Potential application of bone marrow in bone regeneration procedures preliminary report*

J Stoma 2011, 64, 12: 962-972 2011 Polish Dental Society http://www.czas.stomat.net Potential application of bone marrow in bone regeneration procedures preliminary report* Potencjalne możliwości zastosowania szpiku kostnego w regeneracji kości doniesienie wstępne* Michał Jonasz, Danuta Samolczyk-Wanyura, Paweł Zawadzki Department of Cranio-maxillofacial Surgery, Oral Surgery and Implantology, Medical University of Warsaw Head: Prof. D. Samolczyk-Wanyura, DDS, PhD Summary Introduction: Bone loss is a common and significant problem in dental practice. Relevant treatment methods are called guided bone regeneration (GBR). More and more scientists are discussing the possibilities of the potential use of mesenchymal stem cells in regenerative procedures. Aim of the study: To present the potential use of bone marrow as an osteogenesis supporting factor, in the reconstruction of bone defects in the facial skull, based on available literature and a case report. Material and methods: Also described is the case report of a patient with ameloblastoma in the mandible, who was treated with segmental bone resection and reconstruction with autogenous iliac crest bone graft and bone marrow application. Results: The idea of osteoconductive, osteoinductive and osteogenic process was presented, including the potential of mesenchymal bone marrow stem cells. The case report confirms treatment efficacy. Summary: Bone marrow mesenchymal stem cells (MSC) differentiate into osteoblasts, which are key cells in the process of bone formation. Streszczenie Wstęp: ubytki tkanki kostnej są częstym i istotnym problemem w pracy lekarza. Metody leczenia tych ubytków określa się mianem sterowanej regeneracji kości (GBR). Coraz częściej dyskutuje się o możliwościach wykorzystania i potencjale mezenchymalnych komórek macierzystych w zabiegach regeneracyjnych. Cel pracy: przedstawienie potencjalnych możliwości wykorzystania szpiku kostnego jako czynnika wspomagającego osteogenezę, podczas rekonstrukcji ubytków kostnych w obrębie czaszki twarzowej na podstawie piśmiennictwa i własnej obserwacji. Materiał i metody: opisano przypadek pacjentki leczonej z powodu szkliwiaka żuchwy, u której wykonano odcinkową resekcję i rekonstrukcję kością autogenną z talerza biodrowego z zastosowaniem szpiku kostnego. Wyniki: omówiono ideę procesów osteokondukcyjnych, osteoindukcyjnych i osteogennych z uwzględnieniem potencjału mezenchymalnych komórek macierzystych szpiku kostnego. Na podstawie własnej obserwacji potwierdzono skuteczność zastosowanego leczenia. Podsumowanie: mezenchymalne komórki macierzyste (MSC) znajdujące się w szpiku kostnym różnicują się w osteoblasty, które są najważniejszymi komórkami w procesie formowania się kości. KEYWORDS: bone transplantation, autograft, odontogenic tumors, bone marrow, reconstructive surgical procedures HASŁA INDEKSOWE: autologiczne przeszczepianie kości, nowotwory zębopochodne, szpik kostny, chirurgia rekonstrukcyjna *Scientific study financed from the educational budget for years 2010-2013 as a research project. *Praca naukowa finansowana ze środków budżetowych na naukę w latach 2010-2013 jako projekt badawczy. 962

2011, 64, 12 Bone regeneration Introduction Loss of bone within the facial skeleton can occur as a result of trauma, surgical treatment of lesions in the mouth, or can be age-related. The physician often faces the difficult task of lost tissue restoration to provide the patient with the best of both functional and aesthetic outcome. There are many types of bone defects, ranging from periodontal atrophic changes to extensive atrophy, or even post-resection defects within the maxilla or the mandible. Classifications of bone defects are based on their morphology, and usually describe their spatial structure. The choice of treatment largely depends on such factors as the extent and nature of the defect, the availability and nature of regenerative material, its cost and the anticipated therapeutic efficacy. Regenerative medicine is still a young, but rapidly developing area. 1-3 There are many concepts of bone regeneration, but the key to success is creating a stable scaffold (osteoconduction), and providing appropriate growth factors (osteoinduction) and cells necessary for the creation of new bone (osteogenesis). On the market there is a huge number of osteocoductive materials popularly known as bone substitute materials, 4 which due to their availability and specific indications for use have gained many supporters. However, the more extensive the defect (especially two or trihedral), the more difficult the stabilization of such material, and the less chance for its integration with the bone. Consequently, researchers are looking for the factors and methods stimulating bone growth in the regenerated site. 5,6 Currently, there is much interest in growth factors and bone morphogenetic proteins, 7,8 the application of which is supposed to induce osteogenesis. However, their use remains a rare occurrence. Wstęp Utrata struktur kostnych w obrębie czaszki twarzowej może następować w wyniku urazu, a także wskutek zaniku związanego z wiekiem pacjenta lub leczenia chirurgicznego zmian chorobowych. Lekarz niejednokrotnie staje przed trudnym zadaniem odtworzenia utraconych tkanek, tak aby zapewnić pacjentowi jak najlepszy zarówno czynnościowy jak i estetyczny wynik leczenia. Istnieje wiele rodzajów ubytków kostnych, poczynając od zmian zanikowych przyzębia, aż po rozległe zaniki i ubytki poresekcyjne szczęki czy żuchwy. Klasyfikacje ubytków kostnych opierają się na ich morfologii i najczęściej opisują ich przestrzenną strukturę. Wybór metody leczenia w dużej mierze zależy od takich czynników jak: rozległość i charakter ubytku, dostępność i rodzaj materiału do regeneracji, jego cena oraz przewidywana skuteczność terapeutyczna. Medycyna regeneracyjna to wciąż młoda, lecz prężnie rozwijająca się dziedzina. 1-3 Mimo wielu koncepcji odtwarzania kości, kluczem do sukcesu pozostaje stworzenie stabilnego rusztowania (osteokondukcja) oraz dostarczenie odpowiednich czynników wzrostu (osteoindukcja) i komórek niezbędnych dla procesu tworzenia nowej kości (osteogeneza). Na rynku istnieje ogromna liczba materiałów osteokondukcyjnych zwanych potocznie materiałami kościozastępczymi, 4 które dzięki swojej dostępności i określonym wskazaniom do zastosowania zyskały wielu zwolenników. Jednak im rozleglejszy ubytek (szczególnie dwu lub trójścienny), tym trudniejsza stabilizacja takiego materiału i mniejsze szanse na jego integrację z kością. Wobec powyższego poszukuje się czynników i metod pobudzających tkankę kostną do wzrostu w miejscu regenerowanym. 5,6 Obecnie dużym zainteresowaniem cieszą się czynniki wzrostu i białka mor- 963

M. Jonasz et al. J Stoma The main source of nutrients and osteogenic cells for the new formed, regenerated bone, is blood. Unfortunately, the body may not always provide their sufficient amount via blood circulation. In regenerative medicine, the possibility of mesenchymal stem cells (MSC) application is widely discussed. 9-12 They were already described in the 70s by Friedenstein and their dissemination under that name took place in the 1990s by Caplan. 13 They differentiate into mesodermal origin tissues such as bone, cartilage or fat cells, unlike bone marrow hematopoietic cells, which produce blood cell counts. 14 The distinction between them is possible through the characteristic set of antigens (clusters of differentiation CD) on the surface of these cells. 15 Mesenchymal stem cells are characterized by the following system of antigens: CD105 (+), CD90 (+), CD73 (+), CD45 (-), CD34 (-). Currently, the most common source of these cells is bone marrow and adipose tissue. 16-18 Aim of the study Basing on own observations and available literature, the study aimed at presenting the potential use of bone marrow as a factor supporting osteogenesis during bone reconstruction within the facial skeleton. Material and methods A 56-year-old female patient was admitted with adamantinoma (ameloblastoma) of the body of the left mandible (Fig.1). The biopsy was performed 3 weeks earlier. The patient was qualified for segmental resection of the mandible and simultaneous reconstruction with autogenous iliac crest bone graft with application of bone marrow. The procedure fogenetyczne kości, 7,8 których aplikacja ma indukować osteogenezę. Jednak ich zastosowanie nadal należy do rzadkości. Podstawowym źródłem czynników odżywczych i komórek kościotwórczych dla nowo tworzącej się kości w miejscu regenerowanym jest krew. Niestety drogą krwionośną organizm nie zawsze może dostarczyć ich wystarczającą ilość. W medycynie regeneracyjnej szeroko dyskutuje się możliwości wykorzystania mezenchymalnych komórek macierzystych (MSC). 9-12 Opisywane one były już w latach 70 XX w. przez Friedensteina, a ich upowszechnienie pod tą nazwą nastąpiło w latach 90 XX wieku przez Caplana. 13 Różnicują się one w tkanki pochodzenia mezodermalnego takie, jak kość, chrząstka czy komórki tłuszczowe, w odróżnieniu od komórek hematopoetycznych szpiku kostnego, z których powstają elementy morfotyczne krwi. 14 Rozróżnienie ich jest możliwe dzięki charakterystycznemu zestawowi antygenów (CD ang. clusters of differentiation gronka różnicowania) występujących na powierzchni tych komórek. 15 Mezenchymalne komórki macierzyste charakteryzuje następujący układ antygenów: CD105(+), CD90(+), CD73(+), CD45(-), CD34(-). Obecnie najbardziej powszechnymi źródłami tych komórek jest szpik kostny i tkanka tłuszczowa. 16-18 Cel pracy Celem pracy było przedstawienie, na podstawie własnych obserwacji i dostępnego piśmiennictwa, potencjalnych możliwości wykorzystania szpiku kostnego jako czynnika wspomagającego osteogenezę, podczas rekonstrukcji kości w obrębie czaszki twarzowej. Materiał i metody Pacjentka l.56 została przyjęta do kliniki 964

2011, 64, 12 Bone regeneration Fig. 1. CT scan with 3D reconstruction of a patient with a diagnosis of ameloblastoma in the left body of the mandible. Badanie TK z rekonstrukcją 3D pacjentki z rozpoznaniem ameloblastoma trzonu żuchwy po stronie lewej. was performed under general anesthesia and antibiotic prophylaxis with Augmentin 1.2 g iv. Tooth 33 adjacent to the tumor was removed. Reconstructive plate was fitted and holes drilled for subsequent exact reconstruction of the shape. Then, a segmental resection of the mandible was performed removing the tumor and pathologically unchanged tissue margins (Fig. 2, 3). Adamantinoma did not extend to the periosteum, whose continuity was preserved during surgery. Then, a full thickness graft from the iliac crest was taken, fitted and immobilized in the postresection defect using a pre-matched reconstructive plate (Fig. 4). In the final phase of the surgery, 2 ml of bone marrow was collected using aspiration needle. It was mixed with autogenous bone chips that had been obtained with bone mill, giving semi-firm consistency and immediately placed along the graft and its margins along the resection stumps of the mandible (Fig.5). The sutures were placed. In order to achieve the z powodu szkliwiaka (ameloblastoma) trzonu żuchwy po stronie lewej (Fig.1). Biopsja guza była wykonana 3 tygodnie wcześniej. Chorą zakwalifikowano do zabiegu odcinkowej resekcji żuchwy i jednoczasowej rekonstrukcji przeszczepem autogennym z talerza kości biodrowej oraz wykorzystaniem szpiku kostnego. Zabieg wykonano w znieczuleniu ogólnym w osłonie antybiotykowej (Augmentin). Usunięto ząb 33 przyległy do guza. Dopasowano płytę rekonstrukcyjną i nawiercono otwory w celu późniejszego dokładnego odwzorowania kształtu żuchwy. Następnie wykonano odcinkową resekcję żuchwy, usuwając guz i zachowując margines tkanek niezmienionych chorobowo (Fig.2, 3). Szkliwiak nie obejmował okostnej, której ciągłość została zachowana w trakcie zabiegu. Następnie pobrano przeszczep pełnej grubości z talerza kości biodrowej, dopasowano i unieruchomiono w ubytku poresekcyjnym za pomocą wcześniej dopasowanej płyty rekonstrukcyjnej (Fig.4). W końcowej fazie zabiegu pobrano, metodą biopsji aspiracyjnej, 2 ml szpiku kostnego. Zmieszano go z wiórami kości autogennej, pozyskanymi za pomocą młynka do kości, uzyskując masę o konsystencji półpłynnej i niezwłocznie umieszczono wzdłuż przeszczepu oraz na liniach jego styku z kikutami poresekcyjnymi żuchwy (Fig.5). Następnie zaszyto ranę. Aby osiągnąć optymalne stężenie MSC w aspiracie, biopsję wykonano na przeciwległym talerzu kości biodrowej. Podejrzewa się, że szpik pobrany z kości poddanej działaniom mechanicznym i płukaniu 0,9%NaCl mógłby być uboższy w MSC. Okres pooperacyjny i gojenie przebiegło bez powikłań. Po zabiegu wykonano kontrolne badanie tomografii komputerowej (Fig.6). Szwy z okolicy biodra i wewnątrzustne zdjęto po 10 dniach. Pacjentka zgłaszała się na kontrole co 965

M. Jonasz et al. J Stoma Fig. 2. Condition after segmental resection of the mandible on the left. Stan po odcinkowej resekcji trzonu żuchwy po stronie lewej. Fig. 3. Excised body of the mandible with the tumor. Zresekowany fragment trzonu żuchwy wraz z guzem. Fig. 4. Reconstruction of post-resection defect with autogenous iliac crest bone graft. Rekonstrukcja ubytku poresekcyjnego przeszczepem kości autogennej z talerza biodrowego. Fig. 5. Completion of the reconstructed area with bone chips and bone marrow. Uzupełnienie obszaru rekonstruowanego wiórami kostnymi i szpikiem kostnym. optimal concentration of MSC in the aspirate, biopsy was performed on the opposite hip bone plate. It is suspected that the bone marrow collected from the bone previously subjected to mechanical excision and 0.9% NaCl rinsing could be poorer in MSC. The postoperative healing was uneventful. After the surgery, control computed tomography (CT) was performed (Fig. 6). Stitches from the hip and the intra-oral area were removed after 2 tygodnie, w trakcie których obserwowano prawidłowe procesy gojenia i szybki powrót chorej do zdrowia (Fig.7,8). Po 3 miesiącach wykonano kontrolne badanie radiologiczne (TK), na którym uwidoczniono prawidłową przebudowę i mineralizację przeszczepu oraz jego stopniowy zrost z kikutami żuchwy w okolicy otworu bródkowego i kąta (Fig.9,10). U pacjentki zaplanowane jest dalsze leczenie implantoprotetyczne. 966

2011, 64, 12 Bone regeneration Fig. 6. CT scan with 3D reconstruction condition after segmental resection and reconstruction of the mandible. Badanie TK z rekonstrukcją 3D stan po zabiegu odcinkowej resekcji i rekonstrukcji trzonu żuchwy. Fig. 7. Condition 6 weeks after resection and reconstruction of the mandible. Stan po 6 tygodniach od zabiegu resekcji i rekonstrukcji trzonu żuchwy. Fig. 8. Condition at 3 months after resection and reconstruction of the mandible on the left. Stan po 3 miesiącach od zabiegu resekcji i rekonstrukcji trzonu żuchwy po stronie lewej. Fig. 9. CT scan with 3D reconstruction 3 months after resection and reconstruction of the mandible. Badanie TK z rekonstrukcją 3D 3 miesiące po zabiegu resekcji i rekonstrukcji trzonu żuchwy. 10 days. The patient presented for check-ups every 2 weeks, during which normal healing processes and rapid convalescence were observed (Figure 7, 8). At 3 months, control CT examination was performed, which showed normal remodelling and mineralization of the graft and its gradual union with the stumps of Dyskusja Praca oparta jest na piśmiennictwie z różnych gałęzi medycyny, dotyczącym komórek macierzystych szpiku kostnego i możliwości jego wykorzystania do rekonstrukcji kości w obrębie czaszki twarzowej. 3,13,19 Analizę wy- 967

M. Jonasz et al. J Stoma Fig. 10. CT horizontal plane scan 3 months after resection and reconstruction of the mandible. Badanie TK, skan w płaszczyźnie horyzontalnej 3 miesiące po zabiegu resekcji i rekonstrukcji trzonu żuchwy. the lower jaw in the area of mental foramen and angle (Fig. 9, 10). The patient was prepared for further implanto-prosthetic treatment. Discussion This article is based on the multi-specialized medical literature, and gathers information about bone marrow stem cells in terms of its possible use for the reconstruction of bone defects in the facial skull. 3,13,19 The analysis was performed for osteogenic potential of mesenchymal stem cells (MSC) contained in bone marrow, from which, among others, bone tissue develops. This paper also contains a case report of a patient with adamantinoma of the mandible, treated by segmental resection and reconstruction of the jaw with free iliac crest bone graft. The recipient site was additionally supplemented with autogenous bone chips and bone marrow collected by needle aspiration. The study was approved by the Bioethics Committee of Medical University of Warsaw, n o. KB/74/2010. A literature review also included current methods of bone reconstruction within the konano pod kątem potencjału osteogennego mezenchymalnych komórek macierzystych (MSC) zawartych w szpiku kostnym, z których rozwija się między innymi tkanka kostna. W pracy opisano przypadek pacjentki z rozpoznaniem szkliwiaka trzonu żuchwy, leczonej metodą odcinkowej resekcji i rekonstrukcji żuchwy wolnym przeszczepem z talerza kości biodrowej. Miejsce biorcze dodatkowo uzupełniono wiórami kości autogennej wraz ze szpikiem kostnym pobranym metodą biopsji aspiracyjnej. Na badanie uzyskano zgodę Komisji Bioetycznej WUM nr KB/74/2010. Przegląd piśmiennictwa obejmował także stosowane obecnie metody rekonstrukcji kości w obrębie szczęki i żuchwy z wykorzystaniem wszczepów kostnych (allogennych, ksneogennych i alloplastycznych) oraz autogennych przeszczepów kostnych. 5,20,21 Analizowano je pod kątem działania osteokondukcyjnego, osteoindukcyjnego i osteogennego na nowo tworzącą się tkankę kostną, a także przewidywalności wyników leczenia. Rodzaj i etiologia ubytku kostnego determinują wybór metody leczenia. Niewielkie ubytki wewnątrzkostne goją się samoistnie lub z ewentualnym użyciem materiału kościozastępczego i błony zaporowej na zasadzie działania wspomagającego. W ubytkach jedno lub dwuściennych należy zastosować jedną z metod sterowanej regeneracji kości (GBR). W zależności od źródła, z jakiego materiał został pozyskany, wszczepy dzielimy na: allogenne (pochodzące od różnego genetycznie osobnika tego samego gatunku), ksenogenne (pochodzące od osobnika innego gatunku) oraz alloplastyczne (syntetyzowane sztucznie). 20,21 Materiały te mają przede wszystkim działanie osteokondukcyjne. 20 Rzadko, w procesie sterylizacji i konserwacji wyżej wymienionych materiałów, udaje się zachować ich właściwości osteoindukcyjne, które miałyby wynikać z 968

2011, 64, 12 Bone regeneration maxilla and the mandible with bone substitute materials (allogenic, alloplastic and xenogenic) as well as autogenous bone grafts. 5,20,21 They were analyzed for osteoconductive, osteoinductive, and osteogenic action on new forming bony tissue, and the predictability of the treatment outcome. Type and etiology of bone loss determine the choice of treatment method. In the oneor double-walled cavities a guided bone regeneration procedure (GBR) should be performed. Depending on the source from which the material was obtained, bone substitutes are divided into: allogenic (derived from genetically different individual of the same species), xenogeneic (coming from an individual of another species) and alloplastic (artificially synthesized). 20,21 These materials primarily have osteoconductive effect. 20 Rarely, in the process of sterilization and preservation of these materials, do manufacturers manage to retain their osteoinductive properties which should result from the presence of growth factors and bone morphogenetic proteins in their structure. 22 The greatest difficulties are encountered in the reconstruction of bone height and width, or while restoring the continuity of the postresection defects. Then the bone substitute material itself does not provide sufficient stabilization of the site in which we want to reconstruct bone tissue. An important factor is also the extent of the loss. The greater the defect, the more difficult the reconstruction and the greater risk of newly forming bone atrophy. In such cases, the autogenous bone graft remains the gold standard. Patient s own bone, positioned and stabilized in the defect, should obtain the blood flow perfusion from the surrounding tissues and integrate with adjacent bone tissue. However, the free transplanted bone does not contain live osteoblasts, because obecności w ich strukturze czynników wzrostu i białek morfogenetycznych kości. 22 Największe trudności napotykane są w przypadku rekonstrukcji kości na wysokość, szerokość lub odtworzenia jej ciągłości w ubytkach poresekcyjnych. Wówczas sam materiał kościozastępczy nie zapewni wystarczającej stabilizacji miejsca, w którym chcemy odtworzyć tkankę kostną. Ważnym czynnikiem jest również rozległość danego ubytku. Im większy ubytek tym trudniejsza rekonstrukcja i większe ryzyko zaniku nowo tworzącej się kości. W takich przypadkach złotym standardem pozostaje materiał autogenny. Kość własna pacjenta umiejscowiona i unieruchomiona w ubytku kostnym powinna otrzymać ukrwienie na zasadzie perfuzji z otaczających tkanek i zrosnąć się z otaczającą tkanką kostną. Jednak przeszczepiona wolna kość nie zawiera żywych osteoblastów, ponieważ obumierają one w krótkim czasie od pobrania przeszczepu i w trakcie jego dostosowania do miejsca biorczego. Przeszczep stanowi rusztowanie i źródło białek morfogenetycznych, których największe stężenie występuj w blaszce zbitej i istocie międzykomórkowej. 21,22 Osteoblasty i czynniki odżywcze muszą być dostarczone do miejsca biorczego, a cały przeszczep ulega stopniowej przebudowie. Wiąże się to z niekontrolowanym zanikiem, który występuje w różnym stopniu i w różnych punktach przeszczepu. Korzystny jest natomiast fakt, że wraz z przeszczepem autogennym przenosimy do miejsca biorczego czynniki wzrostu i białka morfogenetyczne kości, które odpowiadają za osteoindukcję. Istotą procesu regeneracji kostnej jest osteogeneza, za którą odpowiedzialne są osteoblasty i osteoindukcja. Czynnikami osteoindukcyjnymi są czynniki wzrostu (PDGF, IGF-I) oraz białka morfogenetyczne (głównie BMP- 2 i BMP-4 należące do grupy TGF-β), 21 które 969

M. Jonasz et al. J Stoma they die in a short time after graft collection and during its adaptation to the recipient place. Autogenous bone graft is the scaffolding and the source of bone morphogenetic proteins, the largest concentration of which occurs in the lamina dura and intercellular substance. 21.22 Osteoblasts and nutrients must be delivered to the recipient site and the transplant is being gradually reconstructed. This is associated with uncontrolled atrophy, which occurs in various degrees and in different points of the graft. Beneficial is the fact that with autogenous bone graft growth factors and bone morphogenetic proteins, which are responsible for osteoinduction, are moved to the recipient site. The essence of the bone regeneration process is osteogenesis, for which the osteoblasts are responsible, and osteoinduction. Osteoinductive factors are growth factors (PDGF, IGF-I), and bone morphogenetic proteins (especially BMP-2 and BMP- 4 belonging to the TGF-β), 21 which induce mesenchymal cells (MSC) to differentiate into osteoblasts. They are delivered to the graft with the blood or additionally in autogenous bone graft. Conclusion It should be emphasized that the mesenchymal stem cells (MSC) found in the bone marrow differentiate into osteoblasts, which are the most important cells in the process of bone formation. These cells, along with nutrients, are delivered to the reconstructed area with blood circulation when the standard guided tissue regeneration (GTR) procedures are performed. Bone marrow as a source of osteoblasts is a material easily obtainable, and its gaining does not generate high costs. When used during indukują komórki mezenchymalne (MSC) do różnicowania się w osteoblasty. Dostarczane są one do przeszczepu wraz z krwią lub dodatkowo w kostnym materiale autogennym. Podsumowanie Należy podkreślić, że mezenchymalne komórki macierzyste (MSC) znajdujące się w szpiku kostnym mogą się różnicować w osteoblasty, które są najważniejszymi komórkami w procesie formowania się kości. Komórki te, w przypadku stosowania standardowych zabiegów sterowanej regeneracji tkanek (GTR), dostarczane są do okolicy poddawanej rekonstrukcji drogą krwionośną wraz z czynnikami odżywczymi. Szpik kostny jako źródło osteoblastów jest materiałem łatwo dostępnym, zaś jego pobranie nie generuje wysokich kosztów. W przypadku jego zastosowania w trakcie zabiegu rekonstrukcji u tego samego pacjenta nie zachodzi ryzyko zakażenia krzyżowego. Dodatkowym atutem jest fakt, że materiał ten nie jest poddawany procesom zamrażania, sterylizacji, odbiałczania itp., dlatego zawiera żywe komórki. Natomiast czas od jego pobrania do zastosowania w ubytku kostnym może być skrócony do minimum. Opisana w niniejszej pracy koncepcja wykorzystania szpiku kostnego jako czynnika wspomagającego wgajanie przeszczepów autogennych i materiałów kościozastępczych ma na celu przedstawienie medycznych i biologicznych podstaw zastosowania takiej metody leczenia z uwzględnieniem własnych obserwacji. Dotyczy to w szczególności rozległych i trudnych rekonstrukcji kostnych, które często są jedyną szansą pacjenta na odzyskanie prawidłowych warunków estetycznych i czynnościowych układu stomatognatycznego. 970

2011, 64, 12 Bone regeneration reconstruction surgery in the same patient there is no risk of cross infection. Another advantage is that this material is not subjected to the processes of freezing, sterilization, protein destruction, etc., but contains living cells. Also, the time from its collection to application in the bone defect may be reduced to the minimum. The concept of using bone marrow, as a factor supporting autogenous bone graft and bone substitute materials integration presented in this paper is supposed to provide medical and biological basis for utilizing this method during treatment. Own observations are taken into account. This is particularly related to extensive and difficult bone reconstructions, which are often the only chance for the patient to regain satisfactory aesthetic and functional stomatognathic system conditions. References 1. Baum E, Musielak M: Komórki macierzyste - biologiczne aspekty medycyny regeneracyjnej. Ginekol Położ 2008; 3, 4: 63-75. 2. Ratajczak MZ, Zuba-Surma EK, Machalinski B, Kucia M: Bone-marrow-derived stem cells - our key to longevity? J Appl Genet 2007; 48, 4: 307-319. 3. Komender J: Stem cell research as a base for reconstructive medicine. Ann Transplant 2003; 8, 2: 5-8. 4. Marczyńska-Stolarek M, Ignatowicz E, Żmuda S, Kozłowski W: Materiały i metody stosowane w stomatologii w procesach regeneracji kości. Przegląd piśmiennictwa. Mag Stomatol 2003; 13, 12: 26-29. 5. Wojtowicz A: Możliwości wykorzystania autologicznego fibrynowego kleju tkankowego do sterowanej regeneracji tkanek w chirurgii i implantologii stomatologicznej. Implantoprotetyka 2006; 7, 4: 43-46. 6. Arkuszewski P, Dudek D, Kozakiewicz M: BMP - białka wzrostowe kości. Wspieranie sterowanej regeneracji tkanek i leczenia chirurgicznego z użyciem materiałów kościozastępczych. Przegląd piśmiennictwa. Mag Stomatol 2002; 12, 1: 18-22. 7. Włodarski PK, Galus R, Brodzikowska A, Włodarski KH: Zastosowanie białek morfogenetycznych kości (BMP) w leczeniu ubytków kości. Aplikacja kliniczna w stomatologii i ortopedii - przegląd piśmiennictwa. Czas Stomatol 2002; 55, 2: 110-114. 8. Wojtowicz A, Kossowska K, Malejczyk J: Rola białka morfogenetycznego kości 6 (BMP-6) w regulacji różnicowania i dojrzewania tkanek w morfogenezie. Nowa Stomatol 2001; 6, 3: 52-55. 9. Banaś A: Komórki macierzyste - perspektywy i zagrożenia. Prz Med Uniw Rzesz 2010; 8, 2: 117-127. 10. Roguska M: Komórki macierzyste - przyszłość medycyny? Med Estet Anti-Aging 2010;, 1: 57-59. 971

M. Jonasz et al. J Stoma 11. Baum E: Komórki macierzyste jako bioetyczny problem współczesnej medycyny. Poznań, Wydaw. Naukowe UM im. Karola Marcinkowskiego 2010; 103: 94-103. 12. Ratajczak MZ, Zuba-Surma E, Ratajczak J: Komórki macierzyste - blaski i cienie. Acta Haematol Pol 2009; 40, 2: 289-303. 13. Gala K, Burdzińska A, Pączek L: Mezenchymalne komórki macierzyste szpiku kostnego a starzenie. Post Biol Komórki 2010; 37, 1: 89-106. 14. Olszewska-Słonina DM, Styczyński J, Drewa TA, Czajkowski R: Komórki niezróżnicowane - źródła i plastyczność. Adv Clin Exp Med 2006; 15, 3: 497-503. 15. Schauwer CD, Meyer E, Walle GR, Soom AV: Markers of stemness in equine mesenchymal stem cells: a plea for uniformity. Theriogenology 2011; 75, 8: 1431-1443. 16. Olkowska-Truchanowicz J: Różnicowanie komórek prekursorowych izolowanych z tkanki tłuszczowej - nowe możliwości dla inżynierii tkankowej i terapii komórkowej. Post Biol Komórki 2009; 36, 2: 217-231. 17. Olkowska-Truchanowicz J: Izolacja i charakterystyka komórek progenitorowych tkanki tłuszczowej. Post Biol Komórki 2008; 35, 4: 517-526. 18. Olszewska-Słonina DM, Styczyński J, Drewa TA, Czajkowski R: Komórki niezróżnicowane - źródła i plastyczność. Adv Clin Exp Med 2006; 15, 3: 497-503. 19. Pituch-Noworolska A: Komórki macierzyste szpiku kostnego. Acta Haematol Pol 1995; 26, 1: 27-32. 20. Szyszkowska A, Krawczyk P: Materiały stosowane do odbudowy ubytków kostnych w stomatologii - praca poglądowa. Implantoprotetyka 2008; 9, 4: 21-24. 21. Kamiński A, Zasacka M, Wanyura H: Demineralizowana macierz kostna przygotowanie i zastosowanie w leczeniu stomatologicznym. Czas Stomatol 2007; 60, 9: 601-610. 22. Marczyński B, Wojtowicz A, Marczyński W, Ostrowski K: Źródła białek morfogenetycznych kości - wstępna ocena ilości BMP 2, 4, 6 w ludzkim szkielecie osiowym i obwodowym. Implantoprotetyka 2007; 8, 1-2: 65. Address: 02-005 Warszawa, ul. Lindleya 4 paw.4 Tel.: 22 5021797 Fax: 22 5022133 e-mail: cst2@tlen.pl Paper received 5 January 2012 Accepted 20 February 2012 972