Молекулярно-клеточные механизмы регуляции репаративного остеогенеза тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 00.00.00, доктор наук Костив Роман Евгеньевич

• Костив Роман Евгеньевич
• доктор наук
• 2022

Оглавление диссертации доктор наук Костив Роман Евгеньевич

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1.Гистофизиология репаративного остеогенеза

1.2.Значение остеогенерирующих факторов при заживлении

перелома

1.3. Клинические аспекты применения костных морфогенетических

белков

1.4.Остеоиндуктивные свойства малых молекул и их

фармакологическое действие

1.5. Дисфункция репаративного процесса при несращении

перелома

ГЛАВА 2. МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

2.1. Характеристика и изготовление биоактивных и биорезорбируемых покрытий на титановых имплантатах

2.2. Моделирование перелома бедренной кости крыс и установка титановых имплантатов с кальций-фосфатным и гидроксиапатитным покрытиями

2.3. Иммуногистохимические методы исследования

2.4. Морфометрия, количественная и статистическая обработка

данных

ГЛАВА 3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

3.1. Морфогенез сращения перелома бедренной кости крыс при установке титановых имплантатов с биоактивным покрытием

3.2. Состояние морфогенетических белков в костной ткани крыс на поверхности имплантатов с кальций-фосфатным и гидроксиапатитным покрытием

3.3. Динамика обновления клеточных популяций на поверхности

титановых имплантатов с биоактивным и биорезорбируемым покрытием

3.4. Характеристика репаративных факторов в костной ткани крысы

3.5. Топография морфогенетических белков и факторов апоптоза в костной ткани человека

3.6. Состояние остеогенерирующих молекул и факторов апоптоза

при нарушении консолидации перелома

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

ВЫВОДЫ

ЛИТЕРАТУРА

СПИСОК ОСНОВНЫХ СОКРАЩЕНИЙ

ИБП - имплантат с биорезорбируемым покрытием

КМЕ - костная метаболическая единица

МОМ - малые остеоиндуктивные молекулы

МСК - мезенхимальные стволовые клетки

ПЭО - плазменное электролитическое оксидирование

ССК - стромальные стволовые клетки

ИЛ-1, ИЛ-6, ИЛ-11, ИЛ-18 - интерлейкины -1, -6, -11,

aFGF - кислый фактор роста фибробластов

ABGS - аутологичный заменитель костного трансплантата (autologous bone graft substitute)

ALK5 - ген рецепторного белка серин/треонин киназы BDNF - нейротрофический фактор мозга (brain-derived neurotrophic factor) ВМР - костные морфогенетические белки (bone morphogenic proteins) Bcl-2 - противоапоптотический фактор Bcl-2

Cbfa1 - фактор транскрипции остеобластогенеза (Core-binding factor alpha 1)

COX2 - циклооксигеназа-2

CSF-1 - колониестимулирующий фактор-1

FGF - фактор роста фибробластов (fibroblast growth factor)

GDF1 - ростовой фактор дифференцировки-1 (growth differentiation factor-1)

GDF-8 - ростовой фактор дифференцировки-8 (growth differentiation factor-8)

GSK-3 - гликоген-синтаза киназа 3 (glycogen synthase kinase 3)

HAS2 - ген гиалуронансинтазы

IGF - инсулиноподобный фактор роста (insulin-like growth factor) IL-6 - интерлейкин

LEF1 - ген лимфоидного энхансер-связывающего фактора

MAPK - митоген-активируемая протеинкиназа (mitogen-activated protein

kinase)

Mdm2 - противоапоптотический фактор Mdm2 (mouse double minute 2 homolog)

MMP2 - матриксная металлопротеиназа-2 (matrix metalloproteinase-2)

mTOR - мишень рапамицина млекопитающих (mammalian target of rapamycin)

NGF - фактор роста нервов (nerve growth factor)

OPG - остеопротегерин

PLC-y - фосфолипаза С-у

PCNA - ядерный антиген пролиферирующих клеток p53 - проапоптотический белок p53

PDGF - тромбоцитарный фактор роста (platelet-derived growth factor)

PHD3 - домен 3 4-пролил-гидроксилаза

rhBMP - рекомбинантный костный морфогенетический белок

RANKL - лиганд активатора ядерного фактора каппа-бета

SDF-1 - фактор стромальных клеток-1

SOX9 - ген фактора транскрипции SOX-9

TGF-ß - трансформирующий фактор роста-ß (transforming growth factor beta)

TNF-a - фактор некроза опухоли-a (tumor necrosis factor alpha)

PI3K/Akt - фосфоинозитид 3-киназа/протеин киназа B (phosphoinositide

kinase/protein kinase B) VEGF - сосудистый эндотелиальный фактор роста (vascular endothelial growth factor)

Wnt - гены белков семейства wnt

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Молекулярно-клеточные механизмы регуляции репаративного остеогенеза»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы и степень её разработанности. Механизмы регуляции репаративного остеогенеза остаются центральной проблемой гистофизиологии и восстановительной травматологии. Начиная с пионерных работ Левандера и Уриста (Levander, 1964; Urist, 1965) и после открытия семейства костных морфогенетических белков (BMP), сложилось целостное представление о системе сложных молекулярно-клеточных взаимодействий, обеспечивающих непрерывное ремоделирование кости в процессах физиологической и репаративной регенерации (Li et al., 2016; Suh et al., 2019; Ripamonti, 2018; Xiao et al., 2020; Agirdil, 2020).

Согласно новейшим концепциям, остеогенез возникает в результате регуляции остеогенных клеток системой циркулирующих цитокинов и их рецепторов RANKL-RANK-остеопротегерин (Rao et al., 2018; Infante et al,

2019). Сигнальные межклеточные отношения реализуются также при травме или переломе кости посредством выработки специальных мессенджеров и факторов транскрипции (Alk5, Cbfa1, Sdf-1), трофических и ростовых молекул (BMP, VEGF, TGF-P, FGF). Они интегрируют деятельность мезенхимальных стволовых клеток, остеобластов, хондроцитов и сосудов из их ближайшего микроокружения (Garg et al., 2017; Vander Ark, 2018; Salmon et al., 2020). На всех этапах сращения перелома морфогенетические молекулы контролируют активность пролиферации и дифференцировки остеогенного пула, повышают синтез коллагена и остеокальцина, ускоряют минерализацию внеклеточного матрикса, а также модулируют активацию остеокластов (Toosi, Behravan,

2020).

Эффективность репарации костной ткани определяется не только сбалансированной вовлеченностью в процесс всех её структурно-функциональных компартментов, но также возможностью влияния с помощью различных остеоиндуктивных и остеокондуктивных сред. Ретроспективный анализ показывает, что такие попытки предпринимались не раз и на весьма

различных теоретических основах (Aravamudhan et al., 2013; Zhao et al., 2018; Rather et al., 2019). В настоящее время эта задача решается, главным образом, в модельных экспериментах с использованием аутотрансплантатов, индуцированных стволовых клеток и остеопластических материалов, обогащенных факторами роста (Desai et al., 2015; Kowalczewski, Saul, 2018; Baldwin et al., 2019; Moussa, Dym, 2020). В целом они стимулируют пролиферацию и выполняют роль матрицы, на которой происходит новообразование кости. Однако главная проблема этих изысканий заключается в биосовместимости используемых материалов и недостаточной избирательностью их действия на конкретные популяции клеток костного регенерата. Кроме того, остеоиндуктивные факторы не всегда оптимизируют сращение переломов, поскольку ростовые молекулы могут вызывать синергичные, взаимообратные или взаимоисключающие клеточные эффекты (Economou, Hill, 2020).

Практическая и теоретическая значимость полученных результатов имеет ещё одно важное методическое ограничение, препятствующее остеорепаративному процессу при моделировании перелома. Оно связано с необходимостью надлежащей консолидации или остеосинтеза межотломкового пространства. Попытки совместить это условие с постоянным подведением остеоиндуктивного фактора не всегда находит адекватное практическое воплощение (Haumer et al., 2018). Значительный прогресс в решении этой дилемы представляют имплантаты титановых и магниевых сплавов с биоактвными и биорезорбируемыми покрытиями, позволяющие обеспечить постоянный источник остеоиндуктивного эффекта и сохранить механическую прочность в течение всего времени восстановления кости (Bencharit et al., 2019; Rosenberg et al., 2019).

Функционирование имплантата зависит от реакции окружающей ткани, обусловливающей быстрое заживление и последовательность стадий остеогенеза. Особое внимание уделяется разработке пористых поверхностных структур, увеличивающих площадь соединения материала с тканью и

усиливающих механический эффект сцепления в зоне контакта (Гнеденков и др., 2012; Weir, Xu, 2010). Кроме того, такая поверхность обладает повышенным уровнем химической активности, что ускоряет процесс резорбции материала и проникновения тканевых элементов в его пористость. Повсеместное распространение фосфатов кальция в костной ткани наделяет их мощным остоиндуктивным эффектом (Псахье и др., 2014; Казанин и др,, 2015; Ахтямов и др, 2020; Raina et al., 2018). Ионы напрямую воздействуют на индуцибельные гены стромальных стволовых клеток и остеобластов (Mehta et al., 2012). Их также можно рассматривать как мощный эпигенетический фактор костной репарации, интегрирующий множество сигнальных путей с полифункциональным назначением (Zhang et al., 2020).

Однако вопрос о влиянии кальций-фосфатных ионов на секрецию эндогенных морфогенетических факторов и состояние остеогенерирующих клеток остаётся открытым. В этом контексте особый интерес представляют данные об экспрессии BMP, сосудистого эндотелиального фактора роста (VEGF) и трансформирующего фактора роста-02 (TGF-02), которые инициируют, поддерживают и завершают репаративный остеогенез (Chen et al., 2012). Не известно также значение кальций-фосфатных ионов в регуляции обновления клеток травмированной кости. С этих позиций приобретают особую актуальность исследования динамики пролиферации и апоптоза в костной ткани на поверхности имплантатов с кальций-фосфатным и гидроксиапатитным покрытиями.

Качество репаративного остеогенеза зависит от соотношения пролиферативных, трофических и цитодеструктивных явлений в участке сращения перелома. Этот процесс отчасти поддерживается механической стабилизацией костных отломков, препятствующей развитию хронического воспаления (Elliott et al., 2016; Herberg et al., 2019). Однако известны случаи несращения переломов у человека, этиопатогенетическое обоснование которых нуждается в более глубоком молекулярно-клеточном анализе костного регенерата (Toosi et al., 2018). Понимание этих процессов

осложняется недостаточностью сведений о топографии и полиморфизме различных морфогенетических белков и факторов апоптоза в костной ткани человека при консолидированных и несращенных переломах.

Наконец, несмотря на значительный прогресс в исследовании регуляторной роли морфогенетических белков в клетках костной ткани, сведения о их состоянии при различных формах сращений переломов имеют, зачастую, фрагментарный и противоречивый характер. Это в значительной степени объясняется структурно-функциональной лабильностью клеток при восстановлении повреждения и чрезвычайной чувствительностью к механическим и остеоиндуктивным воздействиям. Проблема разработки методов надежной фармакологической коррекции этих нарушений настоятельно требует изучения пространственно-временной динамики экспрессии ростовых факторов и их влияния на жизнеспособность отдельных типов клеток костного регенерата.

Цель исследования: Установить закономерности регуляции репаративного остеогенеза на поверхности металлических имплантатов с биоактивными покрытиями и исследовать состояние остеогенерирующих факторов при переломах длинных трубчатых костей.

Задачи исследования:

1. Создать экспериментальную модель восстановления перелома кости с использованием титановых имплантатов с биоактивными кальций-фосфатным и гидроксиапатитным покрытиями.

2. Провести морфологический анализ динамики заживления перелома бедренной кости при установке имплантатов с остеоиндуктивными свойствами.

3. Исследовать динамику экспрессии костных морфогенетических белков (ВМР-2), сосудистого эндотелиального фактора роста (VEGF) и трансформирующего фактора роста-02 (TGF-p2) на всех этапах

сращения перелома бедренной кости крыс при установке имплантата с биорезорбирумыми кальций-фосфатным и гидроксиапатитным покрытиями.

4. Картографировать локализацию камбиальных элементов бедренной кости крысы и дать оценку пролиферативной и апоптотической активности клеток в участках репаративного остеогенеза при установке титановых имплантатов с кальций-фосфатным покрытием при экспериментальном переломе.

5. Выяснить локализацию ростовых молекул и факторов апоптоза в интактной костной ткани человека и крыс.

6. Дать сравнительную характеристику экспрессии морфогенетических молекул (ВМР-2, VEGF, TGF-P1), про- и противоапоптотических факторов (каспаза-3, р53, Вс1-2, Мёш2, ТЫБ-а) в костной ткани человека при консолидированных и несращенных переломах длинных трубчатых костей.

7. На основе полученных результатов и при их сопоставлении с данными литературы сформулировать обобщенную концепцию молекулярно-клеточных механизмов действия остеоиндуктивных и регуляторных факторов в условиях репаративного остеогенеза.

Научная новизна

В настоящей работе впервые разработана модель закрытого перелома диафизарной части бедренной кости, изучена динамика, особенности и закономерности репаративной регенерации с использованием двух типов имплантатов: стандартных титановых винтов марки титана ВТ-6 и аналогичных имплантатов с нанесенными биоактивными биорезорбируемыми кальций-фосфатным и гидроксиапатитным покрытиями.

Впервые показаны эффекты титановых имплантатов с кальций-фосфатным и гидроксиапатитным покрытиями на экспрессию

морфогенетических факторов в избирательных популяциях клеток костного регенерата и их содержание в разные сроки сращения перелома.

Впервые современными методами выполнено комплексное исследование пролиферативных и апоптотических процессов в клетках костного регенерата, дана им детальная сравнительная морфологическая и цитохимическая характеристика при экспериментальной установке имплантатов с остеоиндуктивными свойствами.

Впервые в костной ткани человека установлено количественное представительство мезенхимальных стволовых клеток, остеобластов, хондробластов и остеокластов, экспрессирующих морфогенетические и апоптотические факторы.

Впервые проведено изучение качественных и количественных параметров локализации костных морфогенетических белков, сосудистого эндотелиального фактора роста и трансформирующего фактора роста-02 в участке несращения переломов длинных трубчатых костей у человека. Показана прямая корреляция топографии этих маркеров с распространенностью апоптоза остеогенерирующих клеток.

Теоретическая и практическая значимость работы

Приведенные в работе систематизированные данные о структурно -функциональной характеристике репаративного процесса в кости при установке титановых имплантатов с биоактивными и биорезорбируемыми покрытиями восполняют существующий в этой области знаний пробел. Результаты исследования топографических взаимоотношений между клетками костного регенерата, экспрессирующих различные факторы роста, необходимы для выяснения принципов остеоиндуктивного действия кальций-фосфатных соединений.

Установленные в настоящей работе данные об идентичности паттернов распределения морфогенетических и апоптотических факторов в костной ткани человека и крыс позволяют рассматривать последние как адекватную модель для доклинических исследований механизмов сращения переломов и действия остеогенерирующих препаратов.

Полученные сведения по регуляторной роли биоактивных покрытий на пролиферацию и апоптоз, а также установление взаимосвязи этих феноменов с секрецией ВМР-2, VEGF и TGF-p2 представляют исключительную значимость для разработки индуктивных и кондуктивных систем управляемой регенерации костной ткани. Эффективность действия данных систем подтверждается экспериментально модулирующим влиянием кальций-фосфатных и гидроксиапатитных покрытий на репаративный ангио- и остеогенез, подчеркивает необходимость клинической трансляции этих многообещающих соединений.

Предложенная в работе морфогенетическая концепция несращения переломов длинных трубчатых костей способствует пониманию молекулярно-клеточных основ патогенеза этих дисфункций и открывает перспективы для их рациональной коррекции в комбинации с восстановительной стабилизацией и оперативным лечением.

Изложенные в работе сведения являются оригинальным вкладом в развитие единой теории регуляции репаративного остеогенеза и могут быть использованы для совершенствования дальнейших научных исследований в области морфологии и остеологии, сравнительной патобиохимии и патофизиологии, клинической и экспериментальной травматологии и ортопедии. Данные о значении апоптоза и альтерации костных морфогенетических белков при неконсолидированных переломах трубчатых костей необходимы для поиска и оценки фармакологических препаратов направленного действия в терапевтической коррекции этих нарушений.

Методология и методы исследования

Диссертация представляет комплексное научное исследование. Методология работы базируется на системном анализе и концептуальном подходе в изучении регуляции репаративного остеогенеза.

Основу диссертационной работы составляет концепция о молекулярно-клеточном взаимодействии наноструктурных материалов в костной ткани при реализации остеоиндуктивной функции. Данная концепция строится на принципе приемственности остеоиндуктивных и репаративных механизмов, который выражает фундаментальное свойство регенераторного потенциала тканевых систем при сращении переломов и её дисфункции. Стратегия клинико-морфологического исследования выстроена на основе предварительной гипотезы о дисбалансе протективных и цитодеструктивных процессов в костном регенерате при неконсолидированных переломах.

В соответствии с поставленными целью и задачами исследования были разработаны этапы выполнения диссертационной работы, определены объекты и методы исследования. Изучение качественных и количественных показателей, характеризующих процесс сращения перелома и перестройки костного регенерата, проводилось на основе структурно-функционального анализа моделируемого перелома бедренной кости у 97 крыс. В области диафизарного перелома экспериментальных животных устанавливался титановый имплантат с нанесенным кальций-фосфатным и гидроксиапатитным покрытием. Работа проводилась согласно правилам Междисциплинарного комитета по этическе ФГБОУ ВО ТГМУ Минздрава России и директиве 2010/63/Еи Европейского союза, определяющей принципы бережного обращения с экспериментальными животными. Интраоперационный материал костного регенарата консолидированных и несращенных переломов длинных трубчатых костей человека получали при предварительном согласии пациентов.

Для достижения цели диссертационной работы и решения сформулированных задач применялись наноструктурные,

иммуноцитохимические, морфологические, морфометрические и микроскопические методы исследования. Доказательная база диссертационной работы строится на основе анализа более 100 микрофотографий и скрупулезной статистической обработки данных количественного исследования.

Положения, выносимые на защиту

1. Имплантация титановых винтов с биоактивным кальций-фосфатным покрытием вызывает характерные морфологические и цитохимические изменения в участке перелома кости, является полезной моделью регуляции репаративного остеогенеза.

2. Репаративные процессы в костной ткани обусловлены кооперативным взаимодействием клеток остеобластического дифферона с гетерогенной и гетерохронной экспрессией морфогенетических белков и факторов апоптоза.

3. Остеоиндуктивные свойства кальций-фосфатного покрытия на титановых имплантатах реализуются через альтерацию экспрессии морфогенетических белков и факторов апоптоза в клетках костного регенерата.

4. Несращение переломов длинных трубчатых костей у человека является нарушением репаративного остеогенеза, возникает вследствие цитотоксического эффекта при дисбалансе апоптоза и морфогенетических факторов в клетках костного регенерата.

5. На основании полученных данных по распределению морфогенетических, пролиферативных и апоптотический молекул в костной ткани человека и экспериментальных животных создано

представление об управляемой репарации кости при консолидированном переломе.

Степень достоверности результатов и апробация работы

Степень достоверности результатов исследования определяется достаточным и репрезентативным объемом выборки данных, полученных при исследовании материала экспериментальных животных и человека. В соответствии поставленным задачам в работе используются современные методы анализа и статистической обработки результатов. Сформулированные в диссертации выводы логически вытекают из результатов анализа разноплановых экспериментальных, клинических, гистологических и иммуноцитохимических исследований. Объем материала достаточный для получения достоверных результатов.

Основные результаты диссертации были представлены на XIV Международном Тихоокеанском Конгрессе с международным участием (Владивосток, 2017 г.), Международной научно-практической конференции «Современные проблемы развития фундаментальных и прикладных наук» (Прага, 2016 г.), Международной конференции по нанотехнологиям и исследованию наноструктурных меатериалов (Владивосток, 2017 г.), ШП-Х Дальневосточном медицинском конгрессе «Человек и лекарство» (Владивосток, 2009-2013 гг.).

Личный вклад автора

Автором диссертации обоснованы цель, задачи и методология исследования, выполнен обзор литературы, сформулированы выводы и положения, выносимые на защиту, осуществлялось планирование, выбор и обоснование методик исследования, сбор, обработка, интерпретация данных, статистическая обработка результатов с применением современных методов

математического анализа. Автором проведен весь объем экспериментальной работы по установке титановых имплантатов с кальций-фосфатными биорезорбируемыми покрытиями, выполнено гистологическое и иммуноцитохимическое исследование образцов.

Публикации

По теме диссертации опубликовано 22 научных работы, в том числе 7 статей в научных журналах и изданиях, входящие в международные базы цитирования Scopus и Web of Science и 11 статей, включенных в «Перечень ведущих рецензируемых научных журналов и изданий, в которых должны быть опубликованы основные научные результаты диссертаций на соискание ученой степени доктора и кандидата наук», утвержденных ВАК.

Объем и структура диссертации

Диссертация состоит из введения, обзора литературы, главы с описанием материалов и методов исследования, шести глав собственных исследований, заключения, выводов и библиографического указателя.

Объём диссертации включает 203 страницы машинописного текста, 12 таблиц, 55 рисунков, включающих 103 микрофотографии, 10 графиков и 3 схемы. Список литературы состоит из 300 источников.

Диссертация выполнена при финансовой поддержке Российского научного фонда (грант № 14-33-00009) и на средства грантов ФГБОУ ВО ТГМУ Минздрава России за 2019 и 2020 гг.

ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1. Гистофизиология репаративного остеогенеза

Тканевое и органное развитие кости проходит несколько этапов, в основе которых лежат различные гистогенетические и молекулярные процессы. Они включают прямую интрамембранную оссификацию, возникающую из стволовых предшественников мезенхимы и непрямое энхондральное окостенение, замещающее хрящевую «модель» будущей кости. Физиологические и репаративные перестройки кости происходят постоянно в результате тесных и тонко сбалансированных взаимосвязей остеобластов и остеокластов (Некачалов, 2000). Эти отношения складываются благодаря различным контактным взаимодействиям клеток, а также избирательному сигналингу с помощью многочисленных мессенджеров и трофических факторов. Регуляция описанных механизмов играет ключевую роль в восстановлении кости, а также в патологических ситуациях, связанных с несращением переломов (Marsell, Einhorn, 2011).

Камбиальные ниши костного мозга содержат стромальные стволовые клетки и клетки-предшественники остеобластов вокруг кровеносных сосудов (Worthley et al., 2015). Их популяция функционирует в тандеме с периостальным пулом остеобластов, которые подобно перицитам, мигрируют в участки заживления перелома по ходу врастающих сюда кровеносных сосудов (Maes et al., 2010). Сосудистый морфогенез также обеспечивает пространственный и функциональный шаблон для остеогенеза в процессе развития и постнатального роста. На раннем этапе развития образование гипоксических областей за счет потери кровеносных сосудов является важным этапом, который позволяет формировать мезенхимальные уплотнения и хрящевые модели эндохондральных костей (Amarilio et al., 2007). Мезенхима здесь продуцирует VEGF, который регулирует морфогенез сосудов в тканях, окружающих области хондрогенеза (Попов, 2010; Eshkar-Oren et al., 2009). Во

время постнатального роста пластинки гаверсовых каналов формируются вокруг кровеносных сосудов и нервов (Гололобов и др., 2011), а метафизарная трабекулярная кость - вокруг сосудистой сети, которая проникает в гипертрофированный хрящ в постнатальных точках окостенения (Maes, 2013). Таким образом, паттерны остео- и ангиогенеза - взаимосвязанные процессы, повторяющие в механизме репарации историю своего онтогенетического развития (Clarkin, Gerstenfeld, 2013; Gomez-Barrena et al., 2015).

Известно несколько вариантов репаративного остеогенеза. Самой частой его формой является непрямое сращение перелома с непременным воспалительно-пролиферативным образованием - костного регенерата или костной мозоли. В этом случае не требуется анатомическая репозиция и жесткая стабилизация костных отломков. Формирование мозоли также наблюдается при консервативном лечении и интрамедуллярном остеосинтезе. Данный тип сращения стимулируют механические воздействия на кость, давление веса тела и подвижность непосредственно в участке перелома. Однако избыточные нагрузки, особенно сопровождающиеся гипоксией и/или гипервоспалением, часто ведут к несращению перелома с образованием ложного сустава (Кирилова., 2019).

Непрямое сращение перелома обеспечивает сочетание энхондральной и интрамембранной оссификации. В ответ на травму вокруг костных отломков возникает гематома из элементов периферической и интрамедуллярной крови, а стремительно развивающаяся воспалительно-пролиферативная реакция, становится основой для образования будущей костной мозоли. Острое воспаление способствует коагуляции плазмы в фокусе гематомы, организует клеточный «прообраз» костной мозоли. Запуск процесса происходит в первые сутки после перелома и обретает окончательное развитие в течение недели (Еманов и др., 2015).

Динамика воспалительно-клеточных модификаций в области перелома сопровождается выбросом различных интерлейкинов (ИЛ-1, ИЛ-6, ИЛ-11, ИЛ-18), макрофагальных цитокинов, сосудистых пролиферативных факторов и

фактора некроза опухоли-а (TNF-а). Всплеск активности TNF-a достигает пиковых значений в течение 24 часов и постепенно снижается на третьи сутки после перелома. Именно в это время происходит массивная дифференцировка остеобластов из стромальных стволовых клеток костного мозга и остеокластов из моноцитов очага гематомы. Имеются данные, указывающие на лидирующее значение TNF-a в организации этих процессов (Poniatowski et al., 2015). Их также опосредуют специфические рецепторы TNFR1 и TNFR2 на поверхности мембраны остеобластов и остеокластов. Действие рецепторов взаимодополнительно: если TNFR1 всегда активен в костной ткани, то второй тип (TNFR2) экспрессируется только при посттравматическом воспалении. И не случайно за ним закрепилось название «репаративного рецептора» (Giannoudis, Einhorn, 2010). Метаболический фон для экспрессии TNF-a создают ИЛ-1 и ИЛ-6. Макрофагальная форма ИЛ-1 секретируется в острой фазе воспаления в период образования хрящевой мозоли, влияет на остеобласты, побуждая их синтезировать ИЛ-6. Последний, в свою очередь, опосредует выработку VEGF, участвует в ангиогенезе и специализации остеогенных клеток (Стогов и др., 2016; Claes et al., 2012).

Критической стадией в заживлении перелома остается преобразование стромальных стволовых клеток в остеогенные. Их пролиферацию и дифференцировку регулируют различные трофические и ростовые молекулы, которые активируют специфические сигнальные пути. Главным участником процесса здесь являются костные морфогенетические белки ВМР-2 и ВМР-7. В репаративном процессе они воспроизводят каскад клеточных событий, связанных с формированием эмбриональной костной ткани (Dumic-Cule et al., 2018). При энхондральном сращении перелома миграцию стволовых клеток индуцирует фактор стромальных клеток-1 (SDF-1). По данным иммуноцитохимических исследований экспрессия данных факторов всегда повышается в участке перелома, надкостнице и межотломковом пространстве (Hollinger et al., 2008; Jain Et al., 2013).

Современные представления о механизмах репаративного остеогенеза рассматривают его как стадийный процесс постепенного замещения мягкой мозоли хрящевой тканью с последующим энхондральным окостенением. Основу мягкой мозоли формирует рыхлая соединительная ткань, пропитанная фибрином из остатков первичной гематомы вокруг зоны перелома. У животных этот процесс занимает от 7 до 9 суток и переходит в интрамембранозную оссификацию. Последняя появляется сначала в виде разрозненных фрагментов под надкостницей, затем разрастается до сплошных очагов, постепенно замещающих мягкую мозоль. В этот момент в зоне перелома и окружающей ткани активируются многочисленные стволовые клетки. Они поступают, главным образом, из ближайшего пула костного мозга и рыхлой волокнистой ткани надкостницы, а также заносятся сюда кровотоком из отдаленных очагов гемопоэза. Процесс оссификации синхронизирован с наработкой коллагена 1 и 2 типов и регулируется продукцией ТОБ-Р и ВМР. Причем, ТСЕ-р2 и ТОБ-рЗ поддерживают хондрогенез и замещение хряща костными пластинами, а пролиферацию стволовых предшественников вызывают ВМР-5 и ВМР-6. В конечном итоге мягкая мозоль становится упругой и является матрицей для последующих процессов неоангиогенеза и минерализации (рисунок 1).

Список литературы диссертационного исследования доктор наук Костив Роман Евгеньевич, 2022 год

ЛИТЕРАТУРА

1. Аврунин, А.С. Остеоцитарное ремоделирование: история вопроса, современные представления и возможности клинической оценки / А.С. Аврунин // Травматология и ортопедия России. - 2012. - № 1. - С. 128134.

2. Аврунин, А.С. Зависимость остеогенного эффекта от характеристик механических нагрузок костных структур / А.С. Аврунин, А.А. Докторов // Травматология и ортопедия России. - 2016. - Т. 22, № 2. - С. 88-100.

3. Автандилов, Г.В. Медицинская морфометрия / Г.В. Автандилов. - М.: Медицина, 1990. - 384 с.

4. Анализ регенеративного процесса в области перелома большеберцовой кости (экспериментальное исследование) / И.Ф. Ахтямов [и др.] // Травматология и ортопедия России.- 2010. - Т. 22, № 1. - С. 100-107.

5. Арсентьева, Е.В. Остеогенные факторы роста и перспективы их применения в клинике / Е.В. Арсентьева, Д.И. Полякова // Вестник Башкирского государственного медицинского университета. - 2020. -№ 3. - С. 12-19.

6. Барабаш, А.П. Сравнительная характеристика методов остеосинтеза у пациентов с оскольчатыми переломами диафиза бедренной кости / А.П. Барабаш, С.П. Шпиняк, Ю.А. Барабаш // Травматология и ортопедия России 2013. Т. 68, № 2. - С.116-124.

7. Бартов, М.С. Остеопластические препараты нового поколения "Гамалант", содержащие факторы роста и регенерации костной ткани / М.С. Бартов, А.С. Карягина, А.В. Громов // Кафедра травматологии и ортопедии. - 2012. - № 2. - С. 21-25.

8. Берченко, Г.Н. Биология заживления переломов кости и влияние биокомпозиционного наноструктурированного материала Коллапан на активизацию репаративного остеогенеза / Г.Н. Берченко // Медицинский алфавит. Больница. - 2011. - № 1. - С. 14-19.

9. Биоинертные наноструктурные и ультрамелкозернистые металлы для медицины / Ю.П. Шаркеев [и др.]. // Биокомпозиты на основе кальцийфосфатных покрытий, наноструктурных и ультрамелкозернистых металлов, их биосовместимость и биодеградация / под ред. Н.З. Ляхова. - Томск: Издательский Дом Томского государственного университета, 2014а. - С. 24-85.

10. Влияние компонентов на основе ионов лантаноидов и кальция на плотность костной ткани при переломе бедренной кости у животных / И.Ф. Ахтямов [и др.] // Травматология и ортопедия России. - 2020. -Т. 26, №1. - С. 138-146.

11.Выхованец, Е.П. Концентрация некоторых остеотропных факторов роста и маркеров остеогенеза в крови соматически здоровых детей и взрослых / Е.П. Выхованец, С.Н. Лунева, Н.В. Накоскина // Физиология человека. - 2019. - Т. 45, № 1. - С. 97-103.

12.Гайко, Г.В. Факторы риска развития ложных суставов бедренной кости / Г.В. Гайко, Р.А Козак // Политравма. - 2012. - № 4. - С.14-18.

13.Гололобов, В.Г. Скелетные ткани и органы / В.Г. Гололобов, Н.В. Дедух, Р.В. Деев // Руководство по гистологии 2-е изд. / под ред. Р.К. Данилова. - СПб., Спецлит, 2011. - Т. 1. - С. 203-319.

14.Григорьян, А.С. Проблемы интеграции имплантатов в костную ткань (теоретические аспекты) / А.С. Григорьян, А.К. Топоркова. - М.: Техносфера, 2007. - 128 с.

15.Дубиков, А.И. Апоптоз как фактор организации аутоиммунного воспаления при ревматоидном артрите / А.И. Дубиков, С.Г. Калиниченко, Н.Ю. Матвеева // Современная ревматология. -2019. - Т. 13, № 3. - С. 95-101.

16.Едранов, С.С. Экспрессия факторов дифференцировки СБ44, СБ29 и остеокальцина в альвеолярной кости при накостной фиксации свободного десневого трансплантата / С.С. Едранов, Н.Ю. Матвеева,

С.Г. Калиниченко // Российский стоматологический журнал. - 2020. - Т. 24, № 3. - С. 164-170.

17.Еманов, А.А. Структурная реорганизация суставного хряща и синовиальной оболочки коленного сустава при лечении диафизарных переломов бедренной кости методом блокирующего интрамедуллярного остеосинтеза (экспериментально-морфологическое исследование) / А.А. Еманов, Т.А. Ступина, Н.И. Антонов // Травматология и ортопедия России. - 2015. - № 1. - С. 66-73.

18. Зайцев, В.В. Костные морфогенетические белки (ВМР): общая характеристика, перспективы клинического применения в травматологии и ортопедии / В.В. Зайцев, А.С. Карягина, В.Г. Лунин // Вестник травматологии и ортопедии им. Н.Н. Приорова. - 2009. - № 4. -С. 79-84.

19.Залетаев, В.В. Эпигенетическая регуляция экспрессии генов на ранних стадиях развития и в эмбриональных стволовых клетках / Д.В. Залетаев, М.В. Немцова, В.В. Стрельников // Биология стволовых клеток и клеточные технологии. Том. 1. / под ред. М.А. Пальцева. - М.: Медицина, 2009. - С. 107-140.

20.Зуев, П.П. Блокируемый интрамедуллярный остеосинтез при лечении последствий переломов бедренной кости [Электронный ресурс] / П.П. Зуев, А.П. Барабаш, Ю.А. Барабаш // Современные проблемы науки и образования. - 2017. - № 5. - Режим доступа: http://www.science-education.ru/ru/article/view?id=26736, свободный. - Заглавие экрана (дата обращения: 23.11.2019).

21. Исследование остеокондуктивных свойств гранулированного стеклокерамического материала "биосит" в эксперименте / А.Б. Аболин [и др.] // Травматология и ортопедия России. - 2008. - № 4. - С. 67-71.

22. Калиниченко, С.Г. Ангиогенное и цитопротективное влияние основного фактора роста фибробластов в фокусе экспериментальной

церебральной ишемии / С.Г. Калиниченко, С.П. Щава, Н.Ю. Матвеева // Тихоокеанский медицинский журнал. - 2009. - № 2. - С. 66-69.

23.Калиниченко, С.Г. Морфологическая характеристика апоптоза и его значение в нейрогенезе / С.Г. Калиниченко, Н.Ю. Матвеева // Морфология. - 2007. - Т. 131, № 2. - С. 16-28.

24.Калиниченко, С.Г. Нейротрофический фактор мозга (ВБКБ) как регулятор апоптоза в условиях фокального экспериментального инсульта / С.Г. Калиниченко, Н.Ю. Матвеева, А.В. Коробцов // Бюлл. эксп. биол. и мед. - 2020. - Т. 169, № 5. - С. 634-639.

25.Кальций-фосфатные биоактивные покрытия на титане / С В. Гнеденков [и др.] // Вестник ДВО РАН. - 2010. - № 5. - С. 47-57.

26. Каминский, Ю.В. Цитометрическая характеристика ганглиозных нейронов сетчатки плодов человека на разных стадиях апоптоза / Ю.В. Каминский, Н.Ю. Матвеева, С.Г. Калиниченко // Фундаментальные исследования. - 2012. - № 7-1. - С. 80-82.

27.Кирик, О.В. Изучение пролиферации клеток головного мозга: пролиферативные маркеры / О.В. Кирик, Г.В. Безнин, Д.Э. Коржевский // Иммуногистохимическое исследование головного мозга / под ред. Д.Э. Коржевского. - СПб.: Спецлит, 2016. - С. 24-41.

28.Кирилова, И.А. Анатомо-функциональные свойства кости как основа создания костно-пластических материалов для травматологии и ортопедии / И.А. Кирилова. - М.: Физматлит, 2019. - 256 с.

29. Коробцов, А.В. Характеристика нейротрофинов и их локализация в неокортексе крыс при острой экспериментальной ишемии / А.В. Коробцов, С.Г. Калиниченко, Н.Ю. Матвеева // Вестник новых медицинских технологий. Электронное издание. - 2018. - Т. 12. № 4. -С. 235-241.

30. Костная и мягкотканная интеграция пористых титановых имплантатов (экспериментальное исследование) / Р.М. Тихилов [и др.]. // Травматология и ортопедия России. - 2010. - Т. 24, № 2. - С. 95-107.

31.Котельников, Г.П. Травматология: национальное руководство / под ред. Г. П. Котельникова, С. П. Миронова. - М.: ГЭОТАР-Медиа, 2011. -С. 386.

32.Легостаева, Е.В. Биопокрытия на основе биологического гидроксиапатита / Е.В. Легостаева [и др.] // Биокомпозиты на основе кальцийфосфатных покрытий, наноструктурных и ультрамелкозернистых металлов, их биосовместимость и биодеградация / под ред. Н.З. Ляхова. - Томск: Издательский Дом Томского государственного университета, 2014. - С. 86-166.

33.Лычкова, А.Э. Нейроэндокринная регуляция костного метаболизма при остеоартрозе крупных суставов (обзор литературы) / А.Э. Лычкова, Л.Ю. Широкова, Е.В. Крюкова // Травматология и ортопедия России. -2015. - № 3. - С. 108-115.

34.Марченко, А.С. Травматичность блокированного интрамедуллярного остеосинтеза в свете топографо-анатомического и клинического исследования / А.С. Марченко, Н.Ф. Фомин, В.П. Москалев // Вестник Российской военно-медицинской академии. - 2011. - Т. 33, № 1. -С.168-170.

35. Матвеева, Н.Ю. Апоптоз и оксид азота в развитии нейронов сетчатки / Н.Ю. Матвеева. - Владивосток: Медицина ДВ, 2006. - 215 с.

36.Матвеева, Н.Ю. Экспрессия про- и антиапоптотических молекул в слизистой оболочке полости носа при полипозном риносинусите / Н.Ю. Матвеева, Д.Г. Павлуш, С.Г. Калиниченко // Вестник оториноларингологии. - 2020. - Т. 85, № 3. - С. 43-47.

37.Некачалов, В.В. Патология костей и суставов / В.В. Некачалов. - СПб.: Сотис, 2000. - 288 с.

38. Овчинников, Е.Н. Стимуляция остеогенеза постоянным электрическим током (обзор литературы) / Е.Н. Овчинников, М.В. Стогов // Травматология и ортопедия России. - 2010. - Т. 25, № 3. - С. 185-191.

39.Остеогенный потенциал мезенхимальных стволовых клеток костного мозга in situ: роль физико-химических свойств искусственных поверхностей / И.А. Хлусов [и др.]. // Клеточные технологии в биологии и медицине. - 2005. - № 3. - С. 164-173.

40.Пальцев, М.А. Молекулярные основы апоптоза / М.А. Пальцев // Вестник РАМН. - 2002. - Т. 72, № 1. - С. 13-21.

41.Паюшина, О.В. Мультипотентные мезенхимные стромальные клетки: характеристика, потенции к дифференцировке и перспективы клинического использования / О.В. Паюшина, В.И. Старостин, Н.Г. Хрущов // Биология стволовых клеток и клеточные технологии. Том. 2. / под ред. М.А. Пальцева. - М.: Медицина, 2009. - С. 100-123.

42. Перестройка минерального матрикса костной ткани / А.С Аврунин [и др.] // Морфология. - 2001. - № 2. - С. 37 - 40.

43. Пластическая эффективность различных имплантатов при замещении дефектов мягких и костных тканей / Ю.М. Ирьянов [и др.] // Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. - 2013. - Т. 155, № 4. - С. 517-520.

44. Получение ксеногенной костной крошки для имплантаций с помощью сверхкритической флюидной экстракции / Д.В. Смоленцев [и др.]. // Медицинская техника. - 2019. - Т. 316, № 4. - С. 8-10.

45.Попов, Б.В. Введение в клеточную биологию стволовых клеток / Б.В. Попов. - СПб: Спецлит, 2010. - 319 с.

46.Попсуйшапка, А.К. Частота несращения и замедленного сращения отломков при изолированных диафизарных переломах длинных костей конечностей / А.К. Попсуйшапка, О.Е. Ужигова, В.А. Литвишко // Ортопедия, травматология и протезирование. - 2013. - № 1. - С. 39-43.

47.Пулин, А.А. Поверхностные маркеры, характеризующие мультипотентные мезенхимальные стромальные клетки (ммск) костного мозга человека / А.А. Пулин, И.Н. Сабурина, В.С. Репин //

Клеточная трансплантология и тканевая инженерия. - 2008. - Т. 3, № 2. - С. 25-30.

48.Псахье, С.Г. Исследование механических свойств кальцийфосфатных покрытий / С.Г. Псахье, А.Ю. Смолин, И.С. Коноваленко // Биокомпозиты на основе кальцийфосфатных покрытий, наноструктурных и ультрамелкозернистых металлов, их биосовместимость и биодеградация / под ред. Н.З. Ляхова. - Томск: Издательский Дом Томского государственного университета, 2014. - С. 393-442.

49.Романов, Ю.А. Мезенхимальные стволовые клетки: биология и перспективы клинического применения / Ю.А. Романов, В.Н. Смирнов // Биология стволовых клеток и клеточные технологии. Том. 1. / под ред. М.А. Пальцева. - М.: Медицина, 2009. - С. 193-205.

50.Сагаловски, С. Роль цитокиновой системы RANKL-RANK-OPG и катепсина К в патогенезе остеопороза: достижения и перспективы в лечении заболевания / С. Сагаловски, П. Кунце, М. Шенерт // Клиницист. - 2012. - № 2. - С. 9-16.

51. Синтез биопокрытий на основе фосфатов кальция / Ю.П. Шаркеев [и др.]. // Биокомпозиты на основе кальцийфосфатных покрытий, наноструктурных и ультрамелкозернистых металлов, их биосовместимость и биодеградация / под ред. Н.З. Ляхова. - Томск: Издательский Дом Томского государственного университета, 2014б. -С. 167-244.

52. Сравнительная характеристика костей черепа при имплантации биокомпозитов титана, в структуре покрытия содержащих морфогенетический белок ВМР-2 / Т.В. Павлова [и др.] // Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. - 2014. - Том 158, № 8. - С. 246-249.

53. Сравнительное исследование костного регенерата после остеосинтеза переломов шейки бедренной кости биоинертными и биоактивными

имплантатами с кальцийфосфатным покрытием (экспериментальное исследование) / К.С. Казанин [и др.]. // Травматология и ортопедия России. - 2015. - № 3. - С. 51-60.

54. Сравнительные биомедицинские аспекты различных типов покрытий на металлической подложке / И.А. Хлусов [и др.]. // Биокомпозиты на основе кальцийфосфатных покрытий, наноструктурных и ультрамелкозернистых металлов, их биосовместимость и биодеградация / под ред. Н.З. Ляхова. - Томск: Издательский Дом Томского государственного университета, 2014. - С. 443-503.

55.Стогов, М.В. Паракринные регуляторы дистракционного остеогенеза (пилотное исследование) / М.В. Стогов, А.А. Еманов, Е.А. Киреева // Травматология и ортопедия России. - 2016. - Т. 22, № 2. - С. 64-69.

56. Сустав: морфология, клиника, диагностика, лечение / В.Н. Павлова [и др.]. - М.: Медицинское информационное агентство, 2011. - 552 с.

57. Федоров, В.Г. Интрамедуллярный блокируемый остеосинтез бедренной кости: виды несращений и ложных суставов [Электронный ресурс] / В.Г. Федоров, И.В. Кузин, О.Н. Шапранов // Современные проблемы науки и образования. - 2019. - № 6.- Режим доступа: http://www.science-education.ru/ru/article/view?id=29386 (дата обращения: 17.10.2020).

58. Функциональные покрытия для имплантационных материалов / С.В. Гнеденков [и др.] // Тихоокеанский медицинский журнал. - 2012. - № 1. - С. 12-19.

59.Экспериментальное исследование особенностей регенерации костной ткани вокруг имплантатов при одноэтапном двустороннем тотальном эндопротезировании тазобедренных суставов / В.М. Машков [и др.] // Травматология и ортопедия России. - 2012. - № 2. - С. 60-66.

60. Юнкеров, В.И. Математико-статистическая обработка данных медицинских исследований / В.И. Юнкеров, С.Г. Григорьев. - СПб: ВМедА, 2002. - 266 с.

61.A collagen-hydroxyapatite scaffold allows for binding and co-delivery of recombinant bone morphogenetic proteins and bisphosphonates / C.M. Murphy [et al.]. // Acta Biomater. - 2014. - Vol. 10, N. 5. - P. 2250-2258.

62.A comparison of rhBMP-7 (OP-1) and autogenous graft for metaphyseal defects after osteotomy of the distal radius / I. Ekrol [et al.]. // Injury. -2008. - Vol. 39. - Suppl 2. - P. S73-S82.

63.Activation of the hypoxia-inducible factor-1alpha pathway accelerates bone regeneration / C. Wan [et al.]. // Proc Natl Acad Sci USA. - 2008. - N. 105. - P. 686-691.

64.Agirdil, Y. The growth plate: a physiologic overview /Y. Agirdil // EFORT Open Rev. - 2020. - Vol. 5, N. 8. - P. 498-507.

65.Albrektsson, T. Osteoinduction, osteoconduction and osseointegration / T. Albrektsson, C. Johansson // Eur Spine J. - 2001. - Suppl 2 (Suppl 2). - P. S96-101.

66.Allan, P.J. Metabolic bone diseases in intestinal failure / P.J. Allan, S.J. Lal // J Hum Nutr Diet. - 2020. - Vol. 33, N. 3. - P. 423-430.

67.Altered relative expression of BMPs and BMP inhibitors in cartilaginous areas of human fractures progressing towards nonunion / F.N. Kwong [et al.]. // J Orthop Res. - 2009. - N. 27. - P. 752-757.

68.Angiogenesis and myogenesis in mouse tibialis anterior muscles during distraction osteogenesis: VEGF, its receptors, and myogenin genes expression /T. Nishisho [et al.]. // J Orthop Res. - 2012. - Vol. 30, N. 11. -P. 1767-1773.

69.Apatite-binding nanoparticulate agonist of hedgehog signaling for bone repair / X. Zhang [et al.]. // Adv Funct Mater. - 2020. - Vol. 30, N. 12. - P. 1909218.

70.Application of BMP-7 to tibial non-unions: A 3-year multicenter experience / N.K. Kanakaris [et al.]. // Injury. - 2008. - Vol. 39. - P. 83-90.

71.Apoptosis in bone for tissue engineering / G.M. Bran [et al.]. //Arch Med Res. - 2008. - Vol. 39, N. 5. P. 467-482.

72.A preliminary study on osteoinduction of two kinds of calcium phosphate ceramics Zhang Xingdong / H. Yuan [ et al.]. // Biomaterials. - 1999. - Vol. 20. - P. 1799-1806.

73.A unified theory of bone healing and nonunion: BHN theory / D.S. Elliott [et al.]. // Bone Joint J. - 2016. - Vol. 98-B, N. 7. - P. 884-891.

74.Autogenous regulation of a network of bone morphogenetic proteins (BMPs) mediates the osteogenic differentiation in murine marrow stromal cells / C.M. Edgar [et al.]. // Bone. - 2007. - N. 40. - P. 1389-1398.

75.Autograft, Allograft, and Bone Graft Substitutes: Clinical Evidence and Indications for Use in the Setting of Orthopaedic Trauma Surgery /P. Baldwin [et al.]. // J Orthop Trauma. - 2019. - Vol. 33, N. 4. P. 203-213.

76.Bach, L.A. Insulin-like growth factor binding proteins 4-6 / L.A. Bach // Best Pract Res Clin Endocrinol Metab. - 2015. Vol. 29, N. 5. P. 713-722.

77.Balaji, A. Bone morphogenetic proteins / A. Balaji, N. Alam. - LAP LAMBERT Academic Publishing, 2012. - 60 p.

78.Balmayor, E.R. Targeted delivery as key for the success of small osteoinductive molecules / E.R. Balmayor // Adv Drug Deliv Rev. - 2015. -N. 94. P. 13-27. doi: 10.1016/j.addr.2015.04.022.

79.Beck, G.R. Phosphate is a specific signal for induction of osteopontin gene expression / G.R. Beck, B. Zerler, E. Moran // Proc Natl Acad Sci USA. -2000. - Vol. 97, N. 15. P. 8352-8357.

80.Beck, G.R. Inorganic phosphate regulates multiple genes during osteoblast differentiation, including Nrf2 / G.R. Beck, E. Moran, N. Knecht // Exp Cell Res. - 2003. - Vol. 288, N. 2. P. 288-300.

81.Bioactive Tape with BMP-2 Binding Peptides Captures Endogenous Growth Factors and Accelerates Healing After Anterior Cruciate Ligament Reconstruction / J.F. Crispim [et al.]. // Am J Sports Med. - 2018. - Vol. 46, N. 12. P. 2905-2914.

82.Biology of Bone Tissue: Structure, Function, and Factors That Influence Bone Cells / R. Florencio-Silva [et al.]. // Biomed Res Int. - 2015. - P. 421746.

83.Biomaterial delivery of morphogens to mimic the natural healing cascade in bone / M. Mehta [et al.] // Adv Drug Deliv Rev. - 2012. - Vol. 64, N. 12. -P. 1257-1276.

84.Bishop, G.B. Current and future clinical applications of bone morphogenetic proteins in orthopaedic trauma surgery / G.B. Bishop, T.A. Einhorn // International Orthopaedics. - 2007. - Vol. 31. - P. 721-727.

85.BMP-14 deficiency inhibits long bone fracture healing: a biochemical, histologic, and radiographic assessment / A. Chhabra [et al.]. // J Orthop Trauma. - 2005. - N. 19. - P. 629-634.

86.BMP 2 stimulates endochondral ossification by regulating periostal cell fate during bone repair / Y.Y. Yu [et al.]. // Bone. - 2010. - Vol. 47, N. 1. - P. 65-73.

87.Bock, F.J. Mitochondria as multifaceted regulators of cell death / F.J. Bock, S.W.G. Tait // Nat Rev Mol Cell Biol. - 2020. - Vol. 21, N. 2. P. 85-100.

88.Bone fracture healing: cell therapy in delayed unions and nonunions / E. Gomez-Barrena [et al.]. // Bone. - 2015. - N. 70. - P. 93-101.

89.Bone Mesenchymal Stem Cells with Growth Factors Successfully Treat Nonunions and Delayed Unions / P. Desai [et al.]. // HSS J. - 2015. - Vol. 11, N. 2. - P. 104-11.

90.Bone morphogenetic protein 2 alters osteogenesis and anti-inflammatory profiles of mesenchymal stem cells induced by microtextured titanium in vitro / S.L. Hyzy [et al.]. // Tissue Engineering: Part A. - 2017. - Vol. 23, N. 19, 20. - P. 1132-1141.

91.Bone morphogenetic proteins in fracture repair / I. Dumic-Cule [et al.]. // Int Orthop. - 2018. - Vol. 42, N. 11. - P. 2619-2626.

92.Bone morphogenetic proteins in inflammation, glucose homeostasis and adipose tissue energy metabolism / L. Grgurevic [et al.]. // Cytokine Growth Factor Rev. - 2016. - N. 27. - P. 105-118.

93.Bone morphogenetic proteins: from structure to clinical use / J.M. Granjeiro [et al.]. // Braz. J. Med. Biol. Res. - 2005. - Vol. 38. - P. 1463-1473.

94.Bone morphogenetic proteins in bone stimulate osteoclasts and osteoblasts during bone development / M. Okamoto [et al.]. // J Bone Miner Res. 2006.

- N. 21. - P. 1022-1033.

95.Bone morphogenetic proteins in open fractures: past, present and future / A. Nauth [et al.]. // Injury. - 2009. - Vol. 40. - Suppl. 3. - P. 27-31.

96.Bone Morphogenic Protein 2-Loaded Porous Silicon Carriers for Osteoinductive Implants / M. Rosenberg [et al.]. // Pharmaceutics. - 2019. -Vol. 11, N. 11. - P. 602.

97.Bone morphogenetic proteins regulate enteric gliogenesis by modulating ErbB3 signaling / A. Chalazonitis [et al.]. // Dev Biol. - 2011. - Vol. 350, N. 1. - P. 64-79.

98.Brownlow, H.C. The vascularity of atrophic non-unions / H.C. Brownlow, A. Reed, A.H. Simpson // Injury. - 2002. - N. 33. P. 145-150.

99.Cell proliferation and apoptosis during fracture healing / G. Li [et al.]. // J. of Bone and Mineral Research. - 2002. - Vol. 17, N. 5. - P.791-799.

100. Chen, G. TGF-ß and BMP Signaling in osteoblast differentiation and bone healing / G. Chen, C. Deng, Y.P. Li // Int. J. Biol. Sci. - 2012. - Vol. 8.

- P. 272-288.

101. Chen, D. Bone Morphogenetic Proteins / D. Chen, M. Zhao, G.R. Mundy // Growth factor. - 2004. - Vol. 22, N. 4. - P. 233-241.

102. Chalazonitis, A. Pleiotropic effects of the bone morphogenetic proteins on development of the enteric nervous system / A. Chalazonitis, J.A. Kessler // Dev Neurobiol. - 2012. - Vol. 72, N. 6. - P. 843-856.

103. Chen, G. TGF-ß and BMP signaling in osteoblast differentiation and bone formation / G. Chen, C. Deng, Y.P. Li // Int J Biol Sci. - 2012. - Vol. 8, N. 2. - P. 272-288.

104. Cho, T.J. Differential temporal expression of members of the transforming growth factor beta superfamily during murine fracture healing / T.J. Cho, L.C. Gerstenfeld, T.A. Einhorn // J Bone Miner Res. - 2002. - N. 17. - P. 513-520.

105. CircRNA hsa_circ_0074834 promotes the osteogenesis-angiogenesis coupling process in bone mesenchymal stem cells (BMSCs) by acting as a ceRNA for miR-942-5p / Z. Ouyang [et al.]. // Cell Death Dis. - 2019. -Vol. 10, N. 12. - P. 932. - doi: 10.1038/s41419-019-2161-5.

106. Claes, L. Fracture healing under healthy and inflammatory conditions / L. Claes, S. Recknagel, A. Ignatius // Nat Rev Rheumatol. - 2012. - N. 8. -P. 133-143.

107. Clarkin, C.E. VEGF and bone cell signalling: an essential vessel for communication? / C.E. Clarkin, L.C. Gerstenfeld // Cell Biochem Funct. -2013. - N. 31. P. 1-11.

108. Clinical application of bone morphogenetic proteins for bone healing: a systematic review / G.S. Krishnakumar [et al.]. // Int Orthop. - 2017. - N. 41. - P. 1073-1083.

109. Combinatorial morphogenetic and mechanical cues to mimic bone development for defect repair / S. Herberg [et al.]. // Sci Adv. - 2019. - Vol. 5, N. 8. - P. eaax2476.

110. Combined treatment with extracorporeal shock-wave therapy and bone marrow mesenchymal stem cell transplantation improves bone repair in a rabbit model of bone nonunion / T. Fan [et al.]. // Mol Med Rep. - 2018. - Vol. 17, N. 1. - P. 1326-1332.

111. Comparing Initial Wound Healing and Osteogenesis of Porous Tantalum Trabecular Metal and Titanium Alloy Materials / S. Bencharit [et al.]. // J Oral Implantol. - 2019. - Vol. 45, N. 3. P. 173-180.

112. Conditional deletion of Bmprla in differentiated osteoclasts increases osteoblastic bone formation, increasing volume of remodeling bone in mice / M. Okamoto [et al.]. // J Bone Miner Res. - 2011. - N. 26. - P. 2511-2522.

113. Coordinated regulation of mesenchymal stem cell differentiation on microstructured titanium surfaces by endogenous bone morphogenetic proteins / R. Olivares-Navarrete [et al.]. // Bone. - 2015. - N. 73. - P. 208216.

114. Correlation of obesity and osteoporosis: effect of fat mass on the determination of osteoporosis / L.J. Zhao [et al.]. // J Bone Miner Res. -2008. - N. 23. - P. 17-29.

115. Delayed Expression of Circulating TGF-01 and BMP-2 Levels in Human Nonunion Long Bone Fracture Healing / Y. Hara [et al.]. // J Nippon Med Sch. - 2017. - Vol. 84, N. 1. - P. 12-18.

116. Delivery of cellular factors to regulate bone healing / A. Haumer [et al.]. // Adv Drug Deliv Rev. - 2018. - N. 129. - P. 285-294.

117. Decreased pool of mesenchymal stem cells is associated with altered chemokines serum levels in atrophic nonunion fractures / M. Mathieu [et al.]. // Bone. - 2013. - Vol. 53, N. 2. - P. 391-398.

118. Dimitriou, R. Current concepts of molecular aspects of bone healing / R. Dimitriou, E. Tsiridis, P.V. Giannoudis // Injury. - 2005. - N. 36. - P. 1392-404.

119. Direct and indirect effects of functionalised fluorescence-labelled nanoparticles on human osteoclast formation and activity / A. Tautzenberger [et al.]. // Biomaterials. - 2011. - Vol. 32, N. 6. P. 1706-1714.

120. Disruption of BMP signaling in osteoblasts through type IA receptor (BMPRIA) increases bone mass / N. Kamiya [et al.]. // J Bone Miner Res. -2008. - N. 23. - P. 2007-2017.

121. Distinct proliferative and differentiated stages of murine MC3T3-E1 cells in culture: an in vitro model of osteoblast development / L.D. Quarles [et al.]. // J Bone Miner Res. - 1992. - Vol. 7, N. 6. - P. 683-692.

122. Distraction osteogenesis induces endothelial progenitor cell mobilization without inflammatory response in man / D.Y. Lee [et al.]. // Bone. - 2010. - Vol. 46, N. 3. - P. 673-679.

123. Ducy, P. Cbfa1: a molecular switch in osteoblast biology / P. Ducy // Dev Dyn. - 2000. - Vol. 219, N. 4. - P. 461-471.

124. Early BMP, Wnt and Ca(2+)/PKC pathway activation predicts the bone forming capacity of periosteal cells in combination with calcium phosphates / J. Bolander [et al.]. // Biomaterials. - 2016. - N. 86. P.106-118.

125. Economou, A.D. Temporal dynamics in the formation and interpretation of Nodal and BMP morphogen gradients / A.D. Economou, C.S. Hill // Curr Top Dev Biol. - 2020. - N. 137. - P. 363-389.

126. Effects of leptin on femoral fracture in rats / L. Wang [et al.]. // J Biomed Res. - 2018. - Vol. 32, N. 2. - P. 130-135.

127. Einhorn, T.A. Bone healing: little secrets / T.A. Einhorn // Clinical Cases in Mineral and Bone Metabolism. - 2011. - Vol. 8. - P. 17-20.

128. Engineered Bone Tissue with Naturally-Derived Small Molecules / G. Awale [et al.]. // Curr Pharm Des. - 2017. - Vol. 23, N. 24. - P. 3585-3594.

129. Enhancement of bone regeneration with the accordion technique via HIF-1a/VEGF activation in a rat distraction osteogenesis model / J. Xu [et al.]. // J Tissue Eng Regen Med. - 2018. - Vol. 12, N. 2. - e1268-e1276.

130. Enhancement of osteoinduction by continual simvastatin release from poly(lactic-co-glycolic acid)-hydroxyapatite-simvastatin nano-fibrous scaffold / L. Jiang [et al.]. // J Biomed Nanotechnol. - 2013. - Vol. 9, N. 11. - P. 1921-1928.

131. Epigenetic regulation of bone remodeling by natural compounds / N. Raut [et al.]. // Pharmacol Res. - 2019. - N. 147. - P. 104350.

132. Estrogen prevents bone loss via estrogen receptor alpha and induction of Fas ligand in osteoclasts / T. Nakamura [et al.]. // Cell. - 2007. - N. 130. -P. 811-823.

133. Estrogen protects bone by inducing Fas ligand in osteoblasts to regulate osteoclast survival / S.A. Krum [et al.]. // EMBO J. - 2008. - N. 27.

- P. 535-545.

134. Evrova, O. In vitro and in vivo effects of PDGF-BB delivery strategies on tendon healing: a review / O. Evrova, J. Buschmann // Eur Cell Mater. - 2017. - Vol. 17, N. 34. - P. 15-39.

135. Expression and role of interleukin-6 in distraction osteogenesis / T.J. Cho [et al.]. // Calcif Tissue Int. - 2007. - N. 80. - P. 192-200.

136. Expression of angiogenic factors during distraction osteogenesis / D.M. Pacicca [et al.]. // Bone. - 2003. - Vol. 33, N. 6. P. 889-898.

137. Extracellular Matrix Mediates BMP-2 in a Model of Temporomandibular Joint Osteoarthritis / M. Shirakura [et al.]. // Cells Tissues Organs. - 2017. - Vol. 204, N. 2. - P. 84-92.

138. Fibronectin is a survival factor for differentiated osteoblasts / R. Globus [et al.]. // J Cell Sci. - 1998. - N. 111. - P. 1385- 1393.

139. Fillingham, Y. Bone grafts and their substitutes / Y. Fillingham, J. Jacobs // Bone Joint J. - 2016. - Vol. 98-B. - 1 Suppl A. - P. 6-9.

140. Fracture vascularity and bone healing: a systematic review of the role of VEGF / N.C. Keramaris [et al.]. // Injury. - 2008. - Vol. 39. - Suppl 2. -P. S45-57.

141. Franceschi, R.T. Effects of ascorbic acid on collagen matrix formation and osteoblast differentiation in murine MC3T3-E1 cells / R.T. Franceschi, B.S. Iyer, Y. Cui // J Bone Miner Res. - 1994. - Vol. 9, N. 6. - P. 843-854.

142. Franchimont, N. Interleukin-6: An osteotropic factor influencing bone formation? / N. Franchimont, S. Wertz, M. Malaise // Bone. - 2005. - N. 37.

- P. 601-606.

143. Fredriksson, L. The PDGF family: four gene products form five dimeric isoforms /L. Fredriksson, H. Li, U. Eriksson // Cytokine Growth Factor Rev. - 2004. - Vol. 15, N. 4. - P. 197-204.

144. Frolik, C.A. Isolation and characterization of insulin-like growth factor-II from human bone / C.A. Frolik, L.F. Ellis, D.C. Williams // Biochem Biophys Res Commun. - 1988. - Vol. 151, N. 3. - P. 1011-1018.

145. Frolke, J.P. Definition and classification of fracture non-unions / J.P. Frolke, P. Patka // Injury. - 2007. - Vol. 38. - Suppl. 2. - P. S19-S22.

146. Fromigue, O. Apoptosis in membranous bone formation: role of fibroblast growth factor and bone morphogenetic protein signaling / O. Fromigue, D. Modrowski, P.J. Marie // Crit Rev Eukaryot Gene Expr. -2005. - Vol. 15, N. 1. - P. 75-92.

147. Garcia-Gareta, E. Osteoinduction of bone grafting materials for bone repair and regeneration / E. Garcia-Gareta, M.J. Coathup, G.W. Blunn // Bone. - 2015. - N. 81. - P. 112-121.

148. Gaston, M.S. Inhibition of fracture healing / M.S. Gaston, A.H. Simpson // J Bone Joint Surg Br. - 2007. - N. 89. - P. 1553-1160.

149. Gelatin- hydroxyapatite- calcium sulphate based biomaterial for long term sustained delivery of bone morphogenic protein-2 and zoledronic acid for increased bone formation: In-vitro and in-vivo carrier properties / D.B. Raina [et al.]. // J Control Release. - 2018. - N. 272. - P. 83-96.

150. Geometric cues for directing the differentiation of mesenchymal stem cells / K.A. Kilian [et al.]. // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. - 2010. - N. 107. -P. 4872-4877.

151. Giannoudis, P.V. Bone morphogenetic proteins: applications in orthopaedic and trauma surgery / P.V. Giannoudis, T.A. Einhorn. - Elsevier, 2010. - 177 p.

152. Goldfarb, M. Fibroblast growth factor homologous factors: evolution, structure, and function / M. Goldfarb // Cytokine Growth Factor Rev. -2005. - Vol. 16, N. 2. - P. 215-20.

153. Gp130 activation by soluble interleukin-6 receptor/interleukin-6 enhances osteoblastic differentiation of human bone marrowderived

mesenchymal stem cells / A. Erices [et al.]. // Exp Cell Res. - 2002. - N. 280. - P. 24-32.

154. Graft resorption with the use of bone morphogenetic protein: lessons from anterior lumbar interbody fusion using femoral ring allografts and recombinant human bone morphogenetic protein-2 / B.B. Pradhan [et al.]. // Spine (Phila Pa 1976). - 2006. - N. 31. - P. E277-E284.

155. Gremlin 1 identifies a skeletal stem cell with bone, cartilage, and reticular stromal potential / D.L. Worthley [et al.]. // Cell. - 2015. - N. 160. - P. 269-284.

156. Growth differentiation factor 11 locally controls anterior-posterior patterning of the axial skeleton / J. Suh [et al.]. // J Cell Physiol. - 2019. -Vol. 234, N. 12. - P. 23360-23368.

157. Guo, Y.C. Fibroblast growth factor 23 and bone mineralization / Y.C. Guo, Q. Yuan // Int J Oral Sci. - 2015. - Vol. 7, N. 1. - P. 8-13. - doi: 10.1038/ijos.2015.1.

158. Han, Q.Q. The role of small molecules in bone regeneration / Q.Q. Han, Y. Du, P.S. Yang // Future Med Chem. - 2013. - Vol. 5, N. 14. - P. 1671-1684. - doi: 10.4155/fmc.13.133

159. Hankenson, K.D. Extracellular signaling molecules to promote fracture healing and bone regeneration / K.D. Hankenson, K. Gagne, M. Shaughnessy // Adv Drug Deliv Rev. - 2015. - N. 94. - P. 3-12.

160. Harwood, P.J. An update on fracture healing and non-union / P.J. Harwood, J.B. Newman, A.L.R. Michael // Orthop Traumatol. - 2010. - N. 24. - P. 9-23.

161. Heino, T.J. Differentiation of osteoblasts and osteocytes from mesenchymal stem cells / T.J. Heino, T.A. Hentunen // Current Stem Cell Research & Therapy. - 2008. - N. 3. - P. 131-45.

162. HIF1alpha regulation of Sox9 is necessary to maintain differentiation of hypoxic prechondrogenic cells during early skeletogenesis / R. Amarilio [et al.]. // Development. - 2007. - N. 134. P. 3917-3928.

163. Histomorphologic and histomorphometric evaluation of various endosseous implant healing chamber configurations at early implantation times: a study in dogs / C. Marin [et al.]. // Clin. Oral. Implants. Res. -2010. - Vol. 21, N. 6. - P. 577-583.

164. Hu, K. The roles of vascular endothelial growth factor in bone repair and regeneration / K. Hu K, B.R. Olsen // Bone. - 2016. - N. 91. - P. 30-38.

165. Hu, K. Osteoblast-derived VEGF regulates osteoblast differentiation and bone formation during bone repair / K. Hu, B.R. Olsen // J Clin Invest. -2016. - N. 126. - P. 509-526.

166. Hu, K. Vascular endothelial growth factor control mechanisms in skeletal growth and repair / K. Hu, B.R. Olsen // Dev Dyn. - 2017. - Vol. 246, N. 4. - P. 227-234.

167. Hyman, B.T. Caspase activation without apoptosis: insight into Aß initiation of neurodegeneration / B.T. Hyman // Nat Neurosci. - 2011. - Vol. 14, N. 1. - P. 5-6.

168. Identification of a key residue mediating bone morphogenetic protein (BMP)-6 resistance to noggin inhibition allows for engineered BMPs with superior agonist activity / K. Song [et al.]. // J Biol Chem. - 2010. - N. 285. - P. 12169-12180.

169. Implant design and its effects on osseointegration over time within cortical and trabecular bone / B.G. Beutel [et al.]. // J Biomed Mater Res B Appl Biomater. - 2016. - Vol. 104, N. 6. - P. 1091-1097.

170. IL-34 and CSF-1 display an equivalent macrophage differentiation ability but a different polarization potential / S. Boulakirba [et al.]. // Sci Rep. - 2018. - Vol. 10, N. 8(1). P. 256.

171. Intracellular VEGF regulates the balance between osteoblast and adipocyte differentiation / Y. Liu [et al.]. // J Clin Invest. - 2012. - N. 122. -P. 3101-3113.

172. Jain, A.P. Bone morphogenetic proteins: the anomalous molecules / A.P. Jain, S. Pundir, A. Sharma // Journal of Indian Society of Periodontology. - 2013. - Vol.17, N. 5. - P. 583-586.

173. Jilka R.L. Osteocyte apoptosis / Jilka R.L., Noble B., Weinstein R.S. // Bone, - 2013. - Vol. 54, N. 2. - P. 264-271.

174. Kearns, A.E. Receptor activator of nuclear factor kappaB ligand and osteoprotegerin regulation of bone remodeling in health and disease /A.E. Kearns, S. Khosla, P.J. Kostenuik // Endocr Rev. - 2008. - N. 29. - P.155-192.

175. Kloen, P. Co-expression of BMPs and BMP-inhibitors in human fractures and non-unions / P. Kloen, D. Lauzier, R.C. Hamdy // Bone. -2012. - N. 51. - P. 59-68.

176. Kumari, A. Recent advances in colony stimulating factor-1 receptor/c-FMS as an emerging target for various therapeutic implications / A. Kumari, O. Silakari, R.K. Singh // Biomed Pharmacother. - 2018. - N. 103. - P. 662679.

177. Komori, T. Cell death in chondrocytes, osteoblasts, and osteocytes / T. Komori // Int. J. Mol. Sci. - 2016. - Vol. 17, N. 12. - P. 2045.

178. Kowalczewski, C.J. Biomaterials for the Delivery of Growth Factors and Other Therapeutic Agents in Tissue Engineering Approaches to Bone Regeneration / C.J. Kowalczewski, J.M. Saul // Front Pharmacol. - 2018. -Vol. 29, N. 9. - P. 513.

179. Lee, S. Matrices and scaffolds for delivery of bioactive molecules in bone and cartilage tissue engineering / S. Lee, H. Shin // Adv. Drug Deliv. Rev. - 2007. - N. 59. - P. 339-359.

180. Leptin regulates bone formation via the sympathetic nervous system / S. Takeda [et al.]. // Cell. - 2002. - N. 111. - P. 305-317.

181. Levander, G. Induction phenomena in tissue regeneration / G. Levander. - Williams & Wilkins, 1964. - 210 p.

182. Li, W. TGF-p Signaling in Stem Cell Regulation / W. Li, W. Wei, S. Ding // Methods Mol Biol. - 2016. - N. 1344. - P. 137-145.

183. Lowery, J.W. The BMP Pathway and Its Inhibitors in the Skeleton / J.W. Lowery, V. Rosen // Physiol Rev. - 2018. - Vol. 98, N. 4. - P. 24312452. - doi: 10.1152/physrev.00028.2017.

184. Lnk-dependent axis of SCF-cKit signal for osteogenesis in bone fracture healing / T. Matsumoto [et al.]. // J Exp Med. - 2010. - N. 207. - P. 2207-2223.

185. LPS-stimulated inflammatory environment inhibits BMP-2-induced osteoblastic differentiation through crosstalk between TLR4/MyD88/NF-kappaB and BMP/Smad signaling / R.L. Huang [et al.]. // Stem Cells Dev. -2014. - N. 23. - P. 277-289.

186. Maes, C. Role and regulation of vascularization processes in endochondral bones / C. Maes // Calcif Tissue Int. - 2013. - N. 92. - P. 307-323.

187. Marsell, R. The biology of fracture healing / R. Marsell, T.A. Einhorn // Injury. - 2011. - Vol. 42, N. 6. - P. 551-555.

188. Matsuo, K. Osteoclast-osteoblast communication / K. Matsuo, N. Irie // Arch Biochem Biophys. - 2008. - N. 473. - P. 201-209.

189. Meier, P. Apoptosis in development / P. Meier, A. Finch, G. Evan // Nature. - 2000. - Vol. 407. - P. 796-801.

190. Melatonin alleviates hypoxia-induced cardiac apoptosis through PI3K/Akt pathway / G.P. Luo [et al.]. // Int J Clin Exp Pathol. 2018. - Vol. 11, N. 12. - P. 5840-5849.

191. Mesenchymal stem cells expressing insulin-like growth factor-I (MSCIGF) promote fracture healing and restore new bone formation in Irs1 knockout mice: analyses of MSCIGF autocrine and paracrine regenerative effects / F. Granero-Molto [et al.]. // Stem Cells. - 2011. - N. 29. - P. 15371548.

192. miR-1323 suppresses bone mesenchymal stromal cell osteogenesis and fracture healing via inhibiting BMP4/SMAD4 signaling / H. Xie [et al.]. // J Orthop Surg Res. - 2020. - Vol. 15, N. 1. P. 237.

193. Molecular basis for class side effects associated with PI3K/AKT/mTOR pathway inhibitors / Y. Zhang [et al.]. // Expert Opin Drug Metab Toxicol. - 2019. - Vol. 15, N. 9. - P. 767-774. - doi: 10.1080/17425255.2019.1663169.

194. Molecular basis of ALK1-mediated signalling by BMP9/BMP10 and their prodomain-bound forms / R.M. Salmon [et al.]. // Nat Commun. -2020. - Vol. 11, N. 1. P. 1621.

195. Molecular mechanisms controlling bone formation during fracture healing and distraction osteogenesis / Z.S. Ai-Aql [et al.] // J Dent Res. -2008. - N. 87. P. 107-118.

196. Montaner, R.A. Risk factors of bone mineral metabolic disorders / R.A. Montaner // Semin Fetal Neonatal Med. - 2020. - Vol. 25, N. 1. - P. 101068.

197. Moussa, N.T. Maxillofacial Bone Grafting Materials / N.T. Moussa, H. Dym // Dent Clin North Am. - 2020. - Vol. 64, N. 2. - P. 473-490.

198. Murakami, M. Fibroblast growth factor regulation of neovascularization / M. Murakami, M. Simons // Curr Opin Hematol. -2008. - Vol. 15, N. 3. - P. 215-220.

199. Nickel, J. Specification of BMP Signaling / J. Nickel, T.D. Mueller // Cells. - 2019. - Vol. 8, N. 12. P. 1579.

200. Niikura, T. Global gene profiling reveals a downregulation of BMP gene expression in experimental atrophic nonunions compared to standard healing fractures / T. Niikura, D.J. Hak, A.H. Reddi // J Orthop Res. - 2006. - N. 24. - P. 1463-1471.

201. Noggin suppression enhances in vitro osteogenesis and accelerates in vivo bone formation / D.C. Wan [et al.]. // J Biol Chem. - 2007. - N. 282. -P. 26450-26459.

202. Notch activation promotes osteoblast mineralization by inhibition of apoptosis / Y. Xu [et al.]. // J Cell Physiol. - 2018. - Vol. 233, N. 10. - P. 6921-6928.

203. Osteoblast apoptosis and bone turnover / J.M. Hock [et al.]. // J Bone Miner Res. - 2001. - Vol. 16, N. 6. - P. 975-84.

204. Osteoblast-induced osteoclast apoptosis by fas ligand/FAS pathway is required for maintenance of bone mass /L. Wang [et al.] // Cell Death Differ. - 2015. - N. 22. - P. 654-664.

205. Osteoblast-osteoclast interactions / X. Chen [et al.]. // Connect Tissue Res. - 2018. - Vol. 59, N. 2. - P. 99-107.

206. Osteoblast precursors, but not mature osteoblasts, move into developing and fractured bones along with invading blood vessels / C. Maes [et al.]. // Dev Cell. - 2010. - N. 19. - P. 329-344.

207. Osteocyte apoptosis controls activation of intracortical resorption in response to bone fatigue / L. Cardoso [et al.]. // J. of Bone and Mineral Research. - 2009. - Vol. 24, N. 4. P. 597-605.

208. Osteocyte-Intrinsic TGF-ß Signaling Regulates Bone Quality through Perilacunar/Canalicular Remodeling / N.S. Dole [et al.]. // Cell Rep. - 2017.

- Vol. 21, N. 9. P. 2585-2596.

209. Osteoinduction of hydroxyapatite/beta-tricalcium phosphate bioceramics in mice with a fractured fibula / L. Cheng [et al.]. // Acta Biomater. - 2010. - Vol. 6, N. 4. - P.1569-1574.

210. Osteoinductive small molecules: growth factor alternatives for bone tissue engineering / A. Aravamudhan [et al.]. // Cur. Pharm. Des. - 2013. -N. 19. P. 3420-3428.

211. Osteogenic activity of the fourteen types of human bone morphogenetic proteins (BMPs) / H. Cheng [et al.]. // J Bone Joint Surg Am.

- 2003. - N. 85-A. - P. 1544-1552.

212. Osteopontin deficiency suppresses Tumor Necrosis Factor-a-induced apoptosis in chondrocytes / K. Yumoto K. [et al.]. // Cartilage. - 2012. -Vol. 3, N. 1. - P. 79-85.

213. Palumbo, C. Apoptosis during intramembranous ossification / C. Palumbo, M. Ferretti., A. De Pol // J. Anat. - 2003. - Vol. 203, N. 6. P. 589598.

214. p53 functions as a negative regulator of osteoblastogenesis, osteoblast-dependent osteoclastogenesis, and bone remodeling / X. Wang [et al.]. // J. of Cell Biology. - 2006. - Vol. 172. N. 1. - P. 115-125.

215. Place, E.S. Complexity in biomaterials for tissue engineering / E.S. Place, N.D. Evans, M.M. Stevens // Na.t Mater. - 2009. - N. 8. - P. 457-470.

216. Platelet-derived growth factor stimulates bone fill and rate of attachment level gain: results of a largemulticenter randomized controlled trial / M. Nevins [et al.]. // J Periodontol. - 2005. - N. 76. - P. 2205-2215.

217. Prospective review of mesenchymal stem cells differentiation into osteoblasts / P. Garg [et al.]. // Orthopaedic Surgery. - 2017. - N. 9. - P. 1319.

218. Protective Effects of Pretreatment with Quercetin Against Lipopolysaccharide-Induced Apoptosis and the Inhibition of Osteoblast Differentiation via the MAPK and Wnt/ß-Catenin Pathways in MC3T3-E1 Cells / C. Guo [et al.]. // Cell Physiol Biochem. - 2017. - Vol. 43, N. 4. - P. 1547-1561.

219. RANKL and RANK: From Mammalian Physiology to Cancer Treatment / S. Rao [et al.]. // Trends Cell Biol. - 2018. - Vol. 28, N. 3. - P. 213-223.

220. RANKL/RANK/OPG system beyond bone remodeling: involvement in breast cancer and clinical perspectives / M. Infante [et al.]. // J Exp Clin Cancer Res. - 2019. - Vol. 38, N. 1. - P. 12.

221. Rather, H.A. Dual functional approaches for osteogenesis coupled angiogenesis in bone tissue engineering / H.A. Rather, D. Jhala, R. Vasita // Mater Sci Eng C Mater Biol Appl. - 2019. - N. 103. - P. 109761.

222. rBMP represses Wnt signaling and influences skeletal progenitor cell fate specification during bone repair / S. Minear [et al.]. // J Bone Miner Res.

- 2010. - N. 25. - P. 1196-1207.

223. Recombinant human bone morphogenetic protein-2 for treatment of open tibial fractures: A prospective, controlled, randomized study of four hundred and fifty patients / S. Govender [et al.]. // J. Bone Jt. Surg. Am. -2002. - Vol. 84. - P. 2123-2134.

224. Recombinant human platelet-derived growth factor: biology and clinical applications / J.O. Hollinger [et al.]. // J Bone Joint Surg. (Am). -2008. - Vol. 90. - P. 48-54.

225. Recommendations and considerations for the use of biologics in orthopedic surgery / S. Zwingenberger [et al.]. // Bio Drugs. - 2012. - Vol. 26, N. 4. - P. 245-256.

226. Regulatory controls for osteoblast growth and differentiation: role of Runx/Cbfa/AML factors / J.B. Lian [et al.]. // Crit Rev Eukaryot Gene Expr.

- 2004. - Vol. 14, N. 1-2. - P. 1-41.

227. Repair of diaphyseal bone defects with calcitriol-loaded PLGA scaffolds and marrow stromal cells / S.J. Yoon [et al.]. // Tissue Eng. - 2007.

- Vol. 13, N. 5. - P. 1125-1133.

228. Resveratrol provides neuroprotection by regulating the JAK2/STAT3/PI3K/AKT/mTOR pathway after stroke in rats / Y. Hou [et al.]. // Genes Dis. - 2018. - Vol. 5, N. 3. - P. 245-255.

229. Reversal of bone loss in mice by nongenotropic signaling of sex steroids / S. Kousteni [et al.]. // Science. - 2002/ - N. 298. - P. 843-846.

230. Ripamonti, U. Functionalized Surface Geometries Induce: "Bone: Formation by Autoinduction" / U. Ripamonti // Front Physiol. - 2018. - Vol. 8. - P. 1084. - doi: 10.3389/fphys.2017.01084.

231. Risk factors for nonunion after intramedullary nailing of femoral shaft fractures: Remaining controversies / W.J. Metsemakers [et al.]. // Injury. -2015. - Vol. 46, N. 8. - P. 1601-1607.

232. Safety and effectiveness of recombinant human bone morphogenetic protein-2 for spinal fusion: a meta-analysis of individual-participant data / M.C. Simmonds [et al.]. // Ann Intern Med. - 2013. - N. 158. - P. 877-889.

233. Sakka, S. Bone quality: a reality for the process of osseointegration / S. Sakka, P. Coulthard // Implant Dent. - 2009. - Vol. 18, N. 6. - P. 480-485.

234. Savage, M.O. Therapeutic applications of the insulin-like growth factors / M.O. Savage, C. Camacho-Hubner, D.B. Dunger // Growth Horm IGF Res. - 2004 - Vol. 14, N. 4. - P. 301-308.

235. Scaffolds and coatings for bone regeneration / H.F. Pereira [et al.]. // J Mater Sci Mater Med. - 2020. - Vol. 31, N. 3. - P. 27.

236. Shimer, A.L. Spinal reconstruction and bone morphogenetic proteins: open questions / A.L. Shimer, F.C. Oner, A.R. Vaccaro // Injury. - 2009. -Vol. 40. - Suppl. 3. - P. 32-38.

237. Simpson, A.H.R.W. The role of growth factors and related agents in accelerating fracture healing / A.H.R.W. Simpson, L. Mills, B. Noble // JBJS (Br). - 2006. - Vol. 88, N. 6. - P. 701-705.

238. Simultaneous delivery of hydrophobic small molecules and siRNA using Sterosomes to direct mesenchymal stem cell differentiation for bone repair / Z.K. Cui [et al.]. // Acta Biomater. - 2017. - N. 58. - P. 214-224. -doi: 10.1016/j.actbio.2017.05.057.

239. Single-cell characterization and metabolic profiling of in vitro cultured human skeletal progenitors with enhanced in vivo bone forming capacity / J. Bolander [et al.]. // Stem Cells Transl Med. - 2020. - Vol. 9, N. 3. P. 389-402.

240. Skeletal defects in VEGF (120/120) mice reveal multiple roles for VEGF in skeletogenesis / E. Zelzer [et al.]. // Development. - 2002. - N. 129. - P. 1893-1904.

241. Small molecules modified biomimetic gelatin/hydroxyapatite nanofibers constructing an ideal osteogenic microenvironment with significantly enhanced cranial bone formation / D. Li [et al.]. // Int J Nanomedicine. - 2018. - N. 13. - P. 7167-7181.

242. Solheim, E. Growth factors in bone / E. Solheim // International Orthopaedics. - 1998. - Vol. 22.- P. 410-416.

243. Stevens, H. Bcl-2, tissue transglutaminase and p53 protein expression in the apoptotic cascade in ribs of premature infants / H. Stevens, J. Reeve, B. Noble // J Anat. - 2000.- Vol. 196 (Pt 2). - P. 181- 191.

244. Stimulation of bone healing by sustained BMP-2 delivery / M. Fassbender [et al.]. // Int. J. Mol. Sci. - 2014. - Vol. 15. - P. 8539-8552.

245. Systemic melatonin application increases bone formation in mandibular distraction osteogenesis / I. Acikan [et al.]. // Braz Oral Res. -2018. - N. 32. - P. e85. doi: 10.1590/1807-3107bor-2018.vol32.0085.

246. Systemically available bone morphogenetic protein two and seven affect bone metabolism / I. Dumic-Cule [et al.]. // Int Orthop/ - 2014. - N. 38. - P. 1979-1985.

247. Subtypes of endothelial progenitor cells affect healing of segmental bone defects differently / E.M. Giles [et al.]. // Int Orthop. - 2017. - N. 41. - P. 2337-2343.

248. Surgical factors contributing to nonunion in femoral shaft fracture following intramedullary nailing / Y.G. Ma [et al.]. // J. Traumatol. - 2016. -Vol. 19, N 2. - P. 109-112.

249. Systemic melatonin application increases bone formation in mandibular distraction osteogenesis / I. Acikan I [et.al] // Braz Oral Res. -2018. - Vol. 32. - P. e85. - doi: 10.1590/1807-3107bor-2018.vol32.0085.

250. Systemic response of the GH/IGF-I axis in timely versus delayed fracture healing / S. Weiss [et al.]. // Growth Horm IGF Res. - 2008. - N. 18. - P. 205-212.

251. Terheyden H., Lang N.P., Bierbaum S., Stadlinger B. Osseointegration-communication of cells //Clin. Oral. Implants. Res. 2012. Vol. 23, N 10. Pp. 1127-1235.

252. TGF-beta1 as a marker of delayed fracture healing / G. Zimmermann [et al.]. // Bone. - 2005. - N. 36. - P. 779-785.

253. TGF-ß2 antagonizes IL-6-promoted cell survival / Y. Du [et al.]. // Mol Cell Biochem. - 2019. - N. 461(1-2). - P. 119-126.

254. TGF-ß2 is involved in the preservation of the chondrocyte phenotype under hypoxic conditions / R. Das [et al.]. // Ann Anat. - 2015. - N. 198. -P. 1-10. - doi: 10.1016/j.aanat.2014.11.003.

255. Thalji G., Cooper L.F. Molecular assessment of osseointegration in vivo: a review of the current literature // Int. J. Oral. Maxillofac. Implants. 2013. Vol. 28, N 6. Pp. 521-534.

256. The bone lining cell: its role in cleaning Howship's lacunae and initiating bone formation /V. Everts [et al.]. // J Bone Miner Res. - 2002. -N. 17. - P. 77-90.

257. The clinical use of bone morphogenetic proteins (BMPs) revisited: a novel BMP6 biocompatible carrier device OSTEOGROW for bone healing / S. Vukicevic [et al.]. // Int Orthop. - 2014. - N. 38. - P. 635-647.

258. The dual role of IL-6-type cytokines on bone remodeling and bone tumors / F. Blanchard [et al.]. // Cytokine Growth Factor Rev. - 2009. - N. 20. - P. 19-28.

259. The forming limb skeleton serves as a signaling center for limb vasculature patterning via regulation of VEGF / I. Eshkar-oren [et al.]. // Development. - 2009. - N. 136. - P. 1263-1272.

260. The hypoxia-inducible factor alpha pathway couples angiogenesis to osteogenesis during skeletal development / Y. Wang [et al.]. // J Clin Invest. - 2007. - N. 117. P. 1616-1626.

261. The in vitromigration capacity of human bone marrow mesenchymal stem cells: comparison of chemokine and growth factor chemotactic activities / A.L. Ponte [et al.]. // Stem Cells. - 2007. - N. 25. - P. 1737-45.

262. The osteocyte: A multifunctional cell within the bone / F.G.F. Tresguerres [et al.]. // Ann Anat. - 2020.- N. 227. - P. 151422.

263. The PI3K/AKT/mTOR signaling pathway in osteoarthritis: a narrative review /K. Sun [et al.]. // Osteoarthritis Cartilage. - 2020. - Vol. 28, N. 4. -P. 400-409. - doi: 10.1016/j.joca.2020.02.027.

264. The polyphenol resveratrol promotes skeletal growth in mice through a sirtuin 1-bone morphogenic protein 2 longevity axis /M. Zhao [et al.]. // Br J Pharmacol. - 2018. - Vol. 175, N. 21. - P. 4183-4192.

265. The risk factors of nonunion after intramedullary nailing fixation of femur shaft fracture in middle age patients / W. Kuan-Jou [et al.]. // Medicine. - 2019. - Vol. 98. - Issue. 29. - P. e16559. - DOI: 10.1097/MD.0000000000016559.

266. The role of angiogenesis in a murine tibial model of distraction osteogenesis / R.S. Carvalho [et al.]. // Bone. - 2004. - N. 34. - P. 849-861.

267. The small molecule PKA-specific cyclic AMP analogue as an inducer of osteoblast-like cells differentiation and mineralization / K.W. Lo Kan [et al.]. // J. Tissue Eng. Regen. Med. - 2012. - N. 6. - P. 40-48.

268. The systemic angiogenic response during bone healing / S. Weiss [et al.]. // Arch Orthop Trauma Surg. - 2009. - N. 129. - P. 989-997.

269. Tissue specific regulation of VEGF expression during bone development requires Cbfa1/Runx2 / E. Zelzer [et al.]. // Mech Dev. - 2001. - N. 106. - P. 97-106.

270. Toosi, S. Osteogenesis and bone remodeling: A focus on growth factors and bioactive peptides / S. Toosi, J. Behravan // Biofactors. - 2020. -Vol. 46, N. 3. - P. 326-340.

271. Toosi, S. Nonunion fractures, mesenchymal stem cells and bone tissue engineering / S. Toosi, N. Behravan, J. Behravan // J Biomed Mater Res A. -2018. - Vol. 106, N. 9. - P. 2552-2562.

272. Topical combined application of dexamethasone, vitamin C, and P-sodium glycerophosphate for healing the extraction socket in rabbits / J. Chen [et al.]. // Int J Oral Maxillofac Surg. - 2015. - Vol. 44, N. 10. -P.1317-1323.

273. Transforming growth factor Beta family: insight into the role of growth factors in regulation of fracture healing biology and potential clinical applications / L.A. Poniatowski [et al.]. // Mediators Inflamm. - 2015. - P. 137823. - doi: 10.1155/2015/137823.

274. Transforming growth factor beta signaling is essential for the autonomous formation of cartilage-like tissue by expanded chondrocytes / A. Tekari [et al.]. // PLoS One. - 2015. - Vol. 10, N. 3. - P. e0120857.

275. Treatment of tibial shaft non-unions: bone morphogenetic proteins versus autologous bone graft / G. Zimmermann [et al.]. // Injury. - 2009. -Vol. 40. - Suppl. 3. - P. 50-53.

276. Urist, M.R. Bone: formation by autoinduction / M.R. Urist // Science. - 1965. - Vol. 150. - P. 893-899.

277. Use of bone morphogenetic proteins in arthrodesis: clinical results / N.K. Kanakaris [et al.]. // Injury. - 2009. -Vol. 40. - Suppl. 3. - P. 62-66.

278. Vander, A.A. TGF-P receptors: In and beyond TGF-P signaling / A.A. Vander, J. Cao, X. Li // Cell Signal. - 2018. - N. 52. - P. 112-120.

279. Vascular endothelial growth factor (VEGF) in cartilage neovascularization and chondrocyte differentiation: auto-paracrine role during endochondral bone formation / M.F. Carlevaro [et al.]. // J Cell Sci. -2000. - Vol. 113, N. 1. - P. 59-69.

280. Vascular endothelial growth factor improves bone repair in a murine nonunion model / C.M. Ogilvie [et al.]. // Iowa Orthop J. - 2012. - N. 32. -P. 90-94.

281. Vascular endothelial growth factor stimulates bone repair by promoting angiogenesis and bone turnover / J. Street [et al.]. // Proc Natl Acad Sci USA. - 2002. - N. 99. - P. 9656-9661.

282. Vascular tissues are a primary source of BMP2 expression during bone formation induced by distraction osteogenesis / H. Matsubara [et al.]. // Bone. - 2012. - N. 1. - P. 68-180.

283. Vascularity in a new model of atrophic nonunion / A.A. Reed [et al.]. // J Bone Joint Surg Br. - 2003. - N. 85. - P. 604-610.

284. VEGF couples hypertrophic cartilage remodeling, ossification and angiogenesis during endochondral bone formation / H.P. Gerber [et al.]. // Nat Med. - 1999. - N. 5. - P. 623-628.

285. VEGF facilitates periosteal distraction-induced osteogenesis in rabbits: a micro-computerized tomography study / N. Casap [et al.]. // Tissue Eng Part A. - 2008. - Vol. 14, N. 2. - P. 247-253.

286. VEGF improves, whereas sFlt1 inhibits, BMP2-induced bone formation and bone healing through modulation of angiogenesis / H. Peng [et al.] // J Bone Miner Res. - 2005. - N. 20. - P. 2017-2027.

287. VEGF-loaded mineral-coated microparticles improve bone repair and are associated with increased expression of epo and RUNX-2 in murine nonunions / M. Orth [et al.]. // J Orthop Res. - 2019. - Vol. 37, N. 4. - P. 821831.

288. VEGF regulates haematopoietic stem cell survival by an internal autocrine loop mechanism / H.P. Gerber [et al.]. // Nature. - 2002. - N. 417. - P. 954-958.

289. VEGF serum concentrations in patients with long bone fractures: a comparison between impaired and normal fracture healing / K. Sarahrudi [et al.]. // J Orthop Res. - 2009. - Vol. 27, N. 10. - P. 1293-1297.

290. Vukicevic, S. Clinical need for bone morphogenetic proteins / S. Vukicevic, L. Grgurevic, M. Pecina // Int Orthop. - 2017. - N. 41. - P. 2415-2416.

291. Walsh, M.C. Biology of the RANKL-RANK-OPG System in Immunity, Bone, and Beyond / M.C. Walsh, Y. Choi // Front Immunol. -2014. - N. 5. - P. 511. - doi: 10.3389/fimmu.2014.00511.

292. Wang, T. Osteogenic differentiation of periosteal cells during fracture healing /T. Wang, X. Zhang, D.D. Bikle // J Cell Physiol. - 2017. - Vol. 232, N. 5. - P. 913-921.

293. Weber, B.G. Pseudarthrosen. Pathophysiologie, biomechanik, therapie, ergebnisse / B.G. Weber, O. Cech. - Bern-Stuttgart-Wien, Hans Huber, 1973. - 237 p.

294. Weir, M.D. Osteoblastic induction on calcium phosphate cement-chitosan constructs for bone tissue engineering / M.D. Weir, H.H. Xu // J Biomed Mater Res A. - 2010. - Vol. 94, N. 1. - P. 223-233.

295. Wozney, J.M. Bone morphogenetic protein and bone morphogenetic protein gene family in bone formation and repair / J.M. Wozney, V. Rosen // Clin. Orthop. Relat. Res. - 1998. - Vol. 346. - P. 26-37.

296. Wu, X. Pdgf-cCreERT2 knock-in mouse model for tracing PDGF-C cell lineages during development / X. Wu, W. Liu, H.A. Ding // Genesis. - 2018. - Vol. 56, N. 2. - doi: 10.1002/dvg.23092.

297. Xiao, X. Bone morphogenic proteins in iron homeostasis / X. Xiao, V.M. Alfaro-Magallanes, J.L. Babitt // Bone. - 2020. - N. 138. - P. 115495.

298. Zelzer, E. Multiple roles of vascular endothelial growth factor (VEGF) in skeletal development, growth, and repair / E. Zelzer, B.R. Olsen // Curr Top Dev Biol. - 2005. - N. 65. P. 169-187.

299. Zhang, Y. Leptin Function and Regulation / Y. Zhang, S.Jr. Chua // Compr Physiol. - 2017. - Vol. 8, N. 1. P. 351-369.

300. Zhong, N. Wnt signaling activation during bone regeneration and the role of Dishevelled in chondrocyte proliferation and differentiation / N.

Zhong, R.P. Gersch, M. Hadjiargyrou // Bone. - 2006. - Vol. 39, N. 1. - P. 5-16. - doi: 10.1016/j.bone.2005.12.008.