Сравнительный анализ клеточных технологий, применяемых в вертебрологии

Авторы

DOI:

https://doi.org/10.52889/1684-9280-2026-77-1-jto038

Ключевые слова:

аспират костного мозг, грудной и поясничный отделы позвоночника, клеточные технологий, костный морфогенетический белок, мезенхимальные стволовые клетки, спондилодез, стромально-васкулярная фракция

Аннотация

Спондилодез является одним из наиболее распространенных методов лечения повреждений позвоночника, однако, несмотря на совершенствование имплантационных конструкций, частота псевдоартроза остается высокой. В связи с этим возрастает интерес к клеточным технологиям, направленным на усиление остеогенеза. Поиск литературы проводился в базах данных PubMed, Web of Science и Google Scholar за период 2016–2025 гг. В анализ включались клинические исследования, систематические обзоры и метаанализы, посвященные применению клеточных технологий при спондилодезе грудного и поясничного отделов позвоночника. В обзоре рассмотрено применение мезенхимальных стромальных клеток, аспирата костного мозга, стромально-васкулярной фракции, костных морфогенетических белков, биоактивных пептидов и аутологичных факторов роста. Анализ литературы показывает, что применение клеточных технологий способствует усилению регенеративных процессов при костном сращении позвоночника и улучшению клинических результатов лечения. Клеточные технологии представляют перспективное направление повышения эффективности костного сращения позвоночника. Дальнейшие исследования должны быть направлены на стандартизацию протоколов применения и изучение долгосрочных результатов лечения.

Биографии авторов

  • Акберген А.Р., Медицинский университет Караганды

    PhD-докторант

  • Байдарбеков М.У., Национальный научный центр травматологии и ортопедии имени академика Н.Д. Батпенова

    Заведующий отделением травматологии №1

  • Сорокина М.А., Медицинский университет Караганды

    Заведующий кафедрой информатики и биостатистики

  • Сюндюков А.Р., Федеральный центр травматологии, ортопедии и эндопротезирования

    Заведующий детским травматолого-ортопедическим отделением

  • Ипмагамбетов Ж.Н., Национальный научный центр травматологии и ортопедии имени академика Н.Д. Батпенова

    PhD-докторант, травматолог-ортопед

  • Абдикаликов М.С., Национальный научный центр травматологии и ортопедии имени академика Н.Д. Батпенова

    PhD-докторант, нейрохирург

  • Санаков А.М., Национальный научный центр травматологии и ортопедии имени академика Н.Д. Батпенова

    Резидент травматолог-ортопед

Библиографические ссылки

1. Tavares, W. M., de França, S. A., Paiva, W. S., & Teixeira, M. J. (2022). A systematic review and meta-analysis of fusion rate enhancements and bone graft options for spine surgery. Scientific Reports, 12(1), 7546. https://doi.org/10.1038/s41598-022-11551-8

2. Kim, K.-T., Kim, K. G., Choi, U. Y., Lim, S. H., Kim, Y. J., Sohn, S., Sheen, S. H., Heo, C. Y., & Han, I. (2020). Safety and tolerability of stromal vascular fraction combined with β-tricalcium phosphate in posterior lumbar interbody fusion: Phase I clinical trial. Cells, 9(10), 2250. https://doi.org/10.3390/cells9102250

3. Lee, J. H., Youn, J. H., Park, H. J., & Hyun, S. J. (2025). Low-dose bone morphogenetic protein use in spinal fusion: Rethinking clinical efficacy. Journal of Korean Neurosurgical Society, 68(6), 632–643. https://doi.org/10.3340/jkns.2025.0025

4. Greiner-Perth, A.-K., Wilke, H.-J., & Liebsch, C. (2024). Which spinal fixation technique achieves which degree of stability after thoracolumbar trauma? A systematic quantitative review. The Spine Journal. Advance online publication. https://doi.org/10.1016/j.spinee.2024.10.017

5. Yang, S., Zhou, B., Mo, J., He, R., Mei, K., Zeng, Z., Yang, G., Chen, Y., Luo, M., Tang, S., & Xiao, Z. (2024). Risk factors affecting spinal fusion: A meta-analysis of 39 cohort studies. PLoS One, 19(6), e0304473. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0304473

6. Muthu, S., Jeyaraman, M., Ganie, P. A., & Khanna, M. (2022). Is platelet-rich plasma effective in enhancing spinal fusion? Systematic overview of overlapping meta-analyses. Global Spine Journal, 12(2), 333–342. https://doi.org/10.1177/2192568220988278

7. Stephan, S. R., Kanim, L. E., & Bae, H. W. (2021). Stem cells and spinal fusion. International Journal of Spine Surgery, 15(Suppl 1), 94–103. https://doi.org/10.14444/8057

8. Ambrosio, L., Schol, J., Tamagawa, S., Muthu, S., Sakai, D., Papalia, R., Vadalà, G., & Denaro, V. (2025). Efficacy and safety of osteobiologics for lumbar spinal fusion: A systematic review and network meta-analysis. Journal of Bone and Joint Surgery American, 107(18), 2110–2121. https://doi.org/10.2106/JBJS.24.01205

9. Yi, J., Li, M., Zhu, J., Wang, Z., & Li, X. (2024). Recent development and applications of electrodeposition biocoatings on medical titanium for bone repair. Journal of Materials Chemistry B, 12(39), 9863–9893. https://doi.org/10.1039/d4tb01081g

10. Noh, T., Zakaria, H., Massie, L., Ogasawara, C. T., Lee, G. A., & Chedid, M. (2021). Bone marrow aspirate in spine surgery: Case series and review of the literature. Cureus, 13(12), e20309. https://doi.org/10.7759/cureus.20309

11. Iaquinta, M. R., Mazzoni, E., Bononi, I., Rotondo, J. C., Mazziotta, C., Montesi, M., Sprio, S., Tampieri, A., Tognon, M., & Martini, F. (2019). Adult stem cells for bone regeneration and repair. Frontiers in Cell and Developmental Biology, 7, 268. https://doi.org/10.3389/fcell.2019.00268

12. Kim, Y. H., Ha, K. Y., Kim, Y. S., Kim, K. W., Rhyu, K. W., Park, J. B., Shin, J. H., Kim, Y. Y., Lee, J. S., Park, H. Y., Seo, H. S., Choi, J. H., & Choi, H. S. (2022). Lumbar interbody fusion and osteobiologics for lumbar fusion. Asian Spine Journal, 16, 1022–1033. https://doi.org/10.31616/asj.2022.0435

13. Kim, Y. H., Kim, K. W., Rhyu, K. W., Park, J. B., Shin, J. H., Kim, Y. Y., Lee, J. S., Ahn, J. H., Ryu, J. H., Park, H. Y., & Kim, S. I. (2025). Bone fusion materials: Past, present, and future. Asian Spine Journal, 19(3), 490–500. https://doi.org/10.31616/asj.2024.0520

14. Keum, B. R., Kim, H. J., Kim, G. H., & Chang, D. G. (2023). Osteobiologies for spinal fusion from biological mechanisms to clinical applications: A narrative review. International Journal of Molecular Sciences, 24(24), 17365. https://doi.org/10.3390/ijms242417365

15. Łuczak, J. W., Palusińska, M., Matak, D., Pietrzak, D., Nakielski, P., Lewicki, S., Grodzik, M., & Szymański, Ł. (2024). The future of bone repair: Emerging technologies and biomaterials in bone regeneration. International Journal of Molecular Sciences, 25(23), 12766. https://doi.org/10.3390/ijms252312766

16. Stamnitz, S., & Klimczak, A. (2021). Mesenchymal stem cells, bioactive factors, and scaffolds in bone repair: From research perspectives to clinical practice. Cells, 10(8), 1925. https://doi.org/10.3390/cells10081925

17. Theodosaki, A. M., Tzemi, M., Galanis, N., Bakopoulou, A., Kotsiomiti, E., Aggelidou, E., & Kritis, A. (2024). Bone regeneration with mesenchymal stem cells in scaffolds: Systematic review of human clinical trials. Stem Cell Reviews and Reports, 20, 938–966. https://doi.org/10.1007/s12015-024-10696-5

18. Acharya, S., Shaha, S., Bibbey, M. G., Mukherji, M., Zhao, Z., & Mitragotri, S. (2025). Stem cell therapies in the clinic. Bioengineering & Translational Medicine, 10(3), e70000. https://doi.org/10.1002/btm2.70000

19. Iaquinta, M. R., Mazzoni, E., Bononi, I., Rotondo, J. C., Mazziotta, C., Montesi, M., Sprio, S., Tampieri, A., Tognon, M., & Martini, F. (2019). Adult stem cells for bone regeneration and repair. Frontiers in Cell and Developmental Biology, 7, 268. https://doi.org/10.3389/fcell.2019.00268

20. Zhang, S., Lee, Y., Liu, Y., Yu, Y., & Han, I. (2024). Stem cell and regenerative therapies for the treatment of osteoporotic vertebral compression fractures. International Journal of Molecular Sciences, 25(9), 4979. https://doi.org/10.3390/ijms25094979

21. Gomez-Ruiz, V., Blanco, J. F., Villarón, E. M., Fidalgo, H., López-Parra, M., & Sánchez-Guijo, F. (2023). Autologous mesenchymal stem cell transplantation for spinal fusion: 10 years follow-up of a phase I/II clinical trial. Stem Cell Research & Therapy, 14(1), 78. https://doi.org/10.1186/s13287-023-03298-4

22. Blanco, J. F., Villarón, E. M., Pescador, D., da Casa, C., Gómez, V., Redondo, A. M., López-Villar, O., López-Parra, M., Muntión, S., & Sánchez-Guijo, F. (2019). Autologous mesenchymal stromal cells embedded in tricalcium phosphate for posterolateral spinal fusion: Results of a prospective phase I/II clinical trial with long-term follow-up. Stem Cell Research & Therapy, 10(1), 63. https://doi.org/10.1186/s13287-019-1166-4

23. García de Frutos, A., González-Tartière, P., Coll Bonet, R., Ubierna Garcés, M. T., Del Arco Churruca, A., Rivas García, A., Matamalas Adrover, A., Saló Bru, G., Velazquez, J. J., Vila-Canet, G., García-Lopez, J., Vives, J., Codinach, M., Rodriguez, L., Bagó Granell, J., & Càceres Palou, E. (2020). Randomized clinical trial: Expanded autologous bone marrow mesenchymal cells combined with allogeneic bone tissue, compared with autologous iliac crest graft in lumbar fusion surgery. The Spine Journal, 20(12), 1899–1910. https://doi.org/10.1016/j.spinee.2020.07.014

24. Ajiboye, R. M., Eckardt, M. A., Hamamoto, J. T., Plotkin, B., Daubs, M. D., & Wang, J. C. (2016). Outcomes of demineralized bone matrix enriched with concentrated bone marrow aspirate in lumbar fusion. International Journal of Spine Surgery, 10, 35. https://doi.org/10.14444/3035

25. Yoo, J. S., Ahn, J., Patel, D. S., Hrynewycz, N. M., Brundage, T. S., & Singh, K. (2019). An evaluation of biomaterials and osteobiologics for arthrodesis achievement in spine surgery. Annals of Translational Medicine, 7(Suppl 5), S168. https://doi.org/10.21037/atm.2019.06.80

26. Chaput, C. D., Shar, A., Jupiter, D., Hubert, Z., Clough, B., Krause, U., & Gregory, C. A. (2018). How stem cell composition in bone marrow aspirate relates to clinical outcomes when used for cervical spine fusion. PLOS ONE, 13(9), e0203714. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0203714

27. Salamanna, F., Tedesco, G., Sartori, M., Griffoni, C., Spinnato, P., Romeo, P., Ghermandi, R., Fini, M., Giavaresi, G., Gasbarrini, A., & Barbanti Brodano, G. (2024). Safety and efficacy of autologous bone marrow clot as a multifunctional bioscaffold for instrumental posterior lumbar fusion: A 1-year follow-up pilot study. Frontiers in Endocrinology, 14, 1245344. https://doi.org/10.3389/fendo.2023.1245344

28. Ajiboye, R. M., Eckardt, M. A., Hamamoto, J. T., Sharma, A., Khan, A. Z., & Wang, J. C. (2018). Does age influence the efficacy of demineralized bone matrix enriched with concentrated bone marrow aspirate in lumbar fusions? Clinical Spine Surgery, 31(1), E30–E35. https://doi.org/10.1097/BSD.0000000000000553

29. Chatterjee, B., Rauschmann, M., Fleege, C., Arabmotlagh, M., Schmidt, S., Martin, K., & Rickert, M. (2020). A prospective, randomized study evaluating clinical and radiographic efficacy of lumbar interbody fusion performed using a truss technology-based interbody fusion device with homologous bone or bone marrow aspirate. International Journal of Spine Surgery, 14(6), 924–935. https://doi.org/10.14444/7141

30. Robbins, S., Lauryssen, C., & Songer, M. N. (2017). Use of nanocrystalline hydroxyapatite with autologous BMA and local bone in the lumbar spine: A retrospective CT analysis of posterolateral fusion results. Clinical Spine Surgery, 30(3), E192–E197. https://doi.org/10.1097/BSD.0000000000000091

31. Sharma, S., Muthu, S., Jeyaraman, M., Ranjan, R., & Jha, S. K. (2021). Translational products of adipose tissue-derived mesenchymal stem cells: Bench to bedside applications. World Journal of Stem Cells, 13(10), 1360–1381. https://doi.org/10.4252/wjsc.v13.i10.1360

32. Roato, I., Belisario, D. C., Compagno, M., Verderio, L., Sighinolfi, A., Mussano, F., Genova, T., Veneziano, F., Pertici, G., Perale, G., & Ferracini, R. (2018). Adipose-derived stromal vascular fraction/xenohybrid bone scaffold: An alternative source for bone regeneration. Stem Cells International, 2018, 4126379. https://doi.org/10.1155/2018/4126379

33. Liu, J., Li, Y., Zhang, Y., Zhao, Z., & Liu, B. (2025). Engineered stromal vascular fraction for tissue regeneration. Frontiers in Pharmacology, 16, 1510508. https://doi.org/10.3389/fphar.2025.1510508

34. Baidarbekov, M., Ipmagambetov, Z., Bekarissov, O., Abdikalikov, M., Chekayev, R., & Karibayev, B. (2025). An innovative method for the treatment of degenerative lumbar spine disorders: Lumbar interbody fusion using autologous stromal vascular fraction. Trauma & Ortho Kaz, 76(5), jto026. https://doi.org/10.52889/1684-9280-2025-76-5-jto026

35. Malham, G. M., Louie, P. K., Brazenor, G. A., Mobbs, R. J., Walsh, W. R., & Sethi, R. K. (2022). Recombinant human bone morphogenetic protein-2 in spine surgery: Recommendations for use and alternative bone substitutes — A narrative review. Journal of Spine Surgery, 8(4), 477–490. https://doi.org/10.21037/jss-22-23

36. Von Benecke, J. P., Tarsitano, E., Zimmermann, L. A., Shakesheff, K. M., Walsh, W. R., & Bae, H. W. (2024). A narrative review on recombinant human bone morphogenetic protein-2: Where are we now? Cureus, 16(8), e67785. https://doi.org/10.7759/cureus.67785

37. Tateiwa, D., & Kaito, T. (2022). Advances in bone regeneration with growth factors for spinal fusion: A literature review. North American Spine Society Journal, 13, 100193. https://doi.org/10.1016/j.xnsj.2022.100193

38. Patel, H. A., Wellington, I. J., Lubonja, K., Stelzer, J. W., Antonacci, C. L., Coskun, E., Cote, M. P., Singh, H., Mallozzi, S. S., & Moss, I. L. (2023). Current trends in recombinant human bone morphogenetic protein-2 (rhBMP-2) usage for spinal fusion surgery. Medicina (Kaunas), 59(5), 878. https://doi.org/10.3390/medicina59050878

39. Chernysheva, M., Ruchko, E., & Eremeev, A. (2025). Optimizing rhBMP-2 therapy for bone regeneration: From safety concerns to biomaterial-guided delivery systems. International Journal of Molecular Sciences, 26(21), 10723. https://doi.org/10.3390/ijms262110723

40. Zhu, L., Liu, Y., Wang, A., Zhu, Z., Li, Y., Zhu, C., Che, Z., Liu, T., Liu, H., & Huang, L. (2022). Application of BMP in bone tissue engineering. Frontiers in Bioengineering and Biotechnology, 10, 810880. https://doi.org/10.3389/fbioe.2022.810880

41. Bonsu, J. M., Pisharody, V. A., Boden, S. D., & Goh, B. C. (2025). Orthobiologics in spine surgery: A narrative review. Journal of Spine Surgery, 11(4), 1065–1072. https://doi.org/10.21037/jss-25-69

42. Graillon, T., Farah, K., Rakotozanany, P., Blondel, B., Adetchessi, T., & Dufour, H., Fuentes, S. (2016). Anterior approach with expandable cage implantation in management of unstable thoracolumbar fractures: Results of a series of 93 patients. Neurochirurgie, 62(2), 78–85. https://doi.org/10.1016/j.neuchi.2016.01.001

43. Scott-Young, M., Nielsen, D., Rathbone, E., Riar, S., & Gantt, M. (2024). Efficacy of stand-alone anterior lumbar interbody fusion with PEEK cages, BMP-2, and allografts for treating discogenic low back pain: Assessing clinical and radiographic outcomes. International Journal of Spine Surgery, 18(5), 502–513. https://doi.org/10.14444/8679

44. Trang, J., Kos, J., & Sears, W. (2023). Experience with recombinant human bone morphogenetic protein-2 in posterior lumbar interbody fusion: A retrospective review of 1019 procedures. International Journal of Spine Surgery, 17(1), 86–94. https://doi.org/10.14444/8394

45. Abel, F., Tan, E. T., Sneag, D. B., Lebl, D. R., & Chazen, J. L. (2023). Postoperative lumbar fusion bone morphogenetic protein–related epidural cyst formation. American Journal of Neuroradiology, 44(3), 351–355. https://doi.org/10.3174/ajnr.A7799

46. Azadi, S., Yazdanpanah, M. A., Afshari, A., Alahdad, N., Chegeni, S., Angaji, A., Rezayat, S. M., & Tavakol, S. (2024). Bioinspired synthetic peptide-based biomaterials regenerate bone through biomimicking of extracellular matrix. Journal of Tissue Engineering, 15, 20417314241303818. https://doi.org/10.1177/20417314241303818

47. Szwed-Georgiou, A., Płociński, P., Kupikowska-Stobba, B., Urbaniak, M. M., Rusek-Wala, P., Szustakiewicz, K., Piszko, P., Krupa, A., Biernat, M., Gazińska, M., Kasprzak, M., Nawrotek, K., Mira, N. P., & Rudnicka, K. (2023). Bioactive materials for bone regeneration: Biomolecules and delivery systems. ACS Biomaterials Science & Engineering, 9(9), 5222–5254. https://doi.org/10.1021/acsbiomaterials.3c00609

48. Cheng, C. T., Vyas, P. S., McClain, E. J., Hoelen, T. A., Arts, J. J. C., McLaughlin, C., Altman, D. T., Yu, A. K., & Cheng, B. C. (2024). The osteogenic peptide P-15 for bone regeneration: A narrative review of the evidence for a mechanism of action. Bioengineering (Basel), 11(6), 599. https://doi.org/10.3390/bioengineering11060599

49. Sathe, A., Lee, S. H., Kim, S. J., Eun, S. S., Choi, Y. S., Lee, S. M., Seuk, J. W., Lee, Y. S., Shin, S. H., & Bae, J. (2022). Comparative analysis of ABM/P-15, bone morphogenic protein and demineralized bone matrix after instrumented lumbar interbody fusion. Journal of Korean Neurosurgical Society, 65(6), 825–833. https://doi.org/10.3340/jkns.2021.0296

50. Andresen, A. K., Nielsen, L., Carreon, L. Y., Sørensen, J., & Andersen, M. Ø. (2025). ABM/P-15 versus allograft in non-instrumented lumbar fusion: Ten-year follow-up of a double blind randomized controlled trial. Spine (Philadelphia, Pa 1976), 50(23), 1611–1616. https://doi.org/10.1097/BRS.0000000000005517

51. Hasan, S., Al-Jamal, M., Miller, A., Higginbotham, D. O., Cavazos, D. R., Waheed, M., Saleh, E., & McCarty, S. A. (2024). Efficacy and outcome measurement of iFactor/ABM/P-15 in lumbar spine surgery: A systematic review. Global Spine Journal, 14(4), 1422–1433. https://doi.org/10.1177/21925682231217253

52. D’Souza, M., Macdonald, N. A., Gendreau, J. L., Duddleston, P. J., Feng, A. Y., & Ho, A. L. (2019). Graft materials and biologics for spinal interbody fusion. Biomedicines, 7(4), 75. https://doi.org/10.3390/biomedicines7040075

53. Chen, J., Liu, B., He, J., Wei, Y., He, Y., Zhou, H., Zhang, Z., Weng, Y., & Cheng, M. (2025). Multimodal mechanisms of platelet-rich plasma in bone defect repair: Angiogenesis, inflammation modulation, and metabolic regulation. Regenerative Therapy, 30, 920–932. https://doi.org/10.1016/j.reth.2025.09.007

54. Chen, J., Wang, Y., Tang, T., Li, B., Kundu, B., Kundu, S. C., Reis, R. L., Lin, X., & Li, H. (2024). Enhanced effects of slowly co-released TGF-β3 and BMP-2 from biomimetic calcium phosphate-coated silk fibroin scaffolds in the repair of osteochondral defects. Journal of Nanobiotechnology, 22(1), 453. https://doi.org/10.1186/s12951-024-02712-0

55. Park, M. S., Kim, S. S., Lee, S. Y., Kim, Y. G., & Moon, S. H. (2018). Platelet-rich plasma for the spinal fusion. Journal of Orthopaedic Surgery (Hong Kong), 26(1), 2309499018755772. https://doi.org/10.1177/2309499018755772

56. Yoo, J. S., Ahn, J., Patel, D. S., Hrynewycz, N. M., Brundage, T. S., & Singh, K. (2019). An evaluation of biomaterials and osteobiologics for arthrodesis achievement in spine surgery. Annals of Translational Medicine, 7(Suppl 5), S261. https://doi.org/10.21037/atm.2019.06.80

57. Manini, D. R., Shega, F. D., Guo, C., & Wang, Y. (2020). Role of platelet-rich plasma in spinal fusion surgery: Systematic review and meta-analysis. Advances in Orthopedics, 2020, 8361798. https://doi.org/10.1155/2020/8361798

Загрузки

Опубликован

2026-02-28

Выпуск

Volume 77, Number 1 (2026)

Раздел

Статьи

Лицензия

Лицензия Creative Commons

Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Всемирная.

Похожие статьи

21-30 из 186

Вы также можете начать расширеннвй поиск похожих статей для этой статьи.