transplantologiyaТрансплантологияTransplantologiya. The Russian Journal of Transplantation2074-05062542-0909IPO Association of Transplantologists10.23873/2074-0506-2024-16-1-43-53transplantologiya-854Research ArticleАКТУАЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ ТРАНСПЛАНТОЛОГИИACTUAL ISSUES OF TRANSPLANTATIONЭффективность применения аллогенного костно-пластического материала при трепанации черепаThe efficacy of using the allogeneic osteoplastic material in skull trepanationhttps://orcid.org/0000-0003-2170-0009ОфицеровА. А.OfitserovA. A.

Андрей Аркадьевич Офицеров, научный сотрудник отделения биотехнологий и трансфузиологии

129090, Москва, Большая Сухаревская пл., д. 3

Andrey A. Ofitserov, Research Associate of the Department of Biotechnologies and Transfusiology

3 Bolshaya Sukharevskaya Sq., Moscow 129090 

   

ofitserovaa@sklif.mos.ruhttps://orcid.org/0000-0002-8897-7523БоровковаН. В.BorovkovaN V.

Наталья Валерьевна Боровкова, д-р мед. наук, заведующая отделением биотехнологий и трансфузиологии; доцент кафедры трансплантологии и искусственных органов

129090, Москва, Большая Сухаревская пл., д. 3

117997, Москва, ул. Островитянова, д. 1

Natalya V. Borovkova, Dr. Sci. (Med.), Head of the Scientific Department of Biotechnologies and Transfusiology; Associate Professor of the Department of Transplantology and Artificial Organs

3 Bolshaya Sukharevskaya Sq., Moscow 129090 

1 Ostrovityanov St., Moscow 117997 

   

borovkovanv@sklif.mos.ruhttps://orcid.org/0000-0002-6789-8164ТалыповА. Э.TalypovA. E.

Александр Эрнестович Талыпов, д-р мед. наук, ведущий научный сотрудник отделения неотложной нейрохирургии; профессор кафедры фундаментальной нейрохирургии

129090, Москва, Большая Сухаревская пл., д. 3

117997, Москва, ул. Островитянова, д. 1

Aleksandr E. Talypov, Dr. Sci. (Med.), Leading Researcher of the Urgent Neurosurgery Department; Professor at the Fundamental Neurosurgery Department

3 Bolshaya Sukharevskaya Sq., Moscow 129090 

1 Ostrovityanov St., Moscow 117997   

talypovae@sklif.mos.ruhttps://orcid.org/0000-0002-6997-1986ЛещинскаяО. В.LeshchinskayaO. V.

Ольга Валерьевна Лещинская, врач-рентгенолог, научный сотрудник отделения радиоизотопной диагностики

129090, Москва, Большая Сухаревская пл., д. 3

Olga V. Leshchinskaya, Radiologist, Research Associate of the Radionuclide Diagnosis Department

3 Bolshaya Sukharevskaya Sq., Moscow 129090 

   

leschinskayaov@sklif.mos.ruhttps://orcid.org/0000-0003-1647-1635КудряшоваН. Е.KudryashovaN. E.

Наталья Евгеньевна Кудряшова, д-р мед. наук, главный научный сотрудник отделения лучевой диагностики

129090, Москва, Большая Сухаревская пл., д. 3

Natalya E. Kudryashova, Dr. Sci. (Med.), Major Researcher of the Diagnostic Radiology Department

3 Bolshaya Sukharevskaya Sq., Moscow 129090 

   

kudryashovane@sklif.mos.ruhttps://orcid.org/0000-0001-9592-7682МироновА. С.MironovA.  S.

Александр Сергеевич Миронов, канд. мед. наук, заведующий отделением консервирования тканей и производства трансплантатов с операционным блоком

129090, Москва, Большая Сухаревская пл., д. 3

Aleksandr S. Mironov, Cand. Sci. (Med.), Head of the Department for Tissue Preservation and Graft Production with Operation Unit

3 Bolshaya Sukharevskaya Sq., Moscow 129090 

   

mironovas@sklif.mos.ruhttps://orcid.org/0000-0002-2184-2982МакаровМ. С.MakarovM. S.

Максим Сергеевич Макаров, канд. биол. наук, старший научный сотрудник отделения биотехнологий и трансфузиологии

129090, Москва, Большая Сухаревская пл., д. 3

Maksim S. Makarov, Cand. Sci. (Biol.), Senior Researcher of the Department of Biotechnologies and Transfusiology

3 Bolshaya Sukharevskaya Sq., Moscow 129090 

  

makarovms@sklif.mos.ruhttps://orcid.org/0000-0002-2523-6939ПономаревИ. Н.PonomarevI. N.

Иван Николаевич Пономарев, канд. мед. наук, старший научный сотрудник отделения биотехнологий и трансфузиологии

129090, Москва, Большая Сухаревская пл., д. 3

Ivan N. Ponomarev, Cand. Sci. (Med.), Senior Researcher of the Department of Biotechnologies and Transfusiology

3 Bolshaya Sukharevskaya Sq., Moscow 129090 

   

ponomarevin@sklif.mos.ruhttps://orcid.org/0000-0002-6075-6198КожановА. С.KozhanovA. S.

Андрей Сергеевич Кожанов, врач-рентгенолог

121059, Москва, Брянская ул., д. 3

Andrey S. Kozhanov, Radiologist

3 Bryanskaya St., Moscow 121059 

   

https://orcid.org/0000-0002-5864-5683БудаевА. А.BudaevA. A.

Антон Аркадьевич Будаев, научный сотрудник отделения биотехнологий и трансфузиологии

129090, Москва, Большая Сухаревская пл., д. 3

Anton A. Budaev, Research Associate of the Department of Biotechnologies and Transfusiology

3 Bolshaya Sukharevskaya Sq., Moscow 129090 

   

budaevaa@sklif.mos.ruГБУЗ «НИИ скорой помощи им. Н.В. Склифосовского ДЗМ»РоссияN.V. Sklifosovsky Research Institute for Emergency MedicineRussian FederationГБУЗ «НИИ скорой помощи им. Н.В. Склифосовского ДЗМ»; ФГАОУ ВО РНИМУ им. Н.И. Пирогова МЗ РФРоссияN.V. Sklifosovsky Research Institute for Emergency Medicine; N.I. Pirogov Russian National Research Medical UniversityRussian FederationООО «Сеть Семейных Медицинских Центров № 1» (Клиника «Семейная»)РоссияLLC "Network of Family Medical Centers No. 1" (Semeynaya Clinic)Russian Federation2024210320241614353Copyright © Офицеров А.А., Боровкова Н.В., Талыпов А.Э., Лещинская О.В., Кудряшова Н.Е., Миронов А.С., Макаров М.С., Пономарев И.Н., Кожанов А.С., Будаев А.А., 20242024Офицеров А.А., Боровкова Н.В., Талыпов А.Э., Лещинская О.В., Кудряшова Н.Е., Миронов А.С., Макаров М.С., Пономарев И.Н., Кожанов А.С., Будаев А.А.Ofitserov A.A., Borovkova N.V., Talypov A.E., Leshchinskaya O.V., Kudryashova N.E., Mironov A.S., Makarov M.S., Ponomarev I.N., Kozhanov A.S., Budaev A.A.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.jtransplantologiya.ru/jour/article/view/854Актуальность

Актуальность. При проведении костно-пластической трепанации черепа возникает необходимость в заполнении диастаза между костями свода черепа и выпиленным костным фрагментом. Трансплантаты на основе аллогенной костной крошки и аллогенного коллагена (костно-пластический материал) представляются перспективными для репарации плоских костей свода черепа в области диастаза.

Цель

Цель. Оценить безопасность и клиническую эффективность костно-пластического материала при проведении костно-пластической трепанации черепа.

Материал и методы

Материал и методы. Ретроспективное и проспективное клиническое исследование проводилось в НИИ СП им. Н.В. Склифосовского с участием 12 пациентов, находившихся на лечении в отделении неотложной нейрохирургии, которым была выполнена костно-пластическая трепанация черепа. Аллогенный костно-пластический материал готовили с использованием 0,7–0,9% раствора коллагена I типа и костной крошки с размером фракции 315–630 мкм. Костно-пластический материал применяли интраоперационно на краниопластическом этапе операции после выполнения основных этапов. Эффективность и безопасность применения костно-пластического материала оценивали в раннем и позднем послеоперационном периодах клинически и рентгенологически.

Результаты

Результаты. У обследованных пациентов в раннем послеоперационном периоде не было гнойных осложнений, болевого синдрома и выраженной отечности мягких тканей. При оценке компьютерной томографии пациентов группы сравнения (без костно-пластического материала) в раннем послеоперационном периоде визуализировались линии диастаза вдоль линии костного лоскута, у пациентов основной группы между костным фрагментом и черепом отчетливо визуализировался костно-пластический материал. На компьютерной томографии черепа через 6–9 месяцев и 12–18 месяцев в основной группе визуализировались признаки консолидации костной ткани. Рентгеновская плотность аутологичного костного лоскута в обеих группах не претерпевала видимых изменений на всех сроках наблюдения. В области диастаза значение рентгеновской плотности в основной группе было статистически значимо выше, чем в группе сравнения. Через 1–1,5 года у пациентов основной группы значения относительной рентгеновской плотности в области диастаза увеличивались в среднем в 1,95 раза (р<0,05), в то время как у пациентов без костно-пластического материала этот параметр значимо не менялся в течение всего срока наблюдения.

Выводы

Выводы. При проведении костно-пластической трепанации черепа с применением костно-пластического материала на основе аллогенных материалов у пациентов не было осложнений в раннем и позднем послеоперационном периоде. Наличие костно-пластического материала способствовало консолидации аутологичного костного лоскута и здоровой кости.

Introduction

Introduction. When performing osteoplastic craniotomy, there is a need to fill the diastasis between the skull bone and the explanted bone fragment. Grafts based on allogeneic bone chips and collagen (bone-plastic material) may be very effective for cranial bone repair in diastasis area.

Aim

Aim. To evaluate the safety and clinical efficacy of osteoplastic material during the osteoplastic craniotomy.

Material and methods

Material and methods. A retrospective and prospective clinical study was conducted at the N.V. Sklifosovsky Research Institute for Emergency Medicine and included 12 patients treated in Urgent Neurosurgery Department with diagnoses suggesting the need for craniotomy. Allogenic osteoplastic material was obtained from a 0.7-0.9% solution of type I collagen and spongy bone chips with a fraction size of 315-630 microns. Osteoplastic material grafts were used intraoperatively at the cranioplastic stage of the operation after the main stages had been completed. The efficacy and safety of the use of osteoplastic material were evaluated clinically and radiologically in the early postoperative period.

Results

Results. In the early postoperative period, the study patients had no pyo-septic complications, severe pain or soft tissue swelling. All patients were discharged from the hospital in satisfactory condition to be followed-up by the physician or neurologist at the out-patient facility. The computed tomography performed in the early postoperative period visualized the diastasis lines along the bone flap line in the comparison group patients (without osteoplastic material); and in the main group, the osteoplastic material was clearly visualized. At computed tomography of the skull performed after 6–9 months and after 2–18 months, the signs of bone tissue consolidation were visualized in the patients of the main group. The radiodensity of the autologous bone flap in both groups did not significantly change at any periods. In the diastasis area, the radiodensity of diastasis in the main group was significantly higher than in the comparison group. After 1-1.15 years the radiodensity values in the diastasis area increased by average of 1.95 times (p<0.05) in the patients of the main group, while in the patients without osteoplastic material, this parameter did not significantly change during the entire follow-up period.

Conclusions

Conclusions. In patients with intraoperative cranioplasty osteoplastic material grafts did not cause complications in the early and late postoperative period. Intraoperative cranioplasty performed with using osteoplastic allogeneic material caused no complications in either early or late postoperative periods. The presence of osteoplastic material contributed to the consolidation of the autologous bone flap and healthy bone.

костно-пластический материалдиастазрентгеновская плотностьконсолидация костиosteoplastic materialdiastasesradiodensitybone consolidationДанное исследование выполнено при поддержке гранта автономной некоммерческой организации «Московский центр инновационных технологий в здравоохранении», соглашение № 1603-22/23The study conduct was financially supported by the Grant from the Autonomous Non- profit Organization Moscow Center for Innovative Technologies in Healthcare, Agreement No. 1603-22/23ReferencesAndrabi S, Sarmast AH, Kirmani AR, Bhat AR. Cranioplasty: Indications, procedures, and outcome – an institutional experience. Surg Neurol Int. 2017;8:91. PMID: 28607825 https://doi.org/10.4103/sni.sni_45_17eCollection 2017Andrabi S, Sarmast AH, Kirmani AR, Bhat AR. Cranioplasty: Indications, procedures, and outcome – an institutional experience. Surg Neurol Int. 2017;8:91. PMID: 28607825 https://doi.org/10.4103/sni.sni_45_17eCollection 2017Corliss B, Gooldy T, Vaziri S, Kubilis P, Murad G, Fargen K. Complications after in vivo and ex vivo autologous bone flap storage for cranioplasty: a comparative analysis of the literature. World Neurosurg. 2016;96:510–515. PMID: 27647038 https://doi.org/10.1016/j.wneu.2016.09.025Corliss B, Gooldy T, Vaziri S, Kubilis P, Murad G, Fargen K. Complications after in vivo and ex vivo autologous bone flap storage for cranioplasty: a comparative analysis of the literature. World Neurosurg. 2016;96:510–515. PMID: 27647038 https://doi.org/10.1016/j.wneu.2016.09.025Liu L, Lu ST, Liu AH, Hou WB, Cao WR, Zhou C, et al. Comparison of complications in cranioplasty with various materials: a systematic review and meta-analysis. Br J Neurosurg. 2020;34(4):388–396. PMID: 32233810 https://doi.org/10.1080/02688697.2020.1742291Liu L, Lu ST, Liu AH, Hou WB, Cao WR, Zhou C, et al. Comparison of complications in cranioplasty with various materials: a systematic review and meta-analysis. Br J Neurosurg. 2020;34(4):388–396. PMID: 32233810 https://doi.org/10.1080/02688697.2020.1742291Alkhaibary A, Alharbi A, Alnefaie N, Oqalaa Almubarak A, Aloraidi A, Khairy S. Cranioplasty: a comprehensive review of the history, materials, surgical aspects, and complications. World Neurosurgery. 2020;139:445–452. PMID: 32387405 https://doi.org/10.1016/j.wneu.2020.04.211Alkhaibary A, Alharbi A, Alnefaie N, Oqalaa Almubarak A, Aloraidi A, Khairy S. Cranioplasty: a comprehensive review of the history, materials, surgical aspects, and complications. World Neurosurgery. 2020;139:445–452. PMID: 32387405 https://doi.org/10.1016/j.wneu.2020.04.211Morton RP, Abecassis IJ, Hanson JF, Barber J, Nerva JD, Emerson SN, et al. Predictors of infection after 754 cranioplasty operations and the value of intraoperative cultures for cryopreserved bone flaps. J Neurosurg. 2016;3(125):766– 770. PMID: 26771856 https://doi.org/10.3171/2015.8.JNS151390Morton RP, Abecassis IJ, Hanson JF, Barber J, Nerva JD, Emerson SN, et al. Predictors of infection after 754 cranioplasty operations and the value of intraoperative cultures for cryopreserved bone flaps. J Neurosurg. 2016;3(125):766– 770. PMID: 26771856 https://doi.org/10.3171/2015.8.JNS151390van de Vijfeijken SE, Münker TJ, Spijker R, Karssemakers LH, Vandertop WP, Becking AG, et al. Autologous bone is inferior to alloplastic cranioplasties: safety of autograft and allograft materials for cranioplasties, a systematic review. World Neurosurgery. 2018;117:443–452.e8. PMID: 29879511 https://doi.org/10.1016/j.wneu.2018.05.193van de Vijfeijken SE, Münker TJ, Spijker R, Karssemakers LH, Vandertop WP, Becking AG, et al. Autologous bone is inferior to alloplastic cranioplasties: safety of autograft and allograft materials for cranioplasties, a systematic review. World Neurosurgery. 2018;117:443–452.e8. PMID: 29879511 https://doi.org/10.1016/j.wneu.2018.05.193Офицеров А.А., Макаров М.С., Сторожева М.В., Боровкова Н.В., Пономарев И.Н. Оптимизация методики изготовления костно-пластического материала на основе коллагена человека 1-го типа и аллогенной костной крошки. Трансплантология. 2023;15(2):177–187. https:// doi.org/10.23873/2074-0506-2023-15-2177-187Ofitserov AA, Makarov MS, Storozheva MV, Borovkova NV, Ponomarev IN. Optimization of the technique for manufacturing the osteoplastic material based on type 1 human collagen and allogeneic bone chips. Transplantologiya. The Russian Journal of Transplantation. 2023;15(2):177–187. (In Russ.). https:// doi.org/10.23873/2074-0506-2023-15-2177-187Jain G, Blaauw D, Chang SJ. A comparative study of two bone graft Substitutes-InterOss® collagen and OCS-B collagen®. J Funct Biomater. 2022;13(1):28. PMID: 35323228 https://doi.org/10.3390/jfb13010028Jain G, Blaauw D, Chang SJ. A comparative study of two bone graft Substitutes-InterOss® collagen and OCS-B collagen®. J Funct Biomater. 2022;13(1):28. PMID: 35323228 https://doi.org/10.3390/jfb13010028Fan Q, Zeng H, Fan W, Wu T, Sun J, Yan Q, et al. Ridge preservation of a novel extraction socket applying Bio-Oss® collagen: an experimental study in dogs. J Dent Sci. 2021;16(3):831–839. PMID: 34141096 https://doi.org/10.1016/j.jds.2021.03.005Fan Q, Zeng H, Fan W, Wu T, Sun J, Yan Q, et al. Ridge preservation of a novel extraction socket applying Bio-Oss® collagen: an experimental study in dogs. J Dent Sci. 2021;16(3):831–839. PMID: 34141096 https://doi.org/10.1016/j.jds.2021.03.005Li J, von Campe G, Pepe A, Gsaxner C, Wang E, Chen X, et al. Automatic skull defect restoration and cranial implant generation for cranioplasty. Med Image Anal. 2021;73:102171. PMID: 34340106 https://doi.org/10.1016/j.media.2021.102171Li J, von Campe G, Pepe A, Gsaxner C, Wang E, Chen X, et al. Automatic skull defect restoration and cranial implant generation for cranioplasty. Med Image Anal. 2021;73:102171. PMID: 34340106 https://doi.org/10.1016/j.media.2021.102171Ryan A, Gleeson JP, Matsiko A, Thompson EM, O’Brien FJ. Effect of different hydroxyapatite incorporation methods on the structural and biological properties of porous collagen scaffolds for bone repair. J Anat. 2015;227(6):732– 745. PMID: 25409684 https://doi.org/10.1111/joa.12262Ryan A, Gleeson JP, Matsiko A, Thompson EM, O’Brien FJ. Effect of different hydroxyapatite incorporation methods on the structural and biological properties of porous collagen scaffolds for bone repair. J Anat. 2015;227(6):732– 745. PMID: 25409684 https://doi.org/10.1111/joa.12262Walsh W, Oliver RA, Christou C, Lovric V, Walsh ER, Prado GR, et al. Critical Size Bone Defect Healing Using Collagen–Calcium Phosphate Bone Graft Materials. PLoS ONE. 2017;12(1):e0168883. PMID: 28045946 https://doi.org/10.1371/journal.pone.0168883eCollection 2017Walsh W, Oliver RA, Christou C, Lovric V, Walsh ER, Prado GR, et al. Critical Size Bone Defect Healing Using Collagen–Calcium Phosphate Bone Graft Materials. PLoS ONE. 2017;12(1):e0168883. PMID: 28045946 https://doi.org/10.1371/journal.pone.0168883eCollection 2017Degidi M, Daprile G, Nardi D, Piattelli A. Buccal bone plate in immediately placed and restored implant with Bio-Oss® collagen graft: a 1-year follow-up study. Clin Oral Implant Res. 2012;24(11):1201–1205. PMID: 22882574 https://doi.org/10.1111/j.16000501.2012.02561.xDegidi M, Daprile G, Nardi D, Piattelli A. Buccal bone plate in immediately placed and restored implant with Bio-Oss® collagen graft: a 1-year follow-up study. Clin Oral Implant Res. 2012;24(11):1201–1205. PMID: 22882574 https://doi.org/10.1111/j.16000501.2012.02561.xWong R, Rabie A. Effect of BioOss® collagen and collagen matrix on bone formation. Open Biomed Eng J. 2010;4:71–76. PMID: 20461225 https://doi.org/10.2174/1874120701004010071Wong R, Rabie A. Effect of BioOss® collagen and collagen matrix on bone formation. Open Biomed Eng J. 2010;4:71–76. PMID: 20461225 https://doi.org/10.2174/1874120701004010071Barou O, Mekraldi S, Vico L, Boivin G, Alexandre C, Lafage-Proust MH. Relationships between trabecular bone remodeling and bone vascularization: a quantitative study. Bone. 2002;30(4):604– 612. PMID: 11934653 https://doi.org/10.1016/S8756-3282(02)00677-4Barou O, Mekraldi S, Vico L, Boivin G, Alexandre C, Lafage-Proust MH. Relationships between trabecular bone remodeling and bone vascularization: a quantitative study. Bone. 2002;30(4):604– 612. PMID: 11934653 https://doi.org/10.1016/S8756-3282(02)00677-4Zhang C, Liu J, Yao Y, Yu ECJ, Javier ML, Zhao Z, et al. Nano porous polycarbonate membranes stimulating cell adhesion and promoting osteogenic differentiation and differential mRNA expression. Biochem Biophys Res Commun. 2023;638:147–154. PMID: 36459878 https://doi.org/10.1016/j.bbrc.2022.11.022Zhang C, Liu J, Yao Y, Yu ECJ, Javier ML, Zhao Z, et al. Nano porous polycarbonate membranes stimulating cell adhesion and promoting osteogenic differentiation and differential mRNA expression. Biochem Biophys Res Commun. 2023;638:147–154. PMID: 36459878 https://doi.org/10.1016/j.bbrc.2022.11.022Shirosaki Y, Furuse M, Asano T, Kinoshita Y, Kuroiwa T. Skull bone regeneration using chitosan-siloxane porous hybrids-long-term implantation. Pharmaceutics. 2018;10(2):70. PMID: 29890682 https://doi.org/10.3390/pharmaceutics10020070Shirosaki Y, Furuse M, Asano T, Kinoshita Y, Kuroiwa T. Skull bone regeneration using chitosan-siloxane porous hybrids-long-term implantation. Pharmaceutics. 2018;10(2):70. PMID: 29890682 https://doi.org/10.3390/pharmaceutics10020070Sugimori E, Shintani S, Ishikawa K, Hamakawa H. Effects of apatite foam combined with platelet-rich plasma on regeneration of bone defects. Dent Mater J. 2006;25(3):591–596. PMID: 17076332 https://doi.org/10.4012/dmj.25.591Sugimori E, Shintani S, Ishikawa K, Hamakawa H. Effects of apatite foam combined with platelet-rich plasma on regeneration of bone defects. Dent Mater J. 2006;25(3):591–596. PMID: 17076332 https://doi.org/10.4012/dmj.25.591Zaed I, Cardia A, Stefini R. From reparative surgery to regenerative surgery: state of the art of porous hydroxyapatite in cranioplasty. Int J Mol Sci. 2022;23(10):5434. https://doi.org/10.3390/ijms2310543Zaed I, Cardia A, Stefini R. From reparative surgery to regenerative surgery: state of the art of porous hydroxyapatite in cranioplasty. Int J Mol Sci. 2022;23(10):5434. https://doi.org/10.3390/ijms2310543Stefini R, Esposito G, Zanotti B, Iaccarino C, Fontanella MM, Servadei F. Use of “custom made” porous hydroxyapatite implants for cranioplasty: postoperative analysis of complications in 1549 patients. Surg Neurol Int. 2013;4:12. PMID: 23493459 https://doi.org/10.4103/2152-7806.106290Stefini R, Esposito G, Zanotti B, Iaccarino C, Fontanella MM, Servadei F. Use of “custom made” porous hydroxyapatite implants for cranioplasty: postoperative analysis of complications in 1549 patients. Surg Neurol Int. 2013;4:12. PMID: 23493459 https://doi.org/10.4103/2152-7806.106290

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