vestimИзвестия Национальной академии наук Беларуси. Серия медицинских наукProceedings of the National Academy of Sciences of Belarus, Medical series1814-60232524-2350The Republican Unitary Enterprise Publishing House "Belaruskaya Navuka"10.29235/1814-6023-2020-17-1-178-190vestim-674Research ArticleКЛИНИЧЕСКАЯ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ МЕДИЦИНАCLINICAL AND EXPERIMENTAL MEDICINEКлинико-рентгенологическая оценка состояния тканей периодонта у лабораторных животных при применении мезенхимальных стволовых клетокClinical and roentgenological evaluation of the status of periodontal tissues of laboratory animals in the application of mesenchymal stem cellsРубниковичС. П.RubnikovichS. P.

Рубникович Сергей Петрович – д-р мед. наук, профессор,заведующий кафедрой

ул. П. Бровки, 3/3, 220013, г. Минск 

Sergey P. Rubnikovich – D. Sc. (Med.), Professor, Head of the Department

3/3, Brovki Str., 220013, Minsk

rubnikovichs@mail.ruСиракС. В.SirakS. V.

Сирак Сергей Владимирович – д-р мед. наук, профессор, заведующий кафедрой

ул. Мира, 310, 355017, г. Ставрополь

Sergey V. Sirak – D. Sc. (Med.), Professor, Head of the Department

310, Mir Str., 355017, Stavropol

sergejsirak@yandex.ruДенисоваЮ. Л.DenisovaYu. L.

Денисова Юлия Леонидовна – д-р мед. наук, профессор

пр. Дзержинского, 83, 220116, г. Минск

Yuliya L. Denisova – D. Sc. (Med.), Professor

83, Dzerzhinski Av., 220116, Minsk

denisova-yul@mail.ruАндрееваВ. А.AndreevaV. A.

Андреева Василина Анатольевна – канд.мед. наук, доцент

ул. П. Бровки, 3/3, 220013, г.  Минск

Vasilina A. Andreeva – Ph. D. (Med.), Assistant Professor

3/3, Brovki Str., 220013, Minsk

vasilinastomatolog@tut.byКузьменкоЕ. В.KuzmenkoE. V.

Кузьменко Елена Викторовна – канд. мед. наук, доцент

ул. П. Бровки, 3/3, 220013, г. Минск

Elena V. Kuzmenko – Ph. D. (Med.), Assistant Professor

3/3, Brovki Str., 220013, Minsk

elena-stom@yandex.ruХомичИ. С.KhomichI. S.

Хомич Илья Станиславович – канд. мед. наук, доцент

ул. П. Бровки, 3/3, 220013, г. Минск

Ilya S. Khomich – Ph. D. (Med.), Assistant Professor

3/3, Brovki Str., 220013

ilya.khomich@gmail.comВолотовскийИ. Д.VolotovskyI. D.

Волотовский Игорь Дмитриевич – академик, д-р биол. наук, профессор

ул. Академическая, 27, 220072, г. Минск

Igor D. Volotovsky – Academician, D. Sc. (Biol.), Professor

27, Akademicheskaya Str., 220072, Minsk

volot@biobel.bas-net.byБелорусская медицинская академия последипломного образованияBelarusian Medical Academy of Postgraduate EducationСтавропольский государственный медицинский университетStavropol State Medical UniversityБелорусский государственный медицинский университетBelarusian State Medical UniversityИнститут биофизики и клеточной инженерии НАН БеларусиInstitute of Biophysics and Cell Engineering of the National Academy of Sciences of Belarus202005062020172178190Copyright © Рубникович С.П., Сирак С.В., Денисова Ю.Л., Андреева В.А., Кузьменко Е.В., Хомич И.С., Волотовский И.Д., 20202020Рубникович С.П., Сирак С.В., Денисова Ю.Л., Андреева В.А., Кузьменко Е.В., Хомич И.С., Волотовский И.Д.Rubnikovich S.P., Sirak S.V., Denisova Y.L., Andreeva V.A., Kuzmenko E.V., Khomich I.S., Volotovsky I.D.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://vestimed.belnauka.by/jour/article/view/674

В статье исследованы клинико-рентгенологические изменения в тканях периодонта лабораторных животных при использовании мезенхимальных стволовых клеток (МСК).

Цель исследования – разработать модель экспериментального периодонтита и установить характер клиникорентгенологических изменений в тканях периодонта при применении биомедицинского клеточного продукта на основе аллогенных МСК жировой ткани (МСК ЖТ).

В ходе исследования клинико-рентгенологических изменений в тканях периодонта у экспериментальных животных, у которых сформированные дефекты костной ткани заполняли МСК ЖТ, установлено, что во всех основных группах животных сроки заживления слизистой оболочки в области операционного поля были сопоставимы между собой. При этом в контрольной группе наблюдали послеоперационную рецессию десны. В I–IV группах значимых различий в клинической картине на всех сроках наблюдений после оперативного вмешательства не выявлено. Однако обнаруженные при рентгенологическом исследовании признаки восстановительного процесса в области пострезекционного дефекта в группах, где применяли остеоиндуцированные МСК, а также смесь культур мезенхимальных и остеоиндуцированных стволовых клеток, были наиболее выраженными, что подтвердили показатели минеральной плотности костной ткани.

Разработана модель экспериментального периодонтита, позволяющая оценивать восстановительные процессы в костной ткани у лабораторного животного. Так, применение коллагеновых мембран с взвесью культур аллогенных остеоиндуцированных МСК ЖТ, а также мембран с взвесью смеси культур аллогенных и аллогенных остеоиндуцированных МСК ЖТ в соотношении 1:1 позволяет достичь более высоких показателей восстановления костной ткани.

The article examines the clinical and roentgenological changes in the periodontal tissues of laboratory animals when mesenchymal stem cells (MSC) are used.

The aim of the study is to create a model of experimental periodontitis and identify the characteristics of clinical and radiological changes in periodontal tissues when applying a biomedical cell product based on allogeneic mesenchymal adipose stem cells (AT MSCs).

During the examination of the clinical and radiological changes in the periodontal tissues ofexperimental animals with formed bone defects filled with AT MSCs, it was found that the mucous membrane regeneration time in the surgical area was comparable in all main groups of animals. Postoperative gum recession was observed in the control group animals. The significant differences between the clinical pictures in groups I–IV during all observation periods after surgery were not revealed. However, the restoration process signs in the post-resection area found during the roentgenological examination in the groups using osteoinduced MSCs, as well as a mixture of MSC cultures and osteo-induced MSCs, were most pronounced, which is confirmed by the bone mineral density.

The experimental periodontitis model, which could be used for assessing the bone tissue restoration processes of a labioratory animal, was developed. Thus, the use of collagen membranes with a suspension of allogeneic osteo-induced AT MSCs cultures, as well as membranes with a suspension of a mixture of allogeneic and allogeneic osteo-induced AT MSCs in the ratio of 1:1 allows achieving higher bone tissue recovery rates.

мезенхимальные стволовые клеткиминеральная плотность костной тканиконусно-лучевая компьютерная томографияпериодонтитmesenchymal stem cellsbone mineral densitycone beam computed tomographyperiodontitisReferencesРаспространенность болезней периодонта, кариеса корня зуба, чувствительности дентина и зубочелюстных деформаций в Республике Беларусь по результатам обследования населения в возрастных группах 35–44, 45–54 и 55–64 года / Л. Н. Дедова [и др.] // Стоматолог. – 2016. – № 1. – С. 6–53.Dedova L. N., Denisova Yu. L., Kandrukevich O. V., Solomevich A. S., Rosenik N. I. The prevalence of periodontal disease, tooth root caries, dentin sensitivity and dentofacial deformities in the Republic of Belarus according to the results of a population survey in the groups aged 35–44, 45–54 and 55–64 years. Stomatolog = Stomatologist, 2016, no. 1, pp. 6–53 (in Russian).Reich, E. Trends in caries and periodontal health epidemiology in Europe / E. Reich // Int. Dental J. – 2001. – Vol. 51, N S6. – P. 392–398. https://doi.org/10.1111/j.1875-595x.2001.tb00585.xReich E. Trends in caries and periodontal health epidemiology in Europe. International Dental Journal, 2001, vol. 51, no. S6, pp. 392–398. https://doi.org/10.1111/j.1875-595x.2001.tb00585.xThe effect of magnetophototherapy on morphological changes of tissues of pathologically changed periodontium / S. P. Rubnikovich [et al.] // Мед. вестн. Север. Кавказа. – 2017. – Т. 12, № 3. – С. 303–307.Rubnikovich S. P., Maizet A. I., Denisova Yu. L., Bykova N. I., Arutyunov A. V., Kopylova I. A., Avanesyan R. A. The effect of magnetophototherapy on morphological changes of tissues of pathologically changed periodontium. Meditsinskii vestnik Severnogo Kavkaza = Medical news of North Caucasus, 2017, vol. 12, no. 3, pp. 303–307. https://doi.org/10.14300/mnnc.2017.12095Фомин, Н. А. Новые возможности исследования кровотока мягких тканей ротовой полости / Н. А. Фомин, С. П. Рубникович, Н. Б. Базылев // Инж.-физ. журн. – 2008. – Т. 81, № 3. – С. 508–517.Fomin N. A., Rubnikovich S. P., Bazylev N. B. New possibilities of investigating blood flow in soft tissues of the mouth. Journal of Engineering Physics and Thermophysics, 2008, vol. 81, no. 3, pp. 533–543. https://doi.org/10.1007/s10891- 008-0065-9Иммуногистохимическая оценка изменений в тканях парадонта у экспериментальных животных с остеопорозом костного скелета / С. В. Сирак [и др.] // Мед. вестн. Север. Кавказа. – 2019. – Т. 14, № 4. – С. 681–685.Sirak S. V., Rubnikovich S. P., Shchetinin E. V., Perikova M. G., Petrosyan G. G., Bykova N. I., Kobylkina T. L., Didenko M. O. Immunohistochemical evaluation of changes in periodontal tissues in experimental animals with bone skeleton osteoporosis. Meditsinskii vestnik Severnogo Kavkaza = Medical news of North Caucasus, 2019, vol. 14, no. 4, pp. 681– 685 (in Russian).Морфологические показатели репаративной регенерации костной ткани в условиях лекарственного ультрафонореза гидрокортизоном и гиалуроновой кислотой / Е. В. Щетинин [и др.] // Мед. вестн. Север. Кавказа. – 2019. – Т. 14, № 4. – С. 660–663.Shchetinin E. V., Sirak S. V., Rubnikovich S. P., Kochkarova Z. M., Andreev A. A., Muratova A. Yu., Perikova M. G., Petrosyan G. G. Morphometric parameters of reparative regeneration of the bone tissue in terms of medicinal phonophoresis with hydrocortisone and hyaluronic acid. Meditsinskii vestnik Severnogo Kavkaza = Medical News of North Caucasus, 2019, vol. 14, no. 4, pp. 660–663 (in Russian).Клинико-рентгенологическая оценка остеоинтеграции дентальных имплантатов после ремоделирования периимплантной зоны / М. М. Гарунов [и др.] // Мед. вестн. Север. Кавказа. – 2019. – Т. 14, № 4. – С. 699–701.Garunov M. M., Sevbitov A. V., Dolgalev A. A., Sirak S. V., Solov’eva O. A., Remizova A. A., Dzgoeva M. G., Rubnikovich S. P. Clinical and radiographic assessment of osteointegration of dental implants after remodeling of the perimplant zone. Meditsinskii vestnik Severnogo Kavkaza = Medical news of North Caucasus, 2019, vol. 14, no. 4, pp. 699–701 (in Russian).Рубникович, С. П. Цифровые лазерные спекл-технологии в определении кровотока в биотканях и напряженно-деформированного состояния зубочелюстной системы / С. П. Рубникович, Ю. Л. Денисова, Н. А. Фомин // Инж.- физ. журн. – 2017. – Vol. 90, N 6. – С. 1588–1599.Rubnikovich S. P., Denisova Y. L., Fomin N. A. Digital laser speckle technologies in measuring blood flow in biotissues and the stressed-strained state of the maxillodental system. Journal of Engineering Physics and Thermophysics, 2017, vol. 90, no. 6, pp. 1513–1523. https://doi.org/10.1007/s10891-017-1713-8Клеточные технологии в лечении пациентов с рецессией десны / С. П. Рубникович [и др.]. – Минск : Беларус. навука, 2019. – 199 с.Rubnikovich S. P., Volotovskii I. D., Denisova Yu. L., Andreeva V. A., Panasenkova G. Yu., Kvacheva Z. B. Cell technology in the treatment of patients with gum recession. Minsk, Belaruskaya navuka Publ., 2019. 199 p. (in Russian).Murphy, M. B. Mesenchymal stem cells: environmentally responsive therapeutics for regenerative medicine / M. B. Murphy, K. Moncivais, A. I. Caplan // Exp. Mol. Med. – 2013. – Vol. 45, N 11. – P. e54. https://doi.org/10.1038/emm.2013.94Murphy M. B., Moncivais K., Caplan A. I. Mesenchymal stem cells: environmentally responsive therapeutics for regenerative medicine. Experimental and Molecular Medicine, 2013, vol. 45, no. 11, pp. 45–54. https://doi.org/10.1038/emm.2013.94Применение клеточных биотехнологий в лечении рецессии десны / С. П. Рубникович [и др.] // Стоматолог. – 2019. – № 2. – С. 50–55.Rubnikovich S. P., Volotovskii I. D., Denisova Yu. L., Dedova L. N., Andreeva V. A., Panasenkova G. Yu., Novik T. P. Applicaton of cell biotechnologies in the treatment of gum recession]. Stomatolog = Stomatologist, 2019, no. 2, pp. 50–55 (in Russian).Метод моделирования экспериментального периодонтита у животных / С. П. Рубникович [и др.] // Мед. журн. – 2011. – № 1. – С. 97–101.Rubnikovich S. P., Vladimirskaya T. E., Shved I. A., Veyalkina N. N. Method for modeling experimental periodontitis in animals. Meditsinskii zhurnal [Medical journal], 2011, no. 1, pp. 97–101 (in Russian).Характеристика степени замещения пародонтальных дефектов разной топографии после аутотрансплантации васкулярно-стромальноклеточной фракции липоаспирата / М. Д. Перова [и др.] // Кубан. науч. мед. вестн. – 2013. – № 6. – С. 142–148.Perova M. D., Gaivoronskaya T. V., Karpyuk V. B., Tropina A. V. Characteristics of the degree of replacement of different topography periodontal defects after autotransplantation of vascular-stromal cell fraction of lipoaspirate. Kubanskii nauchnyi meditsinskii vestnik [Kuban scientific medical bulletin], 2013, no. 6, pp. 142–148 (in Russian).Обоснование применения стволовых клеток в лечении рецессии десны / С. П. Рубникович [и др.] // Докл. НАН Беларуси. – 2019. – Т. 63, № 4. – С. 476–484.Rubnikovich S. P., Volotovskii I. D., Denisova Yu. L., Andreeva V. A., Panasenkova G. Yu. The rationale for the use of stem cells in the treatment of gum recession. Doklady Natsional’noi akademii nauk Belarusi = Doklady of the National Academy of Sciences of Belarus, 2019, vol. 63, no. 4, pp. 476–484 (in Russian).Использование стволовых клеток крови плода крысы при воспалительно-деструктивных процессах в тканях пародонта / В. В. Алямовский [и др.] // Ин-т стоматологии. – 2014. – № 1. – С. 103–105.Alyamovskii V. V., Shestakova L. A., Yarygin E. I., Schmidt P. A., Lazarenko L. I. The use of stem cells of the blood of a rat fetus in inflammatory and destructive processes in periodontal tissues. Institut stomatologii [Institute of dentistry], 2014, no. 1, pp. 103–105 (in Russian).Применение клеточных технологий в лечении пациентов с рецессией десны / С. П. Рубникович [и др.] // Мед. журн. – 2019. – № 2. – С. 101–107.Rubnikovich S. P., Volotovskii I. D., Denisova Yu. L., Andreeva V. A., Panasenkova G. Yu., Kvacheva Z. B. The use of cell technology in the treatment of patients with gum recession. Meditsinskii zhurnal [Medical journal], 2019, no. 2, pp. 101–107 (in Russian).Оценка эффективности комплексного применения мезенхимальных стволовых клеток и биопластического материала КОЛЛОСТ на модели рецессии десны в эксперименте in vivo / С. П. Рубникович [и др.] // Рос. стоматология. – 2018. – Т. 11, № 3. – C. 35–44.Rubnikovich S. P., Denisova Yu. L., Andreeva V. A., Kvacheva Z. B., Panasenkova G. Yu., Khomich I. S. Clinical estimation of the efficacy mesenchymal stem cells and bioplastic material COLLOST for treating gingival recession in the experiment in vivo. Rossiiskaya stomatologiya [Russian dentistry], 2018, vol. 11, no. 3, pp. 35–44 (in Russian).Сысоева, В. Ю. Стволовые клетки в стоматологии / В. Ю. Сысоева, Ю. М. Тернова // Совр. стоматология. – 2012. – № 2. – С. 28a–30.Sysoeva V. Yu., Ternova Yu. M. Stem cells in dentistry. Sovremennaya stomatologiya [Modern dentistry], 2012, no. 2, pp. 28a–30 (in Russian).Стоматологические клеточные биотехнологии в лечении болезней периодонта / С. П. Рубникович [и др.] // Стоматология. Эстетика. Инновации. – 2019. – Т. 3, № 2. – С. 136–143.Rubnikovich S. P., Volotovskii I. D., Denisova Yu. L., Andreeva V. A., Panasenkova G. Yu., Novik T. P. Dental cell biotechnologies in the treatment of periodontal diseases. Stomatologiya. Estetika. Innovatsii [Dentistry. Aesthetics. Innovations], 2019, vol. 3, no. 2, pp. 136–143 (in Russian).Рубникович, С. П. Применение стволовых клеток в стоматологии / С. П. Рубникович, Г. Ю. Панасенкова // Стоматология. Эстетика. Инновации. – 2019. – Т. 3, № 2. – С. 144–155.Rubnikovich S. P., Panasenkova G. Yu. The use of stem cells in dentistry. Stomatologiya. Estetika. Innovatsii [Dentistry. Aesthetics. Innovations], 2019, vol. 3, no. 2, pp. 144–155 (in Russian).Регенеративные клеточные технологии в лечении рецессии десны / С. П. Рубникович [и др.] // Совр. технологии в медицине. – 2018. – Т. 10, № 4. – С. 94–104.Rubnikovich S. P., Denisova Yu. L., Vladimirskaya T. E., Andreeva V. A., Kvacheva Z. B., Panasenkova G. Yu., Volotovskii I. D. Regenerative cell technology in the treatment of gum recession. Sovremennye tekhnologii v meditsine [Modern technologies in medicine], 2018, no. 4, pp. 94–104 (in Russian).Бондаренко, Н. Н. Измерение оптической плотности костной ткани альвеолярного отростка челюстей при заболеваниях пародонта с помощью трехмерной компьютерной томографии / Н. Н. Бондаренко, Е. В. Балахонцева // Казан. мед. журн. – 2012. – № 4. – С. 660−662.Bondareno N. N., Balakhontseva E. V. Measurement of the optical density of bone tissue of the alveolar ridge of the jaw in periodontal diseases using three-dimensional computed tomography. Kazanskii meditsinskii zhurnal [Kazan medical journal], 2012, no. 4, pp. 660−662 (in Russian).Laser monitor for soft and hard biotissue analysis using dynamic speckle photography / N. Fomin [et al.] // Laser Physics. – 2003. – Vol. 13, N 5. – P. 786–795.Bazylev N., Fomin N., Fuentes C., Hirano T., Lavinskaja E., Martemianov S., Mizukaki T., Nakagawa A., Rubnikovich S., Saulnier J.-B., Takayama K., Tuhault J.-L. Laser monitor for soft and hard biotissue analysis using dynamic speckle photography. Laser Physics, 2003, vol. 13, no. 5, pp. 786–795.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.