Vliv hydrogelu nitroglycerinu na opravu kritických defektů kostí (Nitro- Bone)

Vzhledem k jejich osteokoktivním, osteoinduktivním a osteogenním vlastnostem jsou autologní kostní štěpy zlatým standardem pro rozšíření kosti (1). Problémy, nedostatečné množství kostí a/ nebo kvalita v poloze dárce by však mohly zabránit tomu, aby byl použit. V důsledku toho byla vyvinuta řada materiálů kostních štěpů, jako jsou aloštěpy a/nebo xenografty, aby se zlepšil vývoj kostí a poskytl osteokoduktivní matrici v takzvané defektu kritické velikosti tvrdé tkáně (CSD) (2).

Defekt „kriticky velikosti“ je považován za ten, který by se navzdory chirurgické stabilizaci nehojil spontánně a vyžadoval další chirurgický zásah (3). Léčba defektů kostí v kritické velikosti zůstává hlavní klinickou ortopedickou výzvou. Defekty kostních kostí v kritické velikosti jsou technicky definovány jako ty, které se během životnosti pacienta spontánně nezhojí. Ztráta kosti větší než 2krát je nepravděpodobné, že průměr diafýzy dlouhé kosti povede k odboru navzdory vhodným metodám stabilizace (4).

Nitroglycerin, také známý jako glyceryl trinitrát (GTN), je lék, který se běžně používá k léčbě srdečních stavů jako angina pectoris a chronické srdeční selhání. Působí jako silný vazodilatátor a dilatuje vaskulární systém, aby se zlepšil průtok krve. Bylo zjištěno, že nitroglycerin má pozitivní účinek na tvorbu kostí. Studie naznačují, že nitroglycerin při lokálním aplikaci může zvýšit tvorbu kostí a snížit resorpci kostí. Tento účinek je dosažen stimulací osteoblastické diferenciace a proliferace (5).

Mechanismus účinku nitroglycerinu při tvorbě kostí zahrnuje jeho přeměnu na oxid dusnatý (NO), který hraje klíčovou roli při stimulaci tvorby kostí. Oxid dusnatý uvolňovaný z nitroglycerinu působí jako signalizační molekula, která zvyšuje osteoblastickou diferenciaci a proliferaci mezenchymálních kmenových buněk odvozených od kostní dřeně. Tento proces vede ke zvýšené hustotě minerálů kostí, zlepšené geometrii kostí a zvýšené síle kostí (5).

Hydrogely jsou přirozené nebo syntetické biokompatibilní polymery, které se široce používají v periodontálním tkáňovém inženýrství jako dodávací materiál pro různé biologie (6). Syntetické hydrogely mají nadřazenost chemických a mechanických vlastností nad přirozenými hydrogely (7). Kyselina karbopol nebo polyakrylová (PAA) je jedním z nejčastěji používaných polymerů jako hydrogelu. Je to aniontový polyelektrolyt, který lze snadno polymerizovat a zesíťovat za vzniku hydrogelů s otokovou kapacitou větší než jejich suchá hmotnost (8).