Effect van nitroglycerine -hydrogel op het repareren van kritieke botdefecten (Nitro- Bone)

Vanwege hun osteoconductieve, osteo -inductieve en osteogene kwaliteiten zijn autologe bottransplantaten de gouden standaard voor het vergroten van bot, (1). Problemen, onvoldoende bothoeveelheid en/ of kwaliteit op de donorlocatie kunnen echter voorkomen dat het wordt gebruikt. Bijgevolg werden een verscheidenheid aan bottransplantaatmaterialen, zoals allografts en/of xenotransplantaten, ontwikkeld om de botontwikkeling te verbeteren en een osteoconductieve matrix te bieden in het zogenaamde harde weefsel kritieke size defect (CSD) (2).

"Critisch groot" defect wordt beschouwd als een defect die niet spontaan zou genezen ondanks chirurgische stabilisatie en verdere chirurgische interventie vereist (3). Het beheer van botafwijkingen van kritieke grootte blijft een belangrijke klinische orthopedische uitdaging. Botdefecten van kritieke grootte worden technisch gedefinieerd als die die tijdens het leven van de patiënt spontaan niet zullen genezen. Botverlies groter dan 2 keer is het onwaarschijnlijk dat de diameter van de lange botdiafyse ondanks de juiste stabilisatiemethoden zal resulteren in de unie (4).

Nitroglycerine, ook bekend als glyceryl trinitraat (GTN), is een medicijn dat gewoonlijk wordt gebruikt om hartaandoeningen zoals angina pectoris en chronisch hartfalen te behandelen. Het fungeert als een krachtige vaatverwijder, waardoor het vasculaire systeem wordt verwijderd om de bloedstroom te verbeteren. Nitroglycerine is een positief effect op botvorming. Studies geven aan dat nitroglycerine wanneer het topisch wordt toegepast, de botvorming kunnen verhogen en botresorptie kunnen verminderen. Dit effect wordt bereikt door de stimulatie van osteoblastische differentiatie en proliferatie (5).

Het werkingsmechanisme van nitroglycerine in botvorming omvat de omzetting ervan in stikstofoxide (NO), die een cruciale rol speelt bij het stimuleren van botvorming. Stikstofoxide afgegeven uit nitroglycerine werkt als een signaalmolecuul dat osteoblastische differentiatie en proliferatie van van beenmerg afgeleide mesenchymale stamcellen verbetert. Dit proces leidt tot verhoogde botmineraaldichtheid, verbeterde botgeometrie en verbeterde botsterkte (5).

Hydrogels zijn natuurlijke of synthetische biocompatibele polymeren die op grote schaal worden gebruikt in parodontale weefseltechniek als leveringsmateriaal voor verschillende biologieën (6). Synthetische hydrogels hebben een superioriteit in chemische en mechanische eigenschappen over natuurlijke hydrogels (7). Carbopol of polyacrylzuur (PAA) is een van de meest gebruikte polymeren als hydrogel. Het is een anionische polyelektrolyt die gemakkelijk kan worden gepolymeriseerd en verknoopt om hydrogels te vormen met een zwellingscapaciteit groter dan hun droge gewicht (8).