Auswirkung von Nitroglycerin -Hydrogel auf die Reparatur kritischer Knochendefekte (Nitro- Bone)

Aufgrund ihrer osteokondektrischen, osteoinduktiven und osteogenen Eigenschaften sind autologe Knochentransplantate der Goldstandard für die Erweiterung des Knochens (1). Probleme, unzureichende Knochenmenge und/ oder Qualität am Spenderort können jedoch verhindern, dass sie verwendet werden. Infolgedessen wurden eine Vielzahl von Knochentransplantatmaterialien wie Allotransplantaten und/oder Xenotransplantaten entwickelt, um die Knochenentwicklung zu verbessern und eine osteokondektrische Matrix im sogenannten harten Gewebe-Defekt (CSD) (2) zu liefern (2).

"kritisch großer" Defekt wird als einer angesehen, der trotz chirurgischer Stabilisierung nicht spontan heilt und eine weitere chirurgische Intervention erfordert (3). Das Management kritischer Knochendefekte nach wie vor eine wichtige klinische orthopädische Herausforderung. Kritische Knochendefekte werden technisch definiert als solche, die während der Lebensdauer des Patienten nicht spontan heilen. Der Knochenverlust größer als das 2 -fache des Durchmessers der langen Knochendiaphyse ist trotz geeigneter Stabilisierungsmethoden unwahrscheinlich (4).

Nitroglycerin, auch als Glyceryl -Trinitrat (GTN) bekannt, ist ein Medikament, das üblicherweise zur Behandlung von Herzerkrankungen wie Angina -Pektoris und chronischer Herzinsuffizienz eingesetzt wird. Es wirkt als starker Vasodilatator und erweitert das Gefäßsystem, um den Blutfluss zu verbessern. Es wurde festgestellt, dass sich Nitroglycerin positiv auf die Knochenbildung auswirkt. Studien zeigen, dass Nitroglycerin, wenn sie topisch angewendet wird, die Knochenbildung erhöhen und die Knochenresorption verringern kann. Dieser Effekt wird durch die Stimulation der osteoblastischen Differenzierung und Proliferation erreicht (5).

Der Wirkungsmechanismus von Nitroglycerin in der Knochenbildung beinhaltet die Umwandlung in Stickoxid (NO), die eine entscheidende Rolle bei der Stimulierung der Knochenbildung spielt. Stickoxid, das aus Nitroglycerin freigesetzt wird, wirkt als Signalmolekül, das die osteoblastische Differenzierung und Proliferation von mesenchymalen Stammzellen aus Knochenmark verstärkt. Dieser Prozess führt zu einer erhöhten Knochenmineraldichte, einer verbesserten Knochengeometrie und einer verstärkten Knochenstärke (5).

Hydrogele sind natürliche oder synthetische biokompatible Polymere, die in Parodontalgewebetechnik als Liefermaterial für verschiedene Biologika häufig eingesetzt werden (6). Synthetische Hydrogele haben überlegen in chemischen und mechanischen Eigenschaften über natürliche Hydrogele (7). Carbopol oder Polyacrylsäure (PAA) ist eines der am häufigsten verwendeten Polymere als Hydrogel. Es ist ein anionischer Polyelektrolyt, der leicht polymerisiert und vernetzt werden kann, um Hydrogele mit einer Schwellungskapazität zu bilden, die größer als ihr Trockengewicht ist (8).