Perspectives of stem cell use in reconstructive maxillofacial surgery

封面

如何引用文章

全文:

详细

The discovery of stem cells is one of the greatest achievements of molecular and cell biology, and associated research has confirmed the possibility of self-renewal and differentiation into specialized tissue stem cells. The use of cellular technologies is an important trend in modern medicine. The aim of this article is to briefly review current findings on the use of stem cells in cardiology, endocrinology, neurology, traumatology, and maxillofacial surgery. All data were retrieved from experimental and clinical studies using various cell technologies. The material is part of ongoing maxillofacial surgery research to investigate the possible use of stem cells in reconstructive maxillofacial surgery for jaw bone pathologies in children. Present tissue engineering methods provide some opportunities for solving difficult clinical problems in oral and maxillofacial surgery. Despite some international achievements of effective application of IC in various diseases, clinical use in reconstructive surgery requires further investigation.

作者简介

Mikhail Semyonov

The Turner Scientific and Research Institute for Children’s Orthopedics, Saint Petersburg; North-Western State Medical University n. a. I.I. Mechnikov, Saint Petersburg

编辑信件的主要联系方式.
Email: sem_mikhail@mail.ru
MD, PhD, рrofessor, head of the department of maxillofacial surgery and surgical dentistry n.a. A.A. Limberg of the North-Western State Medical University n.a. I.I.Mechnikov. Leading research associate of the of the department of maxillofacial surgery. The Turner Scientific and Research Institute for Children’s Orthopedics 俄罗斯联邦

Yulia Stepanova

The Turner Scientific and Research Institute for Children’s Orthopedics, Saint Petersburg

Email: turner8ord@gmail.com
MD, PhD, chief of the department of maxillofacial surgery 俄罗斯联邦

Darya Troshchieva

North-Western State Medical University n. a. I.I. Mechnikov, Saint Petersburg

Email: troschieva_dariya@mail.ru
MD, PhD student of the department of maxillofacial surgery and surgical dentistry named after A.A. Limberg 俄罗斯联邦

参考

  1. Клишов А.А. Научная деятельность профессора А.А. Максимова в Военно-медицинской академии // Арх. анат. — 1988. — Т. 95. — Вып. 12. — С. 86–89. [Klishov AA. Nauchnaya deyatelnost professora A.A. Maksimova v voenno-meditsinskoy akademii. Arh. anat. 1988;95(12):86-89. (In Russ.)]
  2. Мяделец О.Д., Кичигина Т.Н. А.А. Максимов и его революционное учение о мезенхимальных стволовых клетках // Вестник ВГМУ. — 2007. — Т. 6. — № 3. — С. 139–147. [Myadelets OD, Kichigina TN. A.A. Maksimov i ego revolyutsionnoe uchenie o mezenhimalnyih stvolovyih kletkah. Vestnik VGMU. 2007;6(3):139-147. (In Russ.)]
  3. Вермель А.Е. Стволовые клетки: общая характеристика и перспективы применения в клинической практике // Клиническая медицина. — 2004. — № 1. — С. 5–11 [Vermel AE. Stvolovyie kletki: obschaya harakteristika i perspektivyi primeneniya v klinicheskoy praktike. Klinicheskaya meditsina. 2004;1:5-11. (In Russ.)]
  4. Зуева Е.Е., Куртова А.В., Комарова Л.С. Стволовые клетки. Некоторые биологические особенности и терапевтические возможности // Гематология. — 2005. — Т. 6. — С. 705–724. [Zueva EE. Kurtova AV, Komarova LS. Stvolovyie kletki. Nekotoryie biologicheskie osobennosti i terapevticheskie vozmozhnosti. Gematologiya. 2005;6:705-724. (In Russ.)]
  5. Фриденштейн А.Я., Лалыкина К.С. Индукция костной ткани и остеогенные клетки-предшественники. — М.: Медицина, 1973. — 220 с. [Fridenshteyn AYa, Lalyikina KS. Induktsiya kostnoy tkani i osteogennyie kletki-predshestvenniki. Moscow: Meditsina; 1973. 220 p. (In Russ.)]
  6. Белоусов Ю.Б. Некоторые актуальные проблемы клинических исследований стволовых клеток // Этическая экспертиза биомедицинских исследований. — 2005. — Т. 7. — № 1. — С. 131–138. [BelousovYuB. Nekotoryie aktualnyie problemyi klinicheskih issledovaniy stvolovyih kletok. Eticheskaya ekspertiza biomeditsinskih issledovaniy. 2005;7(1):131-138. (In Russ.)]
  7. Кузнецов С.Л., Мушкамбаров Н.Н., Горячкина В.Л. Атлас по гистологии, цитологии и эмбриологии. — М.: МИА, 2002. [Kuznetsov SL, Mushkambarov NN, Goryachkina VL. Atlas po gistologii, tsitologii i embriologii. Moscow: MIA; 2002. (In Russ.)]
  8. Мезен Н.И., Квачева З.Б., Сычик Л.М. Стволовые клетки: Учебно-методическое пособие. — Минск: БГМУ, 2014. [Mezen NI, Kvacheva ZB, Syichik LM. Stvolovyie kletki. Uchebno-metodicheskoe posobie. Minsk: BGMU; 2014. (In Russ.)]
  9. Хэм А., Кормак Д. Гистология / Пер. с англ. — М.: Мир, 1983. — Т. 3. — 292 с. [Hem A, Kormak D. Gistologiya. Translation from English. Moscow: Mir; 1983;3:292. (In Russ.)]
  10. Шахов В.П. Введение в методы культуры клеток, биоинженерии органов и тканей. — Томск, 2004. — 385 с. [Shahov VP. Vvedenie v metodyi kulturyi kletok, bioinzhenerii organov I tkaney. Tomsk; 2004. 385 p. (In Russ.)]
  11. Kramer J, Hegert C, Guan K, et al. Embryonic stem cell-derived chondrogenic differentiation in vitro: activation by BMP-2 and BMP-4. Mech. Dev. 2000;92:193-205. doi: 10.1016/S0925-4773(99)00339-1.
  12. Репин В.С., Ржанинова А.А., Шаменков Д.А. Эмбриональные стволовые клетки: фундаментальная биология и медицина. — М.: Реметэкс, 2002. — С. 79–83 [Repin VS, Rzhaninova AA, Shamenkov DA. Embrionalnyie stvolovyie kletki: fundamentalnaya biologiya i Meditsina. Moscow: Remeteks; 2002; p. 79-83. (In Russ.)]
  13. Byrne JA, et al. Producing primate embryonic stem cells by somatic cell nuclear transfer. Nature. 2007;450:497-502. doi: 10.1038/nature06357.
  14. Takahashi K, et al. Induction of pluripotent stem cells from adult human fibroblasts by defined factors. Cell. 2007;5:861-872. doi: 10.1016/j.cell.2007.11.019.
  15. Horwitz EM, Gordon PL, Koo WK, et al. Isolated allogeneic bone marrow-derived mesenchymal cells engraft and stimulate growth in children with osteogenesis imperfecta: Implications for cell therapy of bone. PNAS. 2002;99:8932. doi: 10.1073/pnas.132252399.
  16. Нимер С.Н. Стволовые клетки (обзор литературы) // Проблемы здоровья и экологии. — 2009. — № 1. — С. 46–51. [Nimer SN. Stem cells (references review). Health and Environment Issues. 2009;(1):46-51. (In Russ.)]
  17. Pate DW, Southerland SS, Gande DA, et al. Isolation and differentiation of mesenchymal stem cells from rabbit muscle. Surg Forum.1993;43:587.
  18. Lucas PA, Calcutt AF, Ossi P, et al. Mesenchymal stem cells from granulation tissue. J Cell Biochem. 1993;17E:122.
  19. Zuk PA, Zhu M, Mizuno H, et al. Multilineage cells from human adipose tissue: implications for cell-based therapies. Tissue Engineering. 2001;4(2):211-228. doi: 10.1089/107632701300062859.
  20. Смолянинов А.Б. Современные условия становления рынка клеточных технологий России и его развитие // Вестник Росздравнадзора. — 2009. — № 6. — С. 38–44. [Smolyaninov AB. Sovremennyie usloviya stanovleniya ryinka kletochnyih tehnologiy Rossii i ego razvitie. Vestnik Roszdravnadzora. 2009;(6):38-44. (In Russ.)]
  21. О биомедицинских клеточных технологиях. Проект ФЗ РФ от 18 января 2013 г. [O biomeditsinskihkletochnyihtehnologiyah. Proekt FZ RF from 18.01.2013. (In Russ.)]
  22. Федеральный закон от 23 июня 2016 г. № 180-ФЗ «О биомедицинских клеточных продуктах» [Federalnyiy zakon ot 23 iyunya 2016. No 180-FZ “O biomeditsinskih kletochnyih produktah”. (In Russ.)]
  23. Шахпазян Н.К., Астрелина Т.А., Яковлева М.В. Мезенхимальные стволовые клетки из различных тканей человека: биологические свойства, оценка качества и безопасности для клинического применения // Клеточная трансплантология и тканевая инженерия. — 2012. — Т. 7. — № 1. — С. 23–33. [Shahpazyan NK, Astrelina TA, Yakovleva MV. Mesenchymalstem cells from various human tissues: biological properties, assessment of quality and safetyfor clinical use. Kletochnaya transplantologiya I tkanevaya inzheneriya. 2012;7(1):23-33. (In Russ.)]
  24. Lee CH, Shah B, Moioli EK, Mao JJ. CTGF directs fibroblast differentiation from human mesenchymal stem/stromal cells and defines connective tissue healing in a rodent injury model. J Clin Invest. 2010;120(9):3340-3349. doi: org/10.1172/jci43230.
  25. Квачева З.Б. Стволовые клетки. Перспективы их применения в медицине // Медицинский журнал. — 2005. — № 4. — С. 4–6. [Kvacheva ZB. Stem cells. Prospects of their use in medicine. Meditsinskiy zhurnal. 2005;4(14):4-6. (In Russ)]
  26. Cai S, Shea GK, Tsui AY, et al. Derivation of clinically applicable schwann cells from bone marrow stromal cells for neural repair and regeneration. CNS Neurol Disord Drug Targets. 2011;10(4):500-8. doi: 10.2174/187152711795563930.
  27. Соколова И.Б., Павличенко Н.Н. Механизмы воздействия экзогенных мезенхимальных стволовых клеток на ишемизированную ткань при сердечно-сосудистых заболеваниях // Цитология. — 2010. — Т. 52. — № 11. — С. 911–917. [Sokolova IB, Pavlichenko NN. Possible ways of MSCs influence on the ishemic tissue in the case of cardiovascular diseases. Tsitologiya. 2010;52(11):911-7. (In Russ)]
  28. Chen TS, Lai RC, Lee MM, et al. Mesenchymal stem cell secretes microparticles enriched in pre-microRNAs. Nucleic Acids Res. 2010;38(1):215-24. doi: 10,1093 / NAR / gkp857.
  29. Li Q, Turdi S, Thomas DP, et al. Intra-myocardial delivery of mesenchymal stem cells ameliorates left ventricular and cardiomyocyte contractile dysfunction following myocardial infarction. Toxicol Lett. 2010;195(2-3):119-26. doi: org/10.1016/j.toxlet.2010.03.009.
  30. Puglisi MA, Saulnier N, Piscaglia AC, et al. Adipose tissuederived mesenchymal stem cells and hepatic differentiation: old concepts and future perspectives. Eur Rev Med Pharmacol Sci. 2011;15(4):355-64.
  31. Kanazawa H, Fujimoto Y, Teratani T, et al. Bone marrowderived mesenchymal stem cells ameliorate hepatic ischemia reperfusion injury in a rat model. PLoS One. 2011;6(4):e19195. doi: 10.1371/journal.pone.0019195.
  32. Aurich I, Mueller LP, Aurich H, et al. Functional integration of hepatocytes derived from human mesenchymal stem cells into mouse livers. Gut. 2007;56:405-15. doi: 10.1136/gut.2005.090050.
  33. Vija L, Farge D, Gautier JF, et al. Mesenchymal stem cells: Stem cell therapy perspectives for type 1 diabetes. Diabetes Metab. 2009;35(2):85-93. doi: 10.1016/j.diabet.2008.10.003.
  34. Janicki P, Boeuf S, Steck E, et al. Prediction of in vivo bone forming potency of bone marrow-derived human mesenchymal stem cells. Eur Cell Mater. 2011;21:488-507.
  35. Giovannini S, Diaz-Romero J, Aigner T, et al. Micromass co-culture of human articular chondrocytes and human bone marrow mesenchymal stem cells to investigate stable neocartilage tissue formation in vitro. Eur Cell Mater. 2010;20:245-59.
  36. Miyaki S, Nakasa T, Otsuki S, et al. MicroRNA-140 is expressed in differentiated human articular chondrocytes and modulates interleukin-1 responses. Arthritis Rheum. 2009;60(9):2723-30. doi: 10.1002/art.24745.
  37. Hench L. Lead presentation: biomimetic processing: a critical review. Sixth World biomaterial congress, 15-20 May 2000. Hawaii, USA, 2000. P. 404.
  38. Орлов А.А., Сабурина И.Н. Репин В.С., и др. Экспериментальное моделирование 3-D заданного остеогенеза костной ткани на базе аутологичных культур мультипотентных мезенхимальных стромальных клеток крысы остеопластических материалов для устранения дефектов кости // Вестник новых медицинских технологий. — 2011 — Т. 18. — № 1. — С. 70–11. [Orlov AA, Saburina IN, Repin VS, et al. Experimental modeling 3-d target osseous tissue osteogenesis on the basis of autologous cultures of multipotential mesenchymal stromal rat cells and osteoplastic materials for eliminating bone defects. Journal of New Medical Technologies. 2011;18(1):7-11. (In Russ.)]
  39. Попков А.В. Биосовместимые имплантаты в травматологии и ортопедии (обзор литературы) // Гений ортопедии. — 2014. — № 3. — С. 94–99 [Popkov AV. Biocompatible implants in traumatology and orthopaedics (A review of literature). Orthopaedic Genius. 2014;(3):94-99. (In Russ.)]
  40. Han B, Reyes O, Tang BW, et al. Recombinant osteogenin with collagen binding domain composted with porous resorbable ceramic stimulates repair of bone and carti-lages in dogs. Sixth World biomaterial congress, 15-20 May 2000. Hawaii, USA, 2000. P. 490.
  41. Vehof JM, Mahmood J, Takita H, et al. Ectopic bone formation in BMP-loated calcium Phosphate-coated titanium mesh. Sixth World biomaterial congress, 15-20 May 2000. Hawaii, USA, 2000. P. 640. doi: org/10.1097/00006534-200108000-00024.
  42. Иванов Д.В., Хадарцев А.А., Хадарцев В.А., и др. Клиническое использование стволовых клеток // Вестник новых медицинских технологий. — 2009 — Т. 16. — № 4. — С. 31–33. [Ivanov DV, Hadartsev AA, Hadartsev VA, et al. Сlinical Usage of Stem Cells. Journal of New Medical Technologies. 2009;16(4):31-33. (In Russ.)]
  43. Омельянченко Н.П., Илизаров Г.А., Стецулла В.И. Регенерация костной ткани. Травматология и ортопедия: Руководство для врачей / Под ред. Ю.Г. Шапошникова. — М.: Медицина, 1997. — С. 393–482. [Omelyanchenko NP, Ilizarov GA, Stetsulla VI. Regeneratsiya kostnoy tkani. Travmatologiya I ortopediya: Rukovodstvo dlya vrachey. Ed. Yu.G. Shaposhnikov. Moscow: Meditsina; 1997. P. 393-482. (In Russ.)]
  44. Gan Y, Dai K, Zhang P, et al. The clinical use of enriched bone marrow stem cells combined with porous β-tricalcium phosphate in posterior spinal fusion. Biomaterials. 2008;29(29):3973-3982. doi: 10.1016/j.biomaterials.2008.06.026.
  45. Люндуп А.В., Медведев Ю.А., Баласанова К.В., и др. Методы тканевой инженерии костной ткани в челюстно-лицевой хирургии // Вестник РАМН. — 2013. — № 5. — С. 10–15. [Lyundup AV, Medvedev YuA, Balasanova KV, et al. Methods of Tissue Engineering of Bone Tissue in Maxillofacial Surgery. Vestnik Rossiiskoi akademii meditsinskikh nauk. 2013;(5):10-15. (In Russ.)]. doi: 10.15690/vramn.v68i5.658.
  46. Люндуп А.В., Онищенко Н.А., Шагидулин М.Ю., Крашенинников М.Е. Стволовые прогениторные клетки печени и костного мозга как регуляторы восстановительной регенерации поврежденной печени // Вестн. трансплантол. и искусств. органов. — 2010. — T. 12. — № 2. – С. 100–107. [Lyundup AV, Onischenko NA, Shagidulin MYu, Krasheninnikov ME. Liver and bone marrow stem/progenitor cells as regulators of reparative regeneration of damaged liver. Vestnik Transplantologii i Iskusstvennykh Organov. 2010;12(2):100-107. (In Russ.)]. doi: 10.15825/1995-1191-2010-2-100-107.
  47. Macchiarini P, Jungebluth P, Go T, et al. Clinical transplantation of a tissue-engineered airway. Lancet. 2008;372(9655):2023-2030. doi: 10.1016/S0140-6736(08)61598-6.
  48. Yamada Y, Nakamura S, Ito K, et al. Injectable tissue-engineered bone using autogenous bone marrow-derived stromal cells for maxillary sinus augmentation: clinical application report from a 2-6-year follow-up. Tissue Eng. Part A. 2008;14(10):1699-707. doi: org/10.1089/ten.tea.2007.0189.
  49. Yamada Y, Ito K, Nakamura S, et al. Promising cell-based therapy for bone regeneration using stem cells from deciduous teeth, dental pulp, and bone marrow. Cell Transplant. 2011;20(7):1003-1013. doi: 10.3727/096368910X539128.
  50. Kaigler D, Pagni G, Park ChH, et al. Stem Cell Therapy for Craniofacial Bone Regeneration: A Randomized, Controlled Feasibility Trial. Cell Transplant. 2013;22(5):767-777. doi: org/10.3727/096368912x652968.
  51. Кузнецова Д.С., Тимашев П.С., Баграташвили В.Н., Загайнова Е.В. Костные имплантаты на основе скаффолдов и клеточных систем в тканевой инженерии (обзор) // Современные технологии в медицине. — 2014. — Т. 6. — № 4. — С. 201–212. [Kuznetsova DS, Timashev PS, Bagratashvili VN, Zagaynova ЕV. Scaffold- and cell system-based bone grafts in tissue engineering (Review). Sovremennye tehnologii v medicine. 2014;6(4):201-212. (In Russ.)]
  52. Садовой М.А., Ларионов П.М., Самохин А.Г., Рожнова О.М. Клеточные матрицы (скаффолды) для целей регенерации кости: современное состояние проблемы // Хирургия позвоночника. — 2014. — № 2. — С. 79–86. [Sadovoy MA, Larionov PM, Samohin AG, Rozhnova OM. Cellular matrices (scaffolds) for bone regeneration: state of the art. Spine Surgery. 2014:2:79-86. (In Russ.)]. doi: 10.14531/ss2014.2.79-86.
  53. Стволовые клетки и регенеративная медицина / Под ред. В.А. Ткачука. — М.: Макс‐пресс, 2012. — 88 c. [Stvolovye kletki I regenerativnaya medicina. Ed. V.A. Tkachuka. Moscow: Maks‐press; 2012. 88 p. (In Russ.)]

补充文件

附件文件
动作
1. JATS XML
下载

版权所有 © Semyonov M.G., Stepanova Y.V., Troshchieva D.О., 2016

Creative Commons License
此作品已接受知识共享署名 4.0国际许可协议的许可
 


Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».