Wpływ hydrożelu nitrogliceryny na naprawę krytycznych wad kości (Nitro- Bone)

Ze względu na ich osteokondukcyjne, osteoindukcyjne i osteogenne właściwości autologiczne przeszczepy kości są złotym standardem dla kości rozszerzającej (1). Jednak problemy, niewystarczająca ilość kości i/ lub jakość w lokalizacji dawcy mogą zapobiec jej stosowaniu. W związku z tym opracowano różnorodne materiały przeszczepu kości, takie jak przeszczepy alloprzeszczepowe i/lub ksenoprzeszczepy, aby poprawić rozwój kości i zapewnić matrycę osteokondukcyjną w tak zwanej defekcie krytycznej tkanki (CSD) (2).

„Krytycznie wielkości” wada jest uważana za taką, która nie leczy się spontanicznie pomimo stabilizacji chirurgicznej i wymaga dalszej interwencji chirurgicznej (3). Zarządzanie wadami kości krytycznej pozostaje głównym klinicznym wyzwaniem ortopedycznym. Wady kości wielkości krytycznej są technicznie zdefiniowane jako te, które nie będą leczyć spontanicznie za życia pacjenta. Utrata kości większa niż 2 -krotność średnicy długiej ściany kości raczej nie spowoduje połączenia pomimo odpowiednich metod stabilizacji (4).

Nitrogliceryna, znana również jako trinitran glicerylu (GTN), jest lekiem powszechnie stosowanym w leczeniu chorób serca, takich jak dławica piersiowa i przewlekła niewydolność serca. Działa jako silny rozszerzanie naczyń, rozszerzając układ naczyniowy w celu poprawy przepływu krwi. Stwierdzono, że nitrogliceryna ma pozytywny wpływ na tworzenie kości. Badania wskazują, że notrogliceryna po zastosowaniu może zwiększyć tworzenie kości i zmniejszyć resorpcję kości. Efekt ten osiąga się poprzez stymulację różnicowania i proliferacji osteoblastycznej (5).

Mechanizm działania nitrogliceryny w tworzeniu kości obejmuje jej konwersję w tlenku azotu (NO), który odgrywa kluczową rolę w stymulowaniu tworzenia kości. Tlenek azotu uwalniany z nitrogliceryny działa jako cząsteczka sygnałowa, która zwiększa różnicowanie osteoblastyczne i proliferację mezenchymalnych komórek macierzystych pochodzących ze szpiku kostnego. Proces ten prowadzi do zwiększonej gęstości mineralnej kości, poprawy geometrii kości i zwiększonej wytrzymałości kości (5).

Hydrożele są naturalnymi lub syntetycznymi biokompatybilnymi polimerami, które są szeroko stosowane w inżynierii tkanek przyzębia jako materiał dostarczający dla różnych biologicznych (6). Hydrożele syntetyczne mają wyższość właściwości chemicznych i mechanicznych w stosunku do naturalnych hydrożeli (7). Karbopol lub kwas poliakrylowy (PAA) jest jednym z najczęściej stosowanych polimerów jako hydrożelu. Jest to anionowy polielektrolit, który można łatwo polimeryzować i usieciować, tworząc hydrożele o wydajności obrzęku większej niż ich sucha masa (8).