Michael Hany Ghalyoum Bestawros. <br/><br/>
The effect of stem cells from human exfoliated deciduous teeth (SHED) and their secretome on bone regeneration in critical-sized tibial bone defect :   an animal study / 
 تأثير الخلايا الجذعية للأسنان اللبنية و سيكريتوم الخاص بهم علي التكوين العظمي في العيوب العظمية الحرجة في  قصبة عظم الساق :  دراسة في الحيوان / 
by Michael Hany Ghalyoum Bestawros ; Supervisors Prof. Dr. Marwa Samir Mossa Abd El Gawa, Prof. Dr. Nesrine Mohammed Khairy, Prof. Dr. Nermeen El-moataz Bella Ahmed. 
 - 169 pages :  illustrations ;  25 cm. +   CD. 
<br/><br/>Thesis (M.Sc)-Cairo University, 2023. 
<br/><br/>Bibliography: pages 152-160. 
<br/><br/> Aim: Evaluate the bone regenerative potential of SHEDs & SHEDs secretome in tibial bone defects in rabbit<br/>Methodology: 20 male New Zealand white rabbits were divided into two groups; one for the primary outcome consists of 6 rabbits and one for the secondary outcomes consists of 14 rabbits. Each rabbit received three critical-sized bone defects (one or two defects in each tibia). Gp 1contain an empty defect (negative control). Gp 2 contain a defect filled with Collagen scaffold loaded with SHEDs. Gp 3 contain a defect filled with Collagen scaffold loaded with secretome (SHEDs). Histopathological examination of all groups was performed at 3 and 6 weeks. The histological changes were evaluated histomorphometrically in term of area percentage of newly formed bone. Alkaline phosphatase /Alp expression was measured using Polymerase chain reaction (qPCR). Rabbits were scanned for 0,3&6 weeks using Computed Tomography (Bone Density in Hounsfield unit/ HU).<br/>Results: qualitatively, in secretome + collagen group, light microscopic (LM) results revealed marked bone formation persisted on both intervals. LM results of the stem cell group and negative control showed improvements in the histological pictures by time but lesser when compared to Gp3. Statistically, the histomorphometric results revealed a significant increase in the bone area % bony defect secretome treated Gp3, followed by stem cell treated Gp2, followed by control group. At week 3 & 6 Gp3 showed the statistically significantly highest mean alkaline phosphatase fold change, followed by Gp2 respectively. Control group showed the statistically significantly lowest mean ALP fold change. Computed tomography (CT) displayed that no significant difference between studied groups but significant increase was perceived in bone density (HU) with time. <br/>Conclusion: Treatment with secretome significantly enhanced osteogenesis as compared to the stem cell group and that received no treatment. In conclusion, our study demonstrated that cell-free therapy proves to have promising results in bone regeneration and maturation.  يعتبر العلاج الخالي من الخلايا أحد الأساليب المهمة المستخدمة في علاج عيوب العظام. وقد يمثل تطبيق العلاج الخالي من الخلايا لتجديد العظام، استراتيجية مبتكرة تتجنب القيود المتأصلة في زرع الخلايا ، مثل الرفض المناعي ، وإمكانية تكوين الأورام. <br/>الأنظمة الخالية من الخلايا، هي منصة تقنية سريعة الإنتشار وبالإضافة الي دورها الهام في هندسة الأنظمة البيولوجية. <br/>و تتمثل مزاياها الرئيسية التي تؤيد الإعتماد عليها علي نطاق واسع في زيادة الكفاءة وتعدد الاستخدامات الهامة وإنخفاض التكلفة مقارنةً بالأنظمة المتواجدة في الجسم الحي. وحيث أن ترقيع العظام مرتبط إما بالعلاج القائم على الخلايا أو العلاج الخالي من الخلايا، و الذي يحسن الإلتئام في عمليات زرع العظام. الطرق العلاجية الحالية غير كافية وسريعة الزوال وتخفف الأعراض مؤقتًا.<br/>الأسنان اللبنية المقشرة للإنسان (SHED) ، تغتبرهي واحدة من طرق العلاج الحديثة التي يعتقد أنها تساعد في تكوين العظام. <br/>يعتبر سيكريتوم (وسط مكيف SHED)) أداة مهمة في تطوير طريقة العلاج ، وقد تم إقتراحه لتعزيز إلتئام العظام.<br/>و تهدف الأبحاث الحالية إلى تقييم إمكانية التطور المحتملة لـ SHEDs والسيكريتوم في عيوب عظم قصبة الساق ذات الحجم الحرج   و ذلك في الأرانب البيضاء النيوزيلندية.<br/>وأجريت الدراسة على عدد عشرون من ذكور الأرانب البيضاء النيوزيلندية السليمة التي تزن من حوالي 2.5 كيلوجرام إلى 3.5 كيلوجرام. و تم تقسيم الأرانب إلى مجموعتين. مجموعة من ستة أرانب للنتائج الأولية و مجموعة آخري مكونة من أربعة عشر أرنبا للنتائج الثانوية. تلقى كل أرنب ثلاثة عيوب عظمية ذات حجم حرج (عيب واحد أو عيبان في كل قصبة). ثم تم تقسيم العيوب بشكل عشوائي إلى ثلاث مجموعات (I , II and III). أرانب المجموعة الأوليGp1   ( الضابطة ) لم تتلقي أي علاج. أما أرانب المجموعة الثانية Gp2 تلفت سقالة كولاجين محملة ب SHEDs. أما أرانب المجموعة الثالثة Gp3 تلقت سقالة كولاجين محملة بالسيكريتوم ((SHED-CM.<br/>في نهاية الدراسة ، تم التضحية بالحيوانات ، وتم تشريح قصبة الساق اليمنى واليسرى من كل أرنب، الذي مرعليهم ثلاثة وستة أسابيع. و تم الحصول علي اثنان و أربعون عينة من قصبة الساق و وضعها في محلول فورمول الكالسيوم بنسبة 10 ٪ لمدة 48 ساعة. ثم تم نزع الكلسيوم من العينات باستخدام محلول EDTA2 بنسبة 10 ٪  و تركها لمدة من أربعة الي خمس أسابيع. ثم تم تجفيف عينة العظم المنزوعة الكالسيوم بالإيثانول بالتدريج وتغطيسها بالبارافين. و بعد ذلك، عمل مقطع للقسم المسلسل 6 ميكرومتر وصبغها بـ H&E للتحليل النسيجي ثم تعريضها للتفاعل مع سلسلة البوليميراز PCR لقياس التعبير عن ال ALP. و قد تم تقييم التغيرات النسيجية في عيب عظم قصبة الساق بشكل نسيجي من حيث مساحة السطح الكلية بالنسبة للعظم الجديد.<br/>أظهرت بوضوح المقاطع المصبوغة H&E من المجموعة الأولي Gp1 ( الضابطة ). و قد تم ملء عيوب العظام الضابطة في الأسبوع الثالث بتجميع الأنسجة الحبيبية مرفق بها العديد من تجاويف النخاع العريضة. و قد إحتوت تجاويف النخاع على نسيج خلوي ليفي. و كذلك توزيع عشوائي للخلايا العظمية. و تم تصفيف الترابيق العظمية المنسوجة بحافة مستمرة من خلايا بانيات العظم. أظهرت العيوب العظمية التي تم تكوينها في المجموعة الضابطة الخاصة بالإسبوع السادس إنهاء الخلل مع الترابيق العظمي الذي يحيط بتجاويف النخاع أصغر نسبيًا بمقارنتها بالأسبوع الثالث. وقد لوحظ بوضوح وجود جزيرة منسوجة من العظم الخلوي. كما شوهد أن العظم الرقائقي يكون عظام رئيسية عن طريق تجميع طبقات متحدة المركز حول تجاويف النخاع الصغيرة وظهور الصفائح المحيطة الداخلية و توزيع عشوائي للخلايا العظمية.<br/><br/>أظهرت المقاطع النسيجية للمجموعة الثانية Gp2 في الأسبوع الثالث ترسبًا جديدًا للعظام تم تطويره بالتوازي مع قطع حواف العظم، وفي بعض المناطق تبدو منفصلة على ما يبدو عن العظم الطبيعي المحيط الموجود مسبقًا. على غرار المجموعة الضابطة ، كانت عيوب العظام مملوءة بأنسجة حبيبية و ترابيق عظمية محاطة بالعديد من تجاويف النخاع العريضة. عند تكبير الصورة، أظهر الترابيق العظمي عظمًا منسوجًا مع خلايا عظمية متناثرة تحيط بتجاويف نخاع غير منتظمة تحتوي على نسيج خلوي ليفي. كما أظهر أيضًا الحافة المستمرة لخلايا بانيات العظم التي تشير إلى نشاط تكوين العظام. و نسبة عالية من التوزيع العشوائي للخلايا العظمية.<br/>و من ناحية أخرى ، كان سطح العظم المحيط مغطى بالسمحاق ، ويتم تمييز السمحاق من الطبقة الليفية الخارجية السميكة من الطبقة الضامة الكثيفة  و بين الطبقة العظمية الداخلية ضعيفة التحديد. <br/><br/>و وضح أن الطبقة العظمية تمتد على وتتغلغل داخل الترابيق المتكونة حديثًا. في الأسبوع السادس ، أظهر الخلل العظمي عظمًا منظمًا أكثر من الذي ظهر في المجموعة الضابطة ولكن تجاويف النخاع عريضة نسبيًا وتحتوي على عظم منسوج. و كان سطح العظم المحيط مغطى بطبقة من السمحاق. كما لوحظ وجود خطوط الراحة.<br/>في الأسبوع الثالث من مجموعة سيكريتوم ، يظهر تطور المزيد من ترسب للعظام أكثر من مجموعات الجذع  و المجموعة الضابطة ، وظهر أيضا أن تكوين العظام الجديد مستمر عن العظام الطبيعية المحيطة الموجودة مسبقًا. على غرار الجذع ، كانت عيوب العظام مملوءة بأنسجة حبيبية محاطة بالعديد من تجاويف النخاع العريضة. في الأسفل ، ظهر العظم أكثر كثافة مع أقل مسامية مقارنة بالمجموعات الآخرى. و لكن عند تكبير الصورة ، أظهرت بنية العظام نمطًا رقائقيًا ، و إتخذ العظم الرقائقي في بعض المناطق الي النمط العظمي للعظام الرئيسية ، بينما أظهر البعض الآخر نمطًا غير عظمي. و قد أظهر الجزء الأكبر من العيب ، ترابيق من النوع المنسوج و محاط بأنسجة خلوية ليفية.<br/> أظهرت العيوب في الأسبوع السادس زيادة في تطور تكوين العظام الجديدة و الذي أستمر من ثلاث إلى ستة أسابيع.<br/>بعد الجراحة إمتلأت عيوب عظام مجموعة السيكريتوم في الأسبوع السادس ، بعظام تكونت حديثًا والتي أظهرت نمطًا أكثر تنظيماً نسبيًا بالنسبة للمجموعات الآخرى. و ترابطت العظام المكونة حديثا مع الترابيق العظمي و تم إحاطته بتجاويف نخاع حجمها صغيرة الي متوسطة تحتوي علي نسيج خلوي ليفي . <br/> و لكن عند التكبير العالي للصورة ، لوحظ وجود عظم رقائقي منظم جيدا، نموذجي و مثالي لنظام هافرسيان ، حيث أن عظام الرقائق رتبت في نمط متحد حول قناة هافرسيان. أظهر الأوستيون الخلايا العظمية في الثغرات ، و مع القنوات التي تربط الخلايا العظمية ببعضها البعض. وقد أظهرت الصفائح الخلالية  "بقايا العظام القديمة" مما يشير إلى نشاط إعادة تشكيل العظام.<br/><br/>أظهر القياس النسيجي في خلال فترة ثلاثة أسابيع ، فروق ملحوظة وهامة ذات دلالة إحصائية بين المجموعات التي تم دراستها<br/>(p = 0.001) ، كما أن هناك زيادة ملحوظة وهامة ذات دلالة إحصائية في مساحة العظام ٪ في سيكريتوم + كولاجين مقارنة بالمجموعات الآخرى (0.009 , 0.025p = 0.001 , ). و في خلال فترة ستة أسابيع ، أظهرت الدراسة الي وجود فروق ملحوظة وهامة ذات دلالة إحصائية  بين المجموعة التي تم دراستها (p <0.001) ،  و كذلك زيادة ذات دلالة إحصائية في منطقة العظام في سيكريتوم + كولاجين مقارنة بالمجموعات الآخرى (p <0.001, 0.013, 0.001)  . و كذلك وجود زيادة ملحوظة وهامة في مساحة العظام في االسيكريتوم + الكولاجين في خلال فترة الأسبوع السادس مقارنة بالأسبوع الثالث  (p = 0.004) ، و فيما عدا ذلك لا يوجد تغير ملحوظ بين الفترتين في المجموعات الآخري (p >0.05).<br/>أظهر ال qPCR في خلال فترة ستة أسابيع ، هناك فرق ملحوظ وهام ذات دلالة إحصائية بين المجموعات التي تم دراستها<br/> (p <0.001) . و كذلك زيادة ملحوظة وهامة ذات دلالة إحصائية في مصطلح الجيني ALP  الخاص بالمجموعة الثالثة Gp3 )سيكريتوم + كولاجين) مقارنة بالمجموعات الآخرى (p <0.001, 0.002, 0.004)  . الزيادة الملحوظة والهامة في المصطلح الجيني ALP  في المجموعة الثالثة Gp3  (سيكريتوم + كولاجين) في فترة الأسبوع السادس مقارنة بالأسبوع الثالث  (p = 0.028) ، وبالعكس لا يوجد فرق كبير بين الفترتين في المجموعات الآخرى (p >0.05) .<br/>أظهرت نتائج التصوير المقطعي في اليوم صفر ، أن كل المجموعات، قد أظهرت أن منطقة الاهتمام هي كثافة منخفضة ومحاطة بالكامل بحافة عظمية منتظمة ، حيث إنه لا يوجد فرق كبير بين المجموعات الثلاث. <br/>أظهر اليوم الحادي و العشرون ، أن منطقة الاهتمام محاطة تمامًا بحافة مفرطة الكثافة وغير منتظمة و التي تمثل عملية الشفاء وتكوين عظم جديد.   اليوم الحادي و العشرون ، يشير إلى وجود اختلاف ملحوظ و هام بمقارنته باليوم صفر. أظهر اليوم الثاني و الأربعون المنطقة في موقع الاهتمام لا تظهر أي عيب قشري واضح. <br/><br/>التغييرات المورفولوجية الوحيدة ، هي التغيير في الجانب الداخلي للقشرة ، و التي أكدت موقع منطقة الاهتمام الداخلي ، و الذي مازال يعاني من نقص الكثافة.  يشير اليوم الثاني و الأربعون إلى وجود اختلاف ملحوظ و هام بمقارنته باليوم الحادي و العشرون .<br/>في كل الفترات التي تحت الدراسة، لا يوجد اختلاف ملحوظ و هام بين المجموعات التي تم دراستها (p >0.05)  .<br/> في كل المجموعات االتي تم دراستها ، يوجد زيادة ملحوظة و هامة في كثافة العظام (HU) ، مع زيادة في الوقت (p<0.001) و بالتالي فإن العلاقة تتناسب طرديًا مع الوقت. 
<br/><br/>
<br/><br/><br/>Text in English and abstract in Arabic & English. 
<br/><br/><label>Subjects--Topical Terms: </label><br/>Oral Biology <br/>بيولوجيا الفم 
<br/><br/><label>Subjects--Index Terms: </label>SHEDs  secretome    bone regeneration  white rabbits,  stem cell  
<br/><br/><label>Dewey Class. No.: </label>617.6