрилат, полиамид, полиэтилен и др.), физико-механические свойства которых приближаются к свойствам костной ткани (Воложин А.И. и соавт., 2005; 2006; Денисов-Никольский Ю.И. и соавт., 2005; Татаренко-Козмина Т.Ю., 2007). Их можно использовать в качестве имплантатов, которые в последующем не требуется удалять, например, для замещения больших дефектов челюстей и других костей лицевого скелета. Полимеры также не лишены недостатков. Они подвергаются физико-химическому «старению», нередко выделяют токсические вещества. Также известно, что прикрепление и развитие МСК на их поверхности хуже, чем при использовании других носителей - металлов, в первую очередь, титана (Воложин А.И. и соавт., 1998 - 2006). Титан остается наиболее распространенным материалом для изготовления многих изделий медицинского назначения, в первую очередь, в хирургической практике. Его высокая биосовместимость, способность инициировать построение костной ткани и интегрироваться с ней, легко заселяться МСК и другие свойства делают титан пока самым распространенным материалов в стоматологии, травматологии и тканевой инженерии (De Giglio Е. et al., 2001; Boyan B.D.et al., 2002; Feng B. et al., 2003; Kudelska-Mazur D. et al., 2005) и его сплавы (De Giglio E. et al., 2001; Spriano S. et al., 2005; Zreiqat H. et al., 2005; Advincula M.C. et al., 2006). К тому же дентальные имплантаты, все чаще используемые для восстановления целостности зубных рядов, как правило, изготавливаются из титановых сплавов. Опубликовано большое число работ, посвященных роли поверхности титана в проявлении их остеоинтегративных свойств.

Модификация структуры поверхности самого титана, нанесение на него органических (аминокислот и др.) или неорганических субстанций (гидроксиапатит, трикальцийфосфат) в значительной степени изменяет свойства поверхности, проявляющееся в способности к остеоинтеграции — интегральной характеристики материала, имплантируемого в кость (Беккег ЯЛ. е! а1., 2005). Особенно большое значение это имеет в стоматологии и челюстно-лицевой хирургии, где изделия из титана широко используются. Однако до настоящего времени не было проведено исследования, в том числе, с использованием количественных критериев, по оценке влияния на заселение, прикрепление, размножение, остеогенную дифференцировку и способность оптимизировать заживление костной раны челюсти, титановых пластинок с различной структурой поверхности. Исследование этих вопросов имеет значение для развития реконструктивной хирургии в челюстно-лицевой области, устранения дефектов лицевого скелета, в дентальной имплантологии. В связи с теоретической и практической важностью разработки этой проблемы были сформулированы цель и задачи работы.

Цель работы

Провести в эксперименте сравнительную оценку репаративной регенерации в челюсти под влиянием мезенхимальных стромальных клеток костного мозга, сформированных на поверхности имплантатов из титанового сплава.

Задачи исследования

1. Определить цитотоксические свойства имплантатов из титана, подвергнутых фрезерованию, пескоструйной обработке и плазменному напылению титановым порошком по отношению к фибробластам кожи и мезенхимальным стромальным клеткам человека, дать их морфологическую характеристику и уровень прикрепления к поверхности имплантатов.

2. Оценить по количественным критериям способность МСК к пролиферации на поверхности имплантатов из титана с разной структурой поверхности.

3. Изучить динамику репаративной регенерации дефекта диафиза бедра крысы под влиянием титановых имплантатов без культуры МСК.

4. Изучить динамику репаративной регенерации дефекта диафиза бедра крысы под влиянием титановых имплантатов с культурой инактивированных МСК.

5. Изучить динамику репаративной регенерации дефекта диафиза бедра крысы под влиянием титановых имплантатов с культурой живых МСК.

6. Исследовать динамику репаративной регенерации костного дефекта ветви нижней челюсти кролика при его закрытии титановым имплантатом без клеток, с культурой инактивированных и живых МСК.

7. Провести морфометрический анализ с последующей статистической обработкой цифровых данных динамики репаративной регенерации костного дефекта ветви нижней челюсти кролика при его закрытии титановым имплантатом с культурой инактивированных и живых МСК.

Научная новизна

Впервые установлено, что имплантаты из титана, подвергнутые фрезерованию, пескоструйной обработке и плазменному напылению титановым порошком не проявляют цитотоксических свойств по отношению к фибробластам кожи и мезенхимальным стромальным клеткам человека. Для всех образцов титана зафиксирован высокий уровень прикрепления клеток, все они стимулировали пролиферацию МСК, которые многочисленны и плотно упакованы. Научной новизной отличаются данные о том, что имплантаты из титана с фрезерной обработкой поверхности позволяют МСК активно пролиферировать, а с пескоструйной обработкой и плазменным напылением стимулируют пролиферацию МСК. Репаративной регенерации дефекта диафиза бедра крысы в значительно большей степени способствует использование имплантатов с нанесенной на поверхность культурой живых, чем инактивированных МСК. По данным морфологического и морфометрического (планиметрического) исследования пластика дефектов челюстной кости кролика титановыми пластинами с инактивированными МСК не обеспечивает восстановления целостности кости. Применение пластин с культурой живых МСК значительно активируют процесс регенерации костной ткани, и приводит к 4-му месяцу к заполнению дефектов ветви челюстной кости костным регенератом. Костная компонента регенерата и его созревание на протяжении всего эксперимента преобладает над соединительно-тканной компонентой.

Практическая значимость Имплантаты из титанового сплава, подвергнутые пескоструйной обработке или плазменному напылению титановым порошком не проявляют цитотоксических свойств по отношению к стволовым клеткам, способствуют прикреплению к их поверхности, пролиферации и остеогенной дифференциации. Поэтому данный сплав может быть использован вместе с клеточными технологиями для стимулирования заживления костных дефектов в стоматологии и челюстно-лицевой хирургии. Для практического применения представляют ценность данные о том, что в результате применения МСК на носителе из титанового сплава значительно усиливается остеогенная направленность дифференциации прилежащих к имплантату тканевых структур и формирование зрелой костной ткани. С целью реализации современных клеточных технологий в стоматологии и челюстно-лицевой хирургии необходимо проведение доклинических испытаний с применением количественного морфометрического анализа в динамике репаративного процесса в костной ткани.

Апробация

Основные положения диссертационной работы доложены и обсуждены на: 3-ем Всероссийском симпозиуме с международным участием «Актуальные вопросы тканевой и клеточной трансплантологии» (ЦИТО, Москва 2007), на IX ежегодном научном форуме «Стоматология 2007», посвященного 45-летию ЦНИИС (ЦНИИС, Москва 2007), 5-й Всероссийской научно-практической конференции «Образование, наука и практика в стоматологии» по объединенной тематике «Имплантология в стоматологии», Москва (февраль 2008 г.).

Основные положения, выносимые на защиту

1. Титановые имплантаты с разной структурой поверхности, вызванной фрезерованием, пескоструйной обработкой и плазменным напылением не проявляют цитотоксических свойств по отношению к фибробластам кожи и мезенхимальным стромальным клеткам человека. Для всех образцов титана зафиксирован высокий уровень прикрепления клеток. Имплантаты из титана с фрезерной обработкой поверхности позволяют МСК активно пролиферировать, а с пескоструйной обработкой и плазменным напылением стимулируют пролиферацию МСК.

2. Введение в дефект диафиза бедренной кости крысы титановых имплантатов без МСК приводило через 15 суток к формированию грануляционной ткани, подвергающейся созреванию через 30 и 60 суток. В группе с инактивированными МСК вокруг имплантата происходило непродолжительное ускорение образования костных структур и их превалирование над соединительнотканной компонентой регенерата. В группе с «живыми» МСК вокруг имплантата наблюдалось вначале образование остеогенной соединительной ткани с выраженным ангиоматозом, который служил основой для последующего замещения соединительной ткани новообразованными костными структурами.

3. По данным патоморфологического и морфометрического (планиметрического) исследования пластика дефектов челюстной кости кролика титановыми пластинами с инактивированной культурой стволовых клеток не обеспечивает восстановления целостности кости, костные дефекты закрываются грубоволокнистой соединительной тканью. В опытах с имплантацией в область дефектов пластин с культурой живых стволовых клеток процесс регенерации костной ткани активируется и приводит за 4 месяца к заполнению дефекта ветви челюстной кости костным регенератом. Личное участие

Автором лично изучены свойства поверхности титановых образцов, их цитотоксичность по отношению к фибробластам и мезенхимальным стромальным клеткам, влияние на их прикрепление и пролиферацию. Цифровые данные автор обработал методами вариационной статистики. Соискателем лично проведены эксперименты на кроликах и изучены гистологические препараты с целью анализа репаративных процессов в челюсти под влиянием мезенхимальных стромальных клеток.

Внедрение результатов работы

Полученные данные используются в учебном процессе и в дальнейшей научной работе на кафедре патофизиологии стоматологического факультета и на кафедре госпитальной ортопедической стоматологии МГМСУ.

Публикации

По теме диссертации опубликовано 9 печатных работ, из них 1 в журнале, рекомендованном ВАК Минобрнауки РФ.

Список работ, опубликованных по теме диссертации

1. Денисов-Никольский Ю.И., Татаренко-Козьмина Т.Ю., Воложин А.И., Лосев В.Ф., Лосев Ф.Ф., Докторов A.A., Мальгинов H.H., Холодов C.B., Вольперт У.В., Е.Н.Фролова. Технология применения мезенхимальных стромальных клеток для усиления остеоинтеграции имплантационных материалов. // Материалы 5-й международной конференции «Высокие медицинские технологии XXI века. 29 октября - 5 ноября 2006 года. Испания Бенидорм, С 29.

2. Воложин А.И., Татаренко-Козьмина Т.Ю., Денисов-Никольский Ю.И., Мальгинов H.H., Докторов A.A., Лосев В.Ф., Холодов C.B., Вольперт У.В., Е.Н.Фролова, Янушевич О.О. Цитотоксичность имплантационных материалов и их влияние на прикрепление и пролиферацию мезенхимальных стволовых клеток человека // В кн.: Актуальные вопросы тканевой и клеточной трансплантологии. Материалы 3-го Всероссийского симпозиума с международным участием, 25-26 апреля 2007, С 60.

3. Мальгинов H.H., Фролова E.H. Репаративная регенерация кости крыс при введении титановых имплантатов заселенных ксеногенными мезенхимальными стволовыми клетками. // Материалы третьего Всероссийского симпозиума с международным участием «Актуальные вопросы тканевой и клеточной трансплантологии».-Москва 25-26 апреля.- 2007.- с. 83-84.

4. Фролова E.H. Особенности регенерации костной ткани при введении титановых имплантатов с ксеногенными стволовыми клетками костного мозга. // Сборник трудов XXIX итоговой конференции молодых ученых МГМСУ, Москва.-2007.-с.420-421.

5. Н.Н.Мальгинов, Е.Н.Фролова Остеостимулирующая активность ксеногенных мезенхимальных стволовых клеток костного мозга, // Материалы IX ежегодного научного форума «Стоматология 2007» посвященного 45-летию ЦНИИС, М, 2007, С 277 - 279.

6. Воложин А.И., Денисов-Никольский Ю.И., Докторов A.A. Мальгинов H.H., Лосев Ф.Ф., Татаренко-Козьмина Т.Ю., Б.А.Жилкин,

Т.В.Тетюхин, Лосев В.Ф., Вольперт У.В., О.О.Янушеавич, Е.Н.Фролова, Г.А. Воложин. Характеристика пролиферативных свойств стволовых клеток костного мозга на поверхности титана и золота. // Материалы IX ежегодного научного форума «Стоматология 2007» посвященного 45-летию ЦНИИС, М, 2007, С 226 - 229.

7. Фролова E.H. Применение мезенхимальных стволовых клеток костного мозга для заживления костных дефектов челюсти в эксперименте. // Труды XXX Юбилейной итоговой конференции молодых ученых.- Москва.- 2008.-С.355-356.

8. Мальгинов H.H., Е.Н.Фролова, А.С.Григорьян, В.Н.Матвеева,

Г.А. Воложин, Калашникова Т.С., Воложин А.И. Ксненогенные мезекнхимальные стромальные клетки на поверхности титана как инициатор остеогенеза (экспериментальное исследование). Сборник трудов 5-й Всероссийской научно-практической конференции «Образование, наука и практика в стоматологии» по объединенной тематике «Имплантология в стоматологии» 12-15 февраля 2008 горда, М., С 58-61.

9. Е.Н.Фролова, Н.Н.Мальгинов, А.С.Григорьян, Е.В.Киселева, A.A. Докторов, В.Н. Матвеева, А.И.Воложин Заживление костного дефекта в челюсти кроликов под влиянием ксеногенных мезенхимальных стволовых клеток костного мозга, культивированных на титановых носителях. // Российский стоматологический журнал, 2008, №3, С 12-14.

12

Заключение диссертации по теме «Стоматология», Фролова, Екатерина Николаевна

ВЫВОДЫ

1. Имплантаты из титана, подвергнутые фрезерованию, пескоструйной обработке и плазменному напылению титановым порошком не проявляют цитотоксических свойств по отношению к фибробластам кожи и мезенхимальным стромальным клеткам человека. Для всех образцов титана имеется высокий уровень прикрепления клеток и пролиферации МСК, которые многочисленны и плотно упакованы.

2. Имплантаты из титана с фрезерной обработкой поверхности позволяют МСК активно пролиферировать, а с пескоструйной обработкой и плазменным напылением стимулируют пролиферацию МСК. Плазменное напыление создает оптимальные условия для жизнедеятельности клеток с целью их последующего применения для стимулирования репаративного остеогенеза.

3. Введение титановых имплантатов без МСК в дефект диафиза бедренной кости крысы приводило через 15 суток к формированию грануляционной ткани, подвергающаяся созреванию. В сроки 30 и 60 суток в периимплантационной зоне формировались поля фиброзной соединительной ткани, кнаружи от которой активно строилась трабекулярная костная ткань, на значительном расстоянии заполняющей вместе с фиброзной компонентой регенерата костномозговой канал.

4. В группе с «инактивированными» МСК вокруг имплантата через 15 и 30 суток опыта в периимплантационной зоне у крыс ускоряется образование костных структур с их превалированием над соединительнотканным компонентом регенерата. В сроки 60 суток уравнивается соотношение новообразованной костной и мягкотканной компонент периимплантационных структур до уровня контрольной группы.

В группе с «живыми» МСК через 15 суток вокруг имплантата в бедре крыс образуется остеогенная соединительная ткань с выраженным ангиоматозом, который служил основой для последующего новообразования костных структур. В сроки 30 и 60 суток опыта дефект на месте имплантата ограничивался костной пластинкой. По сравнению с контрольной группой и группой с «инактивированными» клетками, значительно усилилась остеогенная направленность дифференциации прилежащих к имплантату тканевых структур. Пластика дефектов челюстной кости кролика титановыми пластинами не обеспечивает восстановления целостности кости в течение 4-х месяцев. Закрытие дефекта титановой пластиной с «убитой» культурой МСК так же не активирует костно-регенераторной процесс. В опытах с имплантацией пластин с культурой живых МСК активируется регенерация костной ткани, приводящая на 4-й месяц к заполнению дефектов костным регенератом

По данным морфометрического исследования, пластика дефектов челюстной кости титановыми пластинами с «мертвыми» МСК не обеспечивает восстановление целостности кости. Применение пластин с культурой живых МСК значительно активируют процесс регенерации костной ткани, и приводит на 4-й месяц к заполнению дефектов ветви челюстной кости костным регенератом Костная компонента регенерата и его созревание на протяжении всего эксперимента преобладала над соединительно-тканной компонентой.

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

1. С целью обоснования эффективности использования клеточных технологий для стимулирования регенерации костных дефектов в челюсти рекомендуется проведение доклинических испытаний с участием двух экспериментальных моделей.

2. Дефект ветви нижней челюсти у кролика диаметром 8 мм следует считать критическим, то есть не заполняющимся костной тканью в процессе регенерации. Этот дефект рекомендуется использовать для оценки влияния МСК на носителе в качестве средства способствующего заживлению «критических» дефектов.

3. Морфометрический (планиметрический) анализ гистологических препаратов с выделением костных, не костных и других структур в процессе репаративной регенерации является объективным методом количественной оценки эффективности остеопластических материалов.

Список литературы диссертационного исследования кандидат медицинских наук Фролова, Екатерина Николаевна, 2008 год

1. Волков A.B. Синтетические биоматериалы на основе полимеров органических кислот в тканевой инженерии. Клеточная транспланталогия и тканевая инженерия, 2005, 2, 43-45.

2. Воложин А.И., Гемонов В.В., Рогинский В.В. Экспериментальное изучение эффективности коллагеновых мембран для «направленной регенерации» челюстной кости / Тр. Научно-практического объединения «Биомедицинские технологии». М.: 1998. Вып.9.

3. Воложин А.И., Григорьян A.C. Теоретическая проблематика на страницах журнала «Стоматология» // Стоматология, 2002, №1, С.7 11.

4. Воложин А.И., Денисов-Никольский Ю.И., Лосев Ф.Ф., Докторов

5. Воложин А.И., Докторов A.A., Татаренко-Козьмина Т.Ю., Матвеева

6. B.Н. Технология формирования стволовых мезенхимальных клеток -источника костных клеток на синтетических остеопластических композитных материалах. // Журнал «Кафедра», 2005, № 3, С 70-76.

7. Воложин А.И., Курдюмов С.Г. и др. Эффективность применения мембраны «Пародонкол» для направленной регенерации костной ткани в эксперименте. Материалы научно-практич. конф. «Клинический опыт и проблемы коллагенпластики». М. 1999. С.95.

8. Воложин А.И., Топольницкий О.з., Попов В.К. и др. Модификация акриловой пластмассы введением в нее гидроксиапатита споследующей очисткой сверхкритической двуокисью углерода. //«Новое в стоматологии», 1999, №3. С.32-40.

9. Григорьян A.C., Воложин А.И., Агапов B.C., Белозеров М.Н.,

10. Дробышев А.Ю. Остеопластическая эффективность различных форм гидроксиапатита по данным экспериментально-морфологического исследования. // Стоматология, 2000, №3, том 79, С.4-8.

11. Григорьян A.C., Воложин А.И., Краснов А.П., Бирюкбаев Т.Т., Холодов C.B., Чергештов Ю.И. Эволюция тканевых структур нижней челюсти при имплантации пластин из полиметилметакрилата и его композиций с гидроксиапатитом. // Стоматология, №2, 2003, С.10-14.

12. Комлев B.C., Баринов С.М., Фадеева И.В. Пористые керамические гранулы из гидроксиапатита для системы доставки лекарственных препаратов // Новые технологии 21 век. 2001. №5. С. 18.

13. Орловский В.П., Ежова Ж.А., Родичева Г.В., Суханова Г.Е. Структурные превращения гидроксиапатита кальция в температурном интервале 100-1600°С // Ж. неорг. химии. 1990. Т.35, №5. С.1337.

14. Орловский В.П., Родичева Г.В., Романова Н.М. Синтез и физико-химическое исследование глицинсодержащего гидроксиапатита кальция // Ж. неорг. материалы. 2000. Т. 45, №4. С.648.

15. Татаренко-Козмина Т.Ю. Патофизиологические механизмы применения мезенхимальных стволовых клеток на синтетических композитах для оптимизации регенерации костной ткани, автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора биологических наук, 2007.

16. Тополъницкий О.З. Костная пластика нижней челюсти у детей и подростков композитными материалами на основе акршатов. // Автореф. дисс. докт. мед. наук — М.: 2002 .—46 с.

17. Топольницкий О.З., Ульянов С.А., Дьякова С.В., Рогинский В.В., Воложин А.И., Шорстов Я.В., Попов В.К., Краснов А.П., Иванов

18. A.JI. Новый биокомпозиционный материал «ПолиГАП», используемый для устранения дефектов нижней челюсти у детей. В кн.: Московский центр челюстно-лицевой хирургии. 10 лет: результаты, итоги, выводы. Москва, «Детстомиздат», 2002, С.349-364.

19. Фриденштейн А .Я. Индукция костной ткани в остеогенные клетки предшественники. 1973. М.: Медицина, 206 с.

20. Advincula М.С., Rahemtulla F.G., Advincula R.C., Ada E.T., Lemons J.E., Bellis S.L. Osteoblast adhesion and matrix mineralization on sol-gel-derived titanium oxide. Biomaterials. 2006 Apr; 27(10):2201-12.

21. Alberts B, Bray D, Lewis J, Raff M, Roberts K, Watson JD. Molecular Biology of the Cell, 3rd edition, 1994.Garland Publishing Ltd, New York, pp 971-1000.

22. Alhadiag A., Elisseeff J.H., Hong L., Williams C.G., caplan A.I., Sharma

23. B., Koper R.A., Tomkoria S., Lennon D.P., Lopez A., Mao J.J.: Adultstem cell driven genesis of human-shaped articula condule. Ann Biomed Eng 2004, 32:911-923.

24. Alhadiag A., Mao J.J.: tissue engineered neogenesis of human- shaped mandibular condyle from rat mesenhymal stem cells. J. Dent. Res 2003, 82:951-956.

25. Amit M. Clonally derived human embryonic stem cell lines maintain pluripotency and proliferative potential for prolonged periods of culture // Dev. Biol., 2000, v. 227, P.271-278.

26. Angele, P. et al. Cyclic hydrostatic pressure enhances the chondrogenic phenotype of human mesenchymal progenitor cells differentiated in vitro. //J. Ortop.Res., 2003, 21,451-^57

27. Barber T.A., Golledge S.L., Castner D.G., Healy K.E. Peptide-modified p(AAm-co-EG/AAc) IPNs grafted to bulk titanium modulate osteoblast behavior in vitro. // J Biomed Mater Res A. 2003 Jan 1; 64(l):38-47.

28. Barinov S.M., Shevchenko V.Ya. Dynamic fatigue of porous hydroxyapatite ceramics in air // J. Mater. Sci. Lett. 1995. V.14. P. 582.

29. Barry F.P., Murphy J.M. Mesenchymal stem cells: clinical applications and biological characterization // Int. J. Biochem. Cell Biol., 2004, v.36, P.568-584.

30. Bearinger J.P., Castner D.G., Healy K.E. Biomolecular modification of p(AAm-co-EG/AA) IPNs supports osteoblast adhesion and phenotypic expression. // J Biomater Sci Polym Ed. 1998; 9(7):629-52.

31. Bergsma JE, de Bruijn WC, Rozema FR, Bos RR, Boering G. Late degradation tissue response to poly(L-lactide) bone plates and screws. Biomaterials, 1995.16: 25-31.

32. Bianchi G., Banfl A., Mastrogiacomo M., Notaro R., Luzzatto L., Cancedda R., Quarto R. Ex vivo enrichment of mesenchymal cell progenitors by fibroblast growth factor 2 // Exp. Cell Res., 2003, v.287, P.98-105.

33. Bianco P., Robey P.G. Stem cells in tissue engineering // Nature, 2001, v.414, N.6859,P.l 18-121.

34. Bjerknes M., Cheng H. Clonal analysis of mouse intestinal epithelial progenitors // Gastroenterology, 1999, v. 116, N. 1, P.7-14.

35. Bjomson C.R., Rietze R.L., Reynolds B.A., Magli M.C., Vescovi A.L. Turning brain into blood: a hematopoetic fate adopted by adult neural stem cells in vivo// Science., 1999, v.283, P.534-537.

36. Blau H.M., Brazelton T.R., Weimann J.M. The evolving concept of a stem cell: entity or function// Cell, 2001, v. 105, P.829-841.

37. Bosetti M., Carinas M. The effect of bioactive glasses on bone marrow stromal cells differentiation. Biomaterials. 2005, 26: 3873-3879.

38. Brodie J.C., Goldie E., Connel G., Merry J., Grant M.H. Osteoblast interactions with calcium phosphate ceramics modified by coating with type I collagen. J Biomed Mater Res A, 2005, 73, 409-421.

39. Cai IC., Rechtenbach A., Hao J., Bossert J., Jandt K.D. Polysaccharide-protein surface modification of titanium via a layer-by-layer technique: characterization and cell behaviour aspects. // Biomaterials, 2005, 26, 5960-5971.

40. Caterson E.J., Nesti L.J., Li W.J., Danienson K.G., Albert T.J., Vaccaro A.R., Tuan R.S.: Three-dimensional cartilag formation by bone marrow-derived cells seeded in polylactide/alginate amalgam. J. Biomed Mater Res 2001, 57:394-403.

41. Caterson E.J., Nesti L.J., Li W.J., Danienson K.G., Albert T.J., Vaccaro A.R., Tuan R.S.: Three-dimensional cartilag formation by bone marrow-derived cells seeded in polylactide/alginate amalgam. J. Biomed Mater Res 2001,57:394-403.

42. Cheifetz S., Bellon T., Cales C., Vera S., Barnabeu C., Massague J., Letarte M. Endoglin is a component of the transforming growth factor-beta receptor system in human endothelial cells // J. Biol. Chem., 1992, v.267, P.19027-19030.

43. Chen G., Liu D., TadokoroM., Hirochika R., Ohgushi H., Tanaka J., Tateishi T.: Chondrogenic differentiation of human mesenchymal stem ceels cultured in a cobweb -like biodegradable scaffold. Biochem Biophys Res Commun 2004, 322:50-55.

44. Chen X., Hans man D.B., Dean R.G., Hausman G.J. Differentiation-dependent expression of obese (ob) gene by preadipocytes and adipocytes in primary cultures of porcine stromal-vascular cells // Biochim. Biophys. Acta., 1997, v. 1359, 136-142.

45. Chosa N., Taira M., Saitoh S., Sato N., Araki Y. Characterization of apatite formed on alkaline-heat-treated Ti. J Dent Res. 2004, 83(6): 465469.

46. Citeau A., Guicheux J., Vinatier C., Layrolle P., Nguyen T.P., Pilet P., Daculsi G. In vitro biological effects of titanium rough surface obtained by calcium phosphate grid blasting. II Biomaterials. 2005, 26, 157-165.

47. Coreno J, Coreno O. Evaluation of calcium titanate as apatite growth promoter. // J Biomed Mater Res A, 2005, 75, 478-484.

48. De Giglio E, Sabbatini L, Zambonin PG. Development and analytical characterization of cysteine-grafted polypyrrole films electrosynthesizedon Pt- and Ti-substrates as precursors of bioactive interfaces. // J Biomater Sci Polym Ed. 1999, 10, 845-858.

49. De Giglio E., Guascito M.R., Sabbatin L., Zambonin G. Electropolymerization of pyrrole on titanium substrates for the future development of new biocompatible surfaces. // Biomaterials, 2001, 22, 2609-2616.

50. De Giglio E., Losito I., Dagostino F., Sabbatini L., Zambonin P.G., Torrisi A., Licciardello A. Analytical characterization of poly(pyrrole-3-carboxylic acid) films electrosynthesised on Pt, Ti and Ti/Al/V substrates. Ann Chim. 2004 Mar; 94(3):207-18.

51. De Giglio E., Sabbatini L., Colucci S., Zambonin G. Synthesis, analytical characterization, and osteoblast adhesion properties on RGD-grafted polypyrrole coatings on titanium substrates. J Biomater Sci Polym Ed. 2000; 11(10):1073-83.

52. Dekker RJ., de Bruijn J.D., Stigter M., Barrere F., Layrolle P., van Blitterswijk C.A. Bone tissue engineering on amorphous carbonated apatite and crystalline octacalcium phosphate-coated titanium discs. Biomaterials, 2005, 26, 5231-5239.

53. Drummond-Barbosa D., Spradling A. Stem cells and their progeny respond to nutritional changes during Drosophila oogenesis // Dev. Biol., 2001, v.231, P.265-278.

54. Du C., Schneider G.B., Zaharias R„ Abbott C., Seabold D., Stanford C., Moradian-Oldak J. Apatite/amelogenin coating on titanium promotes osteogenic gene expression. J Dent Res. 2005, 84, 1070-1074.

55. Feng B., Weng J., Yang B.C., Qu S.X., Zhang X.D. Characterization of surface oxide films on titanium and adhesion of osteoblast. Biomaterials. 2003 Nov; 24(25):4663-70.

56. Feng B., Weng J., Yang B.C., Qu S.X., Zhang X.D. Characterization of titanium surfaces with calcium and phosphate and osteoblast adhesion. Biomaterials. 2004 Aug; 25(17):3421-8.

57. Fleming J.E., Cornell C.N., Muschler G.F. Bone cells and matrices in orthopedic tissue engineering // Orthop. Clin. North America., 2000, v.31, N.3, P.617-639.

58. Freed L.E., Vunjak-Novakovic G. Culture of organized cell communities. //Adv Drug Deliver Rev, 1998. 33: 15-30.

59. Fulcuda K. Application of mesenchymal stem cells for the regeneration of cardiomyocyte and its use for cell transplantation therapy // Hum. Cell., 2003, v.16, N.3, P.83-94.

60. Galli C., Guizzardi S., Passeri G., Martini D., Tinti A., Mauro G., Macaluso G.M. Comparison of human mandibular osteoblasts grown on two commercially available titanium implant surfaces. J Periodontal. 2005, 76, 364-372.

61. Graf T. Differentiation plasticity of hematopoietic cells // Blood., 2002, v.99, P.3089-3101.

62. Gronthos S., Franklin D.M., Leddy H.A., Robey P.G., Storms R.W., Gimble J.M. Surface protein characterization of human adipose tissue-derived stromal cells //J. Cell Physiol., 2001., v.189., P.54-63.

63. Guizzardi S., Galli C., Martini D., Belletti S., Tinti A., Raspanti M., Taddei P., Ruggeri A., Scandroglio R. Different titanium surface treatment influences human mandibular osteoblast response. J Periodontol. 2004 Feb;75(2):273-82.

64. Hardy M.H. The secret life of hair follicle // Trends Genet., 1992, v.8, P.159-166.

65. Harris L.G., Patterson L.M., Bacon C., Gwynn I., Richards R.G. Assessment of the cytocompatibility of different coated titanium surfaces to fibroblasts and osteoblasts. J Biomed Mater Res A. 2005, 73, 12-20.

66. Hasenbein M.E., Andersen T.T., Bizios R. Micropatterned surfaces modified with select peptides promote exclusive interactions with osteoblasts. // Biomaterials. 2002 Oct; 23(19):3937-42.

67. Hematti P, Sloand EM, Carvallo CA, et al. Absence of donor-derived keratinocyte stem cells in skin tissue cultured from patients after mobilized peripheral blood hematopoietic stem cell transplantation // Exp. Hematol., 2002, v.30, P.943-949.

68. Huang H., Zhao Y., Liu Z., Zhang Y., Zhang H., Fu T., Ma X. Enhanced osteoblast functions on RGD immobilized surface. J Oral Implantol. 2003, 29, 73-79.

69. Isa Z.M., Schneider G.B., Zaharias R., Seabold D., Stanford C.M. Effects of fluoride-modified titanium surfaces on osteoblast proliferation and gene expression. // Int J Oral Maxillofac Implants, 2006, 21, 203-211.

70. Kha HT, Basseri B, Shouhed D et al. Oxysterols regulate differentiation of mesenchymal stem cells: pro-bone and anti-fat //J. Bone Miner Res., 2004, v.19, N.5, P.830-840.

71. Kim K.H., Kwon T.Y., Kim S.Y., Kang I.K., Kim S., Yang Y., Ong J.L. Preparation and characterization of anodized titanium surfaces and their effect on osteoblast responses. J Oral Implantol. 2006; 32, 8-13.

72. Kohn D.G., Sarmadi M., Helman J.L, Krebsbach P.H. Effects of pH on human bone marrow stromal cells in vitro: Implications for tissue engineering of bone. J Biomed Mater Res, 2002. 60: 292-299.

73. Komlev V.S., Barinov S.M., Koplik E.V. Porous hydroxyapatite microgranules for time-controlled drug delivery, in "Ceramics, cells and tissues. Vol. 7, edts. A.Ravaglioli and A. Krajewski". Faenza: Techna, 2001.

74. Korbling M, Katz RL, Khanna A, et al. Hepatocytes and epithelial cells of donor origin in recipients of peripheral-blood stem cells // N. Engl. J. Med., 2002, v.346, P.738-746.

75. Krampera M., Glennie S., Dyson J., Scott D., Laylor R., Simpson E., Dazzi F. Bone marrow mesenchymal stem cells inhibit the response of naive and memory antigen-specific T cells to their cognate peptide // Blood., 2003, v.101, P.3722-3729.

76. Krebsbach P.H., Kuznetsov S.A., Bianco P., Robey P.G. Bone marrow stromal cells: characterization and application // Crit. Rev. Oral Biol. Med., 1999, v.10, N.2, P.165-181.

77. Kudelska-Mazur D., Lewandowska-Szumiel M., Mazur M., Komender J. Osteogenic cell contact with biomaterials influences phenotype expression. Cell Tissue Bank, 2005, 6, 55-64.

78. LeGeros RZ. Properties of osteoconductive biomaterials: calcium phosphates. // Clin Orthop Relat Res 2002. 395: 81-98.

79. Li W.J., Tuli R., Okator C., Dertoul A., Danieison K.G., Hall D.J., Tuan R.S.: A three- dimensional nanofibrous scaffold for cartilage tissue engineering using human mesenhymal stem cells. Biomaterials 2005, 26:599-609.

80. Majumdar M.K., Keane-Moore M., Buyaner D., Hardy W.B., Moorman M.A., Mcintosh K.R., Mosca J.D. Characterization and functionality of cell surface molecules on human mesenchymal stem cells // J. Biomed. Sci.,2003, v.10, P.228-241.

81. Martin I., Muraglia A., Campanile G., Cancedda R., Quarto R. Fibroblast growth factor-2 supports ex vivo expansion and maintenance of osteogenic precursors from human bone marrow // Edocrinology., 1997, v.138, P. 4456-4462.

82. Martin I., Sharti V.P., Padera R. F., Yang J., Mackay A.J., Lange R., Vunjak- Novakovic G., Freed L.S.: Selective differentiation of mammalian bone marrow stromal cells cultured on three-dimensional polymer foams. J.Biomed Mater Res 2001, 55:229-235.

83. McKinney-Freeman S.L., Jackson K.A., Camargo F.D., Ferrari G., Mavilio F., Goodell M.A. Muscle-derived hematopoeietic stem cells are hematopoeietic in origin // Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 2002, v.99, P.1341-1346.

84. McKinney-Freeman S.L., Majka S.M., Jackson K.A., Norwood K., Hirschi K.K., Goodell M.A. Altered phenotype and reduced function of muscle-derived hematopoeietic stem cells // Exp. Hematol., 2003, v.31, P.806-814.

85. Meng X. Regulation of cell fate decision of undifferentiated spermatogonia by GDNF // Science, 2000, v.287, P. 1489-1493.

86. Nakagawa K, Abukawa H, Shin MY, Terai H et al. Osteoclastogenesis on tissue-engineered bone // Tissue Eng., 2004, v.10, N.l-2, P.93-100.

87. Noth U., Osyczka A.M., Tuli R., Hickok N.J., Danielson K.G., Tuan R.S. Multi-lineage mesenchymal differentiation potential of human trabecular bone-derived cells // J. Orthop. Res., 2002, v.20, P. 1060-1069.

88. O'Driscoll S.W., Saris D.B., Ito Y., Fitzsimmons J.S. The chondrogenic potential of periosteum decreases with age // J. Orthop. Res., 2001, v. 19, P.95-103.

89. Ohta H., Yomogida K., Dohmae K., Nishimune Y. Regulation of proliferation and differentiation in spermatogonial stem sells. The role of c-kit and its ligand SCF // Development, 2000, v. 127, P.2025-2131.

90. Okamoto K., Matsuura T., Hosokawa R., Akagawa Y. RGD peptides regulate the specific adhesion scheme of osteoblasts to hydroxyapatite but not to titanium. J Dent Res. 1998, 77, 481-487.

91. Oshima H., Rochat A., Kedzia C., Kobayashi K., Barrandon Y. // Morphogenesis and renewal of hair follicles from adult multipotent stem cells // Cell, 2001, v.104, P.233-245.

92. Phinney D.G., Kopen G., Isaacson R.L., Prockop D.G. Plastic adherent stromal cells from the bone marrow of commonly used strains of inbred mice: variations in yield, growth, and differentiation // J. Cell Biochem., 1999, v.72, P.570-585.

93. Ringe J., Kaps C., Schmitt B., Buscher K., Bartel J., Smolian H., Schultz O., Burmester G.R., Haupl T., Sittinger M. Porcine mesenchymal stem cells. Induction of distinct cell lineages // Cell Tiss. Res., 2002, v.307, P.321-327.

94. Rutenberg MS, Hamazaki T, Sigh AM, Terada N. Stem cell plasticity, beyond alchemy // Int. J. Hematol., 2004, v.79, N.l, P. 15-21.

95. Sader M.S., Balduino A., Soares Gde A., Borojevic R. Effect of three distinct treatments of titanium surface on osteoblast attachment, proliferation, and differentiation. Clin Oral Implants Res. 2005 Dec; 16(6):667-75.

96. Sader M.S., Balduino A., Soares Gde A., Borojevic R. Effect of three distinct treatments of titanium surface on osteoblast attachment, proliferation, and differentiation. // Clin Oral Implants Res. 2005 Dec; 16(6):667-75.

97. Schantz J-T., Hutmacher D.W., Chim H., Ng K.W., Lim T.C., Teoh S.H. Induction of ectopic bone formation by using human periosteal cells in combination with a novel scaffold technology // Cell transplantation., 2002, v.l 1, N.2, P.125-138.

98. Scholz G., Pohl I., Genschow E., Klemm M., Spielmann H. Embryotoxicity screening using embryonic stem cells in vitro: correlation to in vivo teratogenicity // Cell Tiss. Organs, 1999, v.165, P.203-211.

99. Shamblott M.J. Derivation ofpluripotent stem cells from cultured human primordial germ cells //Proc. Natl Acad. Sci. USA, 1998, v. 95, P. 1372613731.

100. Spradling A., Drummond-Barbosa D., Kai T. Stem cells find their niche // Nature, 2001, v.414, N.6859, P.98-104.

101. Spriano S, Bosetti M, Bronzoni M, Verne E, Maina G, Bergo V, Cannas M. Surface properties and cell response of low metal ion release Ti-6A1-7Nb alloy after multi-step chemical and thermal treatments. // Biomaterials. 2005,26, 1219-1229.

102. Swan E.E., Popat K.C., Desai T.A. Peptide-immobilized nanoporous alumina membranes for enhanced osteoblast adhesion. Biomaterials, 2005, 26, 1969-1976.

103. Terada N., Hamazaki T., Oka M., Hoki M., Mastalerz T.M., Nakano Y., Meyer E.M., Morel L., Petersen B.E., Scott E.W. Bone marrow cells adopt the phenotype of other cells by spontaneous cell fusion // Nature., 2002, v.416, N.6880, P.542-545.

104. Toquet J., Rohanizadeh E., Guicheux J., Couillaud S., Passuti N., Daculsi G., Heymann D. Osteogenic potential in vitro of human bone marrowcells cultured on macroporous biphasic calcium phosphate ceramics. // J Biomed Mater Res. 1999, 44(1): 98-108.

105. Tran S.D., Pillemer S.R., Dutra A., et al. Differentiation of human bone marrow-derived cells into buccal epithelial cells in vivo: a molecular analytical study // Lancet., 2003, v.361, P.1084-1088.

106. Tse W.T., Pendleton D.J., Beyer W.M., Egalka M.C., Guinan E.C. Suppression of allogeneic T-cell proliferation by human marrow stromal cells: implications in transplantation // Transplantation., 2003, v.75, P.389-397.

107. Tuli R., Nandi S., Li W.J., Tuli S., Huang X., Manner P.A., Laquerriere P., Noth U., Hali D.J., Tuan R.S.: Humann mesenhimal progenitor cell-based tissue engineering of single-unit osteohondral construct. // Tissue Eng 2004, 10: 1169-1179.

108. Tuli R., Tuli S., Nandi S., Wang M., Alexander P., Haleem-Smith H., Hozack W., Manner P., Danielson K., Tuan R. Characterization of multipotentia mesenchimal progenitor cells derived from human trabecular bone. Stem cells 2003; 21: 681-693.

109. Urist MR. Bone:formation by autoinduction. Science, 1965. 150: 893-899.

110. Vallieres L., Sawchenko P.E. Bone marrow-derived cells that populate the adult mouse brain preserve their hematopoietic identity // J. Neurosci., 2003, v.23,P.51-97-5207.

111. Vasioukhin V., Bauer C., Degenstein L., Wise B., Fuchs E. Hyperproliferation and defects in epithelial polarity upon conditional ablation of a-catenin in skin // Cell, 2001, v. 104, P.605-617.

112. Wagers A.J., Sherwood R.I., Christensen J.L., Weissman I.L. Little evidence for developmental plasticity of adult hematopioetic stem cells // Science., 2002, v.297, P.2256-2259.

113. Wake M.C., Gerecht P.D., Lu L.C., Mikos A.G. Effects of biodegradable polymer particles on rat marrowderived stromal osteoblasts in vitro. Biomaterials, 1998. 19: 1255-1268.

114. Wang D.W. et al. Influence of oxygen on the proliferation and metabolism of adipose derived adult stem cells. // J. Cell. Physiol., 2005, 204, 184—191

115. Wang J., Glimcher M.J. Characterization of matrix-induced osteogenesis in rat calvarial bone defects: II. Origins of bone-forming cells // Calcif. Tiss. Int., 1999, v.65, P.486-493.

116. Wang J., Layrolle P., Stigter M., de Groot K. Biomimetic and electrolytic calcium phosphate coatings on titanium alloy: physicochemical characteristics and cell attachment. Biomaterials. 2004 Feb; 25(4):583-92.

117. Watt F. In: Stem cell biology, eds.: Marshak D.R., Gardner R.L., Gottlieb D. / Cold Spring Harbor Press, Cold Spring Harbor: 2001, P.439-453.

118. Webster T.J., Ejiofor J.U. Increased osteoblast adhesion on nanophase metals: Ti, Ti6A14V, and CoCrMo. Biomaterials. 2004 Aug;25(19):4731-9.

119. Williams C.G., Kim T.K., Taboas A., Malik A., Manson P., Elisseeff J. : In vitro chondrogenesis of bone marrow-derived mesenchymal stem cells in a photopolymerizing hydrogel. Tissue Eng 2003, 9:679-688.

120. Wozney JM, Rosen V. Bone morphogenetic protein gene family in bone formation and repair. Clin Orthop, 1998. 346: 26-37.

121. Wright N.A. Epithelial stem cell repertoire in the gat: clues to the origin of cell lineages, proliferative units and cancer // Int. J. Exp. Pathol, 2000, v.81, P.117-143.

122. Xie Y., Liu X., Huang A., Ding C., Chu P.K. Improvement of surface bioactivity on titanium by water and hydrogen plasma immersion ion implantation. Biomaterials. 2005, 26, 6129-6135.

123. Yang Y., Bumgardner J.D., Cavin R., Carnes D.L., Ong J.L. Osteoblast precursor cell attachment on heat-treated calcium phosphate coatings. // J Dent Res. 2003, 82(6): 449-453.

124. Yoshikawa H, Myoui A. Bone tissue engineering with porous hydroxyapatite ceramics. J Artif Organs, 2005. 8: 131-136.

125. Zhu X., Chen J., Scheideler L., Altebaeumer T., Geis-Gerstorfer J., Kern D. Cellular reactions of osteoblasts to micron- and submicron-scale porous structures of titanium surfaces. Cells Tissues Organs. 2004; 178(l):13-22.

126. Zreiqat H., Valenzuela S.M., Nissan B.B., Roest R., Knabe C., Radlanski R.J., Renz H., Evans P.J. The effect of surface chemistry modification of titanium alloy on signalling pathways in human osteoblasts. Biomaterials, 2005, 26, 7579-7586.

127. Zuk P.A., Zhu M., Ashjian P., De Ugarte D.A., Huang J.L, Mizuno H., Alfonso Z.C., Fraser J.K., Benhaim P., Hedrick M.H. Human adipose tissue is a source of multipotent stem cells // Mol. Biol. Cell, 2002, v. 13, N.12, P.4279-4295.