Evaluation of bone regeneration in critical sized calvarial defects in rabbits with diabetes mellitus type I

Abstract

Uvod: Kostno tkivo je mineralizovano i visoko vaskularizovano vezivno tkivo koje ima jedinstvenu sposobnost zarastanja, sa potpunim obnavljanjem svoje strukture i funkcije, koje se odvija procesom regeneracije kosti. Imajući u vidu ovaj složeni biološki proces, zarastanje kostnog tkiva se odvija u nekoliko faza intramembranoznog tipa osifikacije, i to: faza inflamacije i stvaranja centara osifikacije u vezivnom tkivu, potom faza stvaranja osteoida tj. nemineralizovanog matriksa kosti, faza stvaranja nezrele novoformirane kosti, faza stvaranja periosta i faza primarnog stvaranja kosti. Osnovni biološki mehanizmi koji čine osnovu regeneracije kosti uključuju tri procesa: osteogenezu, osteokondukciju i osteoindukciju. U svojoj osnovi, proces osteogeneze, zasnovan na stvaranju centara nove kosti u fazama njenog zarastanja, jeste organizovan procesom osteokondukcije, odnosno stvaranja kostnog tkiva signalnim mehanizmima iz okolne kosti čime se obezbeđuje mobilizacija i prorastanje osteogenih ćelija na mestu regeneracije, i procesom osteoindukcije, tj. stvaranjem kostnog tkiva indukovano signalnim mehanizmima unutar kostnog defekta, diferencijacijom lokalnih nediferenciranih ćelija vezivnog tkiva u osteoblaste, fibroblaste i osteoklaste, pod uticajem jednog ili više induktivnih faktora. Sinhronizovano, ćelijski (aktivnost faktora rasta) i tkivni (aktivnost ćelija kostnog tkiva) mehanizmi osteogeneze leže u osnovi fiziološkog procesa modelacije i remodelacije kostnog tkiva u toku njenog zarastanja, usled interakcije između ćelija kostnog tkiva, osteoinduktivnih faktora rasta, osteokonduktivnog matriksa i procesa vaskularizacije. S tim u vezi, faktor rasta vaskularnog endotela (VEGF) je jedan od najznačajnijih signalnih molekula u procesu angiogeneze. Njegova uloga je važna u stimulaciji rasta i deobe endotelnih ćelija iz već postojeće vaskularne strukture u procesu regeneracije kostnog tkiva, kontroli propustljivosti krvnih sudova, zaštiti endotelnih ćelija od apoptoze i stimulaciji diferencijacije i proliferacije osteoprogenitornih ćelija. Takođe, transdukcionim mehanizmima preko stimulacije endotelnih ćelija, VEGF utiče na produkciju kostnog morfogenetskog faktora 2 (BMP2), za koji je poznato da, kao osnovni osteogeni faktor rasta, ima važnu ulogu u stimulaciji diferencijacije mezenhimalnih stem ćelija u pravcu nastanka osteoblastima sličnih ćelija, kao i aktivnih osteoblasta i ćelija periosta...