Podcasts about bone morphogenetic protein

Dr. Robert E. Marx is a retired Professor of Surgery, Chief of the Division of Oral and Maxillofacial Surgery at the University of Miami Miller School of Medicine, and Chief of Surgery at Jackson South Medical Center. He is an active lecturer on topics for oral and maxillofacial surgery throughout the United States and abroad. Dr. Marx is also the Chief Scientific Consultant for the Stem Cell Division of Lenkbar Medical Devices.He has received numerous academic and research awards including the Donald B. Osbon Award as an educator, the Harry S. Archer Award for pioneering work in oral and Maxillofacial Surgery, The Paul Bert Award for research in Hyperbaric Medicine, the William J. Gies Award for Life Long contributions to Oral and Maxillofacial Surgery, and was awarded the American Association of Oral and Maxillofacial Surgery Research Recognition Award twice. Dr. Marx is also a decorated United States Air Force Veteran serving 13 years of active duty and nine years in the reserves including service in Operation Desert Storm.  He has received numerous ribbons and citations including The Air Force Longevity Service Award, The National Defense Ribbon, Two Bronze Oak Left Clusters, The Air Force Outstanding Unit Award, The Reservist of the Year Award, and the Meritorious Service and Legion of Merit Awards. In addition to his many honors, Dr. Marx is known as the pioneer of Hyperbaric Oxygen Therapy (HBOT) and Platelet Rich Plasma (PRP).  He was also one of four principal investigators who accomplished 20 years of preclinical research and 13 years of human trials to bring recombinant human Bone Morphogenetic Protein-2 (rhBMP-2) to a unanimous FDA approval. He was also the first practitioner to identify and alert the medical and dental professions of the bone toxic effect of bisphosphonates and RANKL inhibitors in both osteoporosis drugs and antiresorptive drugs for cancer patients. Dr. Marx has published more than 150 peer-reviewed scientific articles and 12 medical textbooks with his first edition of Oral and Maxillofacial Pathology A Rationale for Diagnosis and Treatment together with oral and maxillofacial pathologist Dr. Diane Stern, was awarded the Medical Writers “Book of the Year” Award.He is also a published author with a series of fictional books such as “Deadly Prescription, Deadly Consequences, and Deadly Game the Horns of the Rhino”; a trilogy for those that seek to be thrilled. His newly published book “Replague: The Neanderthals' Revenge,” will take you through a weave of intrigue to discover the ultimate enemy – an ancient virus. He continues to educate the world with his series on “Hot Topics in Oral and Maxillofacial Surgery, the Denver Board Review Course, OMFS Pathology Review Course in its 45th year, and “Controversies in the World” with podcast episodes for the broad-minded listener.  

Tripawds Podcast Episode #86: On this episode of Tripawd Talk Radio we continue our series to provide the complete audio from video interviews we pproduced with faculty members at UC Davis School of Veterinary Medicine on October 3rd, 2019. Find our edited video interviews on the Tripawds Youtube channel at youtube.com/tripawds. Find all Tripawd Talk podcasts, and, let us know what you think of the full audio from these interviews at tripawds.com/radio.Dr. Amy Kapatkin is Professor of Surgical & Radiological Sciences at UC Davis, and we were fascinated by the work she is doing which involves regrowing bone with the use of Bone Morphogenetic Protein or BMP. We wanted to share her story of Ethel, a 2-year-old Yorkshire terrier, with a severely broken leg that never healed after multiple surgeries. Amputation was the only option if the BMP procedure was not appropriate for Ethel. So Rene asked Dr Kapatkin for details about what happened. We'll learn all about BMP, how it works, and when it can be used. Spoiler Alert: Little Ethel still has all her legs!Please share this episode with your vets and veterinary colleagues. Find all Tripawd Talk Radio episodes at https://tripawds.com/radio/Support the show (https://tripawds.com/support)

In this podcast, Global Spine Journal's Editor-In-Chief of the EBSJ section, Jens Chapman, MD, interviews Jim A. Youssef on his article, A Retrospective Analysis of Complications Associated With Bone Morphogenetic Protein 2 in Anterior Lumbar Interbody Fusion.

Phosphorylation of the transcription factor Mad determines whether it mediates Wingless or BMP signaling.

Background: Bone Morphogenetic Protein (BMP)-7 is protective in different animal models of acute and chronic kidney disease. Its role in human kidneys, and in particular hypertensive nephrosclerosis, has thus far not been described. Methods: BMP-7 mRNA was quantified using real-time PCR and localised by immunostaining in tissue samples from normal and nephrosclerotic human kidneys. The impact of angiotensin (AT)-II and the AT-II receptor antagonist telmisartan on BMP-7 mRNA levels and phosphorylated Smad 1/5/8 (pSmad 1/5/8) expression was quantified in proximal tubular cells (HK-2). Functional characteristics of BMP-7 were evaluated by testing its influence on TGF-beta induced epithelial-to-mesenchymal transition (EMT), expression of TGF-beta receptor type I (TGF-beta RI) and phosphorylated Smad 2 (pSmad 2) as well as on TNF-alpha induced apoptosis of proximal tubular cells. Results: BMP-7 was predominantly found in the epithelia of the distal tubule and the collecting duct and was less abundant in proximal tubular cells. In sclerotic kidneys, BMP-7 was significantly decreased as demonstrated by real-time PCR and immunostaining. AT-II stimulation in HK-2 cells led to a significant decrease of BMP-7 and pSmad 1/5/8, which was partially ameliorated upon co-incubation with telmisartan. Only high concentrations of BMP-7 (100 ng/ml) were able to reverse TNF-alpha-induced apoptosis and TGF-beta-induced EMT in human proximal tubule cells possibly due to a decreased expression of TGF-beta RI. In addition, BMP-7 was able to reverse TGF-beta-induced phosphorylation of Smad 2. Conclusions: The findings suggest a protective role for BMP-7 by counteracting the TGF-beta and TNF-alpha-induced negative effects. The reduced expression of BMP-7 in patients with hypertensive nephrosclerosis may imply loss of protection and regenerative potential necessary to counter the disease.

Die Behandlung ausgedehnter knöcherner Substanzdefekte stellt in der Unfall- und Wiederherstellungschirurgie sowie auch in der Orthopädie nach wie vor ein nur unbefriedigend gelöstes Problem dar. Die Transplantation autogener Spongiosa wie auch die Kallusdistraktion als derzeitge Standardverfahren sind mit erheblichen verfahrensimmantenten Nachteilen verbunden, so daß seit Jahrzehnten nach geeigneten Alternativen gesucht wird. Durch die Methoden der Gentechnologie eröffnete sich schließlich die Möglichkeit, osteoinduktive Wachstumsfaktoren kommerziell herzustellen und therapeutisch einzusetzen, wobei sich im Kleintierversuch das rekombinante humane Osteogenic Protein-1 (Bone Morphogenetic Protein-7) bereits als sehr vielversprechend erwiesen hat. Allerdings spiegelten die verwendeten Versuchsmodelle bisher keine der Humansituation vergleichbaren klinisch-realistischen Problemdefekte wieder. Anhand eines überkritischen Extremmodells sollte daher in der vorliegenden Studie versucht werden, die Möglichkeiten bzw. Grenzen des klinischen Einsatzes von rekombinantem humanem Osteogenic Protein-1 als Bestandteil von Bioimplantaten zur Überbrückung langstreckiger segmentaler Knochendefekte aufzuzeigen. Um die Konkurrenzfähigkeit des Wachstumsfaktors gegenüber den Standard-verfahren zu beschreiben diente als relevanter Parameter die Knochenneubildung in qualitativer, quantitativer und zeitlicher Hinsicht. Dabei sollte der getestete Wachstumsfaktor zumindest vergleichbare oder bessere Ergebnisse erzielen als das Standardverfahren der autogenen Spongiosatransplantation. Um eventuelle Unterschiede der Verfahren möglichst deutlich erkennen zu können wurde gezielt eine überkritische Defektsituation gewählt, in der auch durch aufwändige autogene Spongiosatransplantation keine regelmäßige Ausheilung mehr erzielt werden kann. Dazu wurde bei insgesamt 15 weiblichen Merinoschafen an der linken Tibia ein 5,0 cm langer segmentaler Knochendefekt mit einem Defektvolumen von 20 ml geschaffen und mit einem aufgebohrten Marknagel unter einer beabsichtigten Rotationsinstabilität von 10° osteosynthetisch versorgt. Der Defekt wurde mit folgenden Implantaten aufgefüllt: In Gruppe 1 mit 5 mg Osteogenic Protein-1 kombiniert mit inaktivierter demineralisierter Knochenmatrix als Kollagenträger, in Gruppe 2 mit autogener Spongiosa und in Gruppe 3 nur mit inaktivierter demineralisierter Knochenmatrix zum Ausschluß bzw. zur Beurteilung einer eventuellen Eigenaktivität des Kollagenträgers. Die Auswertung erfolgte anhand von seriellen Röntgenverlaufskontrollen im Abstand von 2 Wochen bis zum Versuchsende nach 12 Wochen, anschließender quantitativer Bestimmung der Knochenneubildung innerhalb des Defektbereiches durch 3D-CT-Volumetrie, biomechanischer Testung im 4-Punkt-Biegeversuch sowie durch unentkalkte Knochenhistologie und Histomorphometrie mittels Mikroradiographie. In den Röntgenverlaufskontrollen zeigten vier von fünf mit Osteogenic Protein-1 behandelten Versuchstieren deutliche Anzeichen einer Implantat-induzierten Knochenneubildung innerhalb des Defektbereiches, allerdings konnte 12 Wochen postoperativ lediglich in zwei von fünf Fällen der Defekt als ausreichend überbrückt und damit als geheilt bezeichnet werden. Nach Transplantation von autogener Spongiosa kam es in allen vier Fällen zu einer Defektüberbrückung bis hin zur knöchernen Defektkonsolidierung in ebenfalls zwei Fällen. Durch Implantation der Trägersubstanz alleine konnte keine Defektüberbrückung erzielt werden. Im zeitlichen Verlauf der Knochenneubildung zeigten sich keine relevanten Unterschiede. Auffällig war dagegen eine mitunter erhebliche Dislokation des osteoinduktiven Implantates aus dem Defektbereich heraus mit Entwicklung ausgeprägter heterotoper Ossifikationen in vier von fünf Fällen nach Implantation von Osteogenic Protein-1. Dieser Effekt konnte in den anderen Gruppen nicht beobachtet werden. Während in der Auswertung des Röntgenverlaufs somit durch Implantation von Osteogenic Protein-1 annähernd gleich gute Resultate hinsichtlich der qualitativen Defektüberbrückung im zeitlichen Verlauf erzielt werden konnten wie durch autogene Spongiosatransplantation, so zeigte sich in der quantitativen Knochenvolumen-bestimmung innerhalb des Defektbereiches mittels 3D-CT-Scan eine eindeutige Überlegenheit der autogenen Spongiosatransplantation gegenüber der Implantation des Wachstumsfaktors. Durch autogene Spongiosatransplantation wurde mit durchschnittlich 21,45  9,20 ml mehr als doppelt so viel neuer Knochen gebildet als durch Osteogenic Protein-1 (durchschnittlich 9,35  2,48 ml). Durch den Einsatz von Osteogenic Protein-1 konnte aber immerhin um 50% mehr neuer Knochen gebildet werden als durch die Trägersubstanz alleine (6,28  1,94 ml). Das primäre Einbringen von mineralischer Substanz bei autogener Spongiosatransplantation scheint dabei keinen Einfluß auf eine falsch-positive Verzerrung der Ergebnisse zu haben, da die Relationen der Fraktionen unterschiedlich dichten Knochens dabei in allen Gruppen vergleichbar waren. Das vermeintlich relativ gute Ergebnis nach Implantation der Trägersubstanz alleine ist durch die Miterfassung der Defektkanten und der von diesen ausgehenden Spontanregeneration zu erklären. Biomechanisch konnten alle vier Tibiae nach Spongiosatransplantation und eine mit Osteogenic Protein-1 behandelte Tibia untersucht werden. Dabei reflektierten alle getesteten Tibiae lediglich Charakteristika bindegewebig organisierter Pseudarthrosen mit einer relativen Bruchlast von 9,6-18,4 % gegenüber der jeweiligen unversehrten kontralateralen Tibia. In der Kontrollgruppe (nur Kollagenträger) war keine operierte Tibia ausreichend stabil für die biomechanische Auswertung. Histologisch zeigten sich in der Färbung nach Laczko-Levai im Gruppenvergleich keine qualitativen Unterschiede des neu gebildeten Knochens. In allen Fällen handelte es sich um noch ungerichteten Geflechtknochen mit allen typischen Bestandteilen. In der Alizarin-Toluidin-Färbung sowie in der Färbung nach Laczko-Levai war bei vier von fünf mit Osteogenic Protein-1 behandelten Versuchstieren eine lokalisations-abhängige Ausbildung von gelenktypischem Knorpelgewebe am Interface zwischen Marknagel und neu gebildetem Knochen auffällig. Dieser neugebildete Knorpel fand sich nur an Lokalisationen, wo in unmittelbarer Nähe auch neuer Knochen gebildet wurde. Wie bei einer regelrechten synovialen Gelenkfläche befand sich der neugebildete Knorpel an der Oberfläche zum mobilen Marknagel hin und stand über eine subchondrale Platte in fester Verbindung mit dem darunter liegenden simultan gebildeten Knochen. Dieser Effekt konnte in den anderen beiden Gruppen jeweils nur in einem Fall und auch nur in deutlich geringerem Ausmaß beobachtet werden. Dieses in der vorliegenden Studie beobachtete Phänomen einer simultanen Knochen- und Knorpelbildung durch rekombinantes humanes OP-1 in Abhängigkeit einer unterschiedlich ausgeprägten mechanischen Belastungsstruktur wurde bislang noch nicht im Rahmen eines extraartikulären Modells beschrieben. Mikroradiographisch wurden im Gruppenvergleich ebenfalls keine qualitativen Unterschiede des neu gebildeten Knochens festgestellt. Die quantitativen Messungen korrelieren gut mit denen der 3D-CT-Volumetrie. In allen Gruppen erfolgte die Knochenneubildung ferner erwartungsgemäß lokalisationsabhängig verstärkt im ersatzstarken Lager. Zusammenfassend kann dem rekombinanten humanen Wachstumsfaktor Osteogenic Protein-1 auch im großen segmentalen Problemdefekt eine ausgeprägte lokale osteogenetische Potenz zugeschrieben werden, allerdings erscheint eine humanmedizinische Anwendung der gegenwärtig angebotenen Applikationsform im langstreckigen segmentalen Kontinuitätsdefekt der lasttragenden unteren Extremität aufgrund noch ungelöster Probleme hinsichtlich Applikation, Dislokation, Dosierung und Releasing aus der Trägersubstanz derzeit noch nicht gerechtfertigt. Diese Studie zeigt aber ferner, daß Osteogenic Protein-1 bei entsprechenden biochemischen und insbesondere biomechanischen Milieubedingungen das Potential zur Generierung von gelenktypischem Knorpel haben kann. Interessant erscheint dabei vor allem die wohl von der lokal unterschiedlichen Belastungsstruktur abhängige simultane Induktion sowohl von Knochen- als auch von Knorpelgewebe durch Osteogenic Protein-1. Damit eröffnet sich ein weiteres Forschungsfeld im Zusammenhang mit diesem Wachstumsfaktor im Hinblick auf die Regeneration von osteochondralen Defekten. Diese Tatsache bekräftigt aber auch die unabdingbare Notwendigkeit einer stabilen Osteosynthese bei Anwendung von Osteogenic Protein-1 mit dem Ziel der reinen Osteoinduktion.

Mon, 28 Jul 2008 12:00:00 +0100 https://edoc.ub.uni-muenchen.de/8885/ https://edoc.ub.uni-muenchen.de/8885/1/Colak_Dilek.pdf Colak, Dilek ddc:500,

Scanning Acoustic Microscopy (SAM) stellt ein nicht invasives Bildgenerierungs- und Bildanalysesystem dar mit einer Auflösung ähnlich der des Lichtmikroskops, die eine Darstellung von mikroskopischen Strukturen ohne Anwendung von Färbetechniken erlaubt. Aufgrund dieser Eigenschaften wird SAM ein großes Potential zur histomorphometrischen und biomechanischen Charakterisierung von Knochengewebe zugesprochen. In dieser Untersuchung sollten die Anwendungsmöglichkeiten von SAM zur Darstellung und Beurteilung von neu gebildetem Knochen bei osteologischen Fragestellungen erarbeitet werden. Des Weiteren wurde SAM bezüglich Bildgenerierung und Histomorphometrie mit der Mikroradiographie - einer Standardmethode zur histomorphometrischen Untersuchung von kalzifiziertem Knochengewebe - qualitativ und quantitativ verglichen, um die Validität von SAM zu prüfen. Der Forschungsschwerpunkt liegt derzeit auf der Möglichkeit zur Charakterisierung der elastomechanischen Eigenschaften von Knochengewebe. Deshalb wurde zudem ein Versuchansatz entwickelt, um durch eine Grauwertanalyse anhand bereits erstellter Bilder die elastomechanischen Eigenschaften des Knochengewebes zu untersuchen. Die 42 transversalen, unentkalkten Knochenschnitte stammten aus einem Segmentdefektmodell der Schafstibia, aufgefüllt mit Bone Morphogenetic Protein-7 und autogenem Knochenmark. Nach Einbettung in Methylmetacrylat wurden die Präparate mittels konventioneller Mikroradiographie und SAM dargestellt. Anschließend erfolgten die Beurteilung von 40 SAM-Bildern bezüglich der qualitativen Abbildung des neu gebildeten und kortikalen Knochens sowie der qualitative und quantitative Ver-gleich der durch SAM und MR gewonnenen Bilder. Dabei wurden die beiden Methoden durch Messung der neu gebildeten Knochenfläche histomorphometrisch analysiert. Zuletzt wurde die Möglichkeit zur Charakterisierung der elastomechanischen Eigenschaften von Knochengewebe durch eine Grauwertanalyse zweier Abbildungen eines identischen Knochenschnittes bei unterschiedlichen Scan-Parametern betrachtet. 83 SAM überzeugte als Bildgenerierungsverfahren, um Knochengewebe auf mikroskopischer Ebene darzustellen. Dabei konnte durch Anwendung geeigneter Scan-Parameter eine deutliche Abgrenzbarkeit von neu gebildetem zu kortikalem Knochen erreicht werden. Im qualitativen Vergleich von SAM und MR erlaubte die Ultraschallmikroskopie Bilder höherer Auflösung sowie eine differenzierte Grauwertdarstellung gemäß der akustischen Eigenschaften. Die durch SAM und MR erhobenen Werte korrelierten sehr gut miteinander, es konnte kein signifikanter Unterschied zwischen den beiden Methoden erhoben werden. Die Beurteilung der elastomechanischen Eigenschaften über eine Grauwertanalyse erbrachte uneinheitliche Ergebnisse, da identische Knochenstrukturen je nach verwendeten Scan-Parametern in unterschiedlichem Helligkeitsverhältnis abgebildet wurden. SAM stellt eine viel versprechende Methode dar, um Knochengewebe nicht invasiv zu visualisieren und zu charakterisieren. SAM ermöglicht eine neue Qualität der Bildgebung basierend auf den akustischen bzw. elastomechanischen Eigenschaften des untersuchten Gewebes. Dies qualifiziert SAM zu einer einzigartigen Methode, die eine hoch aufgelöste Abbildung von Knochen- und Weichteilgewebe erlaubt. Die vielfältige Darstellung eines identischen Präparates durch SAM erweitert das Beurteilungsspektrum deutlich. Im Vergleich zur Mikroradiographie stellt SAM eine äquivalente Methode für histomorphometrische Messungen dar und kann diese durchaus ersetzen, insbesondere auch aufgrund der qualitativen Vorteile der Abbildung. Allerdings ist SAM derzeit wegen der noch zeitintensiven Bilderzeugung nicht in dem Umfang anwendbar wie die MR. Eine zukünftige Anwendung von SAM zur Beurteilung elastomechanischer Eigenschaften von Knochengewebe scheint möglich, ist derzeit aber limitiert durch zahlreiche Faktoren wie fehlende Standardisierung der Messungen, der Größe des erfassbaren Knochengewebes sowie dessen Inhomogenität, aber auch uneinheitlicher Ergebnisse zur Validität der Messung und deren Aussagekraft sowie Relevanz. Diese Studie liefert bedeutsame Erkenntnisse für die Grundlagenforschung, um die Anwendbarkeit des SAM bei osteologischen Fragestellungen zu erweitern und zu optimieren.

Recombinant human Bone Morphogenetic Protein-2 (rhBMP-2) is a morphogen with the ability to induce the formation of cartilage and new bone. In the product currently on the market for some special orthopaedic indications, rhBMP-2 is implanted by invasive surgery in combination with a suitable carrier which enables a sustained release and a prolonged presence of the morphogen at the site of action - prerequisites for an optimal therapeutic effect. The aim of the present work was to develop a sustained releasing “carrier-free”, injectable formulation that overcomes the necessity of invasive surgery and has the potential to expand the indications of rhBMP-2. Based on the principle of controlled precipitation, a microparticulate formulation was developed. Beside physicochemical characterisations of the microparticles, the integrity of rhBMP-2 in the precipitated state and after redissolution was demonstrated and the potential of precipitation to prevent degradation was elucidated. The ability of the microparticle formulation to deliver rhBMP-2 in a sustained manner was tested in-vitro and the efficacy of the aqueous protein suspension to augment bone density was examined in an animal model.