Effekt af nitroglycerinhydrogel på reparation af kritiske knogledefekter (Nitro- Bone)

På grund af deres osteokonduktive, osteoinduktive og osteogene egenskaber er autologe knogletransplantater guldstandarden for forstærkning af knogler, (1). Imidlertid kan problemer, utilstrækkelig knoglemængde og/ eller kvalitet på donorplaceringen forhindre, at den bruges. Følgelig blev der udviklet en række knogletransplantatmaterialer, såsom allografts og/eller xenografts, til at forbedre knoglerudviklingen og tilvejebringe en osteokonduktiv matrix i den såkaldte hårde vævskritisk størrelse (CSD) (2).

"Kritisk størrelse" defekt betragtes som en, der ikke vil heles spontant på trods af kirurgisk stabilisering og kræver yderligere kirurgisk intervention (3). Håndtering af knogler i kritisk størrelse forbliver en vigtig klinisk ortopædisk udfordring. Knapningsfejl i kritisk størrelse er teknisk defineret som dem, der ikke heles spontant i patientens levetid. Knogletab større end 2 gange diameteren af ​​den lange knoglemiaphyse resulterer usandsynligt i forening på trods af passende stabiliseringsmetoder (4).

Nitroglycerin, også kendt som glyceryltrinitrat (GTN), er en medicin, der ofte bruges til behandling af hjertesygdomme som angina pectoris og kronisk hjertesvigt. Det fungerer som en potent vasodilator, der udvider det vaskulære system for at forbedre blodgennemstrømningen. Nitroglycerin har vist sig at have en positiv effekt på knogledannelse. Undersøgelser indikerer, at nitroglycerin, når den påføres topisk, kan øge knogledannelse og reducere knogleresorption. Denne virkning opnås gennem stimulering af osteoblastisk differentiering og spredning (5).

Mekanismen for virkning af nitroglycerin i knogledannelse involverer dens omdannelse til nitrogenoxid (NO), der spiller en afgørende rolle i stimulerende knogledannelse. Nitrogenoxid frigivet fra nitroglycerin fungerer som et signalmolekyle, der forbedrer osteoblastisk differentiering og spredning af knoglemarv-afledte mesenchymale stamceller. Denne proces fører til øget knoglemineraltæthed, forbedret knoglesgeometri og forbedret knoglestyrke (5).

Hydrogeler er naturlige eller syntetiske biokompatible polymerer, der er vidt brugt i periodontalt vævsteknik som leveringsmateriale til forskellige biologiskeer (6). Syntetiske hydrogeler har overlegenhed i kemiske og mekaniske egenskaber i forhold til naturlige hydrogeler (7). Carbopol eller polyacrylsyre (PAA) er en af ​​de mest anvendte polymerer som en hydrogel. Det er en anionisk polyelektrolyt, der let kan polymeriseres og tværbindes for at danne hydrogeler med en hævelse, der er større end deres tørvægt (8).