30 Дек

ОСТЕОФИКСАТОРЫ С ПОВЫШЕННЫМИ БИОИНТЕГРАЦИОННЫМИ СВОЙСТВАМИ НА ОСНОВЕ НАНОСТРУКТУРИРОВАННОГО ДИОКСИДА ТИТАНА




Номер части:
Оглавление
Содержание
Журнал
Выходные данные


Науки и перечень статей вошедших в журнал:
Авторы:
DOI:

Введение. Несмотря на наличие значительного количества способов консолидации костных отломков высоким остается процент воспалительных и атрофических осложнений (псевдоартрозы, остеомиелиты, деформации конечностей, спицевые остеомиелиты, замедленная консолидация отломков костей и т.д.) в постоперационный период. По этой причине не всегда удается добиться желаемых морфофункциональных результатов лечения. Среди способов остеосинтеза в последнее время стали все чаще использовать внешнюю стержневую фиксацию. [1,2] Это позволяет существенно снизить процент воспалительных и иных осложнений. Однако в полной мере этот вопрос не решен в связи с невысокими биоинтеграционными характеристиками материалов, используемых для этих целей.[3]

Материалы и методы. Материалом для исследования послужили пробы крови (n=120). При этом использовались клинический, гематологический и биохимический методы исследований, а так же электронная микроскопия.

Исследованию подведены на 10 кроликах породы «Серый великан» в возрасте шесть месяцев с живой массой 4,5 ± 0,2 кг. Животные были разделены в две группы по 5 голов в каждой по принципу аналогов. Объектом исследования явились остеофиксаторы на основе наноструктурированного диоксида титана, изготовленные методом ИТО, а также остеофиксаторы, не прошедшие модификацию диоксидом титана.

Животным под нейролептоаналгезией был выполнен флексионный перелом в области средней трети диафиза бедренной кости. Затем первой (опытной) группе были установлены остеофиксаторы на основе наноструктурированного диоксида титана, а второй (контрольной) — остеофиксаторы, не прошедшие индукционно-термическую обработку диоксидом титана (12Х18Н9Т).

Для биохимического и гематологического исследований взятие крови осуществлялось до оперативного вмешательства, на 1, 3, 7, 14 и 30-е сутки эксперимента у животных обеих групп.

Результаты исследований. Проверка биосовместимости получаемых in vitro покрытий из диоксида титана показала, что высокая морфологическая гетерогенность поверхностной структуры позволяет обеспечить стабильное закрепление клеток фибробластов. При этом развитая морфология игольчатой структуры покрытий активно стимулирует образование целостного комплекса «биосовместимое покрытие–биоструктура». Клетки закрепляются преимущественно в порах, средний размер которых около 5–15 мкм, однако их прикрепление наиболее активно происходит в присутствии субмикрометровых и нанометровых структур. Таким образом, можно утверждать, что данные покрытия на основе TiO2 характеризуются высокой биомеханической совместимостью.

 После извлечения из кости на поверхности опытных остеофиксаторов выявили значительное количество фрагментов кости, нежели на остеофиксаторов, послуживших в качестве контроля. Данный факт также говорит в пользу хорошей биоинтеграции опытных остеофиксаторов.

В первые сутки после проведенной операции обратило на себя внимание повышение количества лейкоцитов в опытной (17,62×109/л) и контрольной (19,48×109/л) группах, хотя норма составляет 5,9-9,0×109/л. Это свидетельствует о наличии заметного воспалительного процесса в организме. На третьи сутки эксперимента количество лейкоцитов увеличились до 29,37×109/л в опытной группе, до 32,80×109/л в контрольной, но к тридцатым суткам эксперимента положительная динамика проявилась в опытной группе (9,04×109/л), в контрольной количество лейкоцитов не вернулось к исходному значению и осталось выше нормы — 12,38×109/л.

Динамика содержания эритроцитов в первые сутки эксперимента составила  в опытной группе 6,62×1012/л, в контрольной 5,10×1012/л, что соответствует  физиологической норме (3,9-8,1×1012/л,).  На третьи сутки после операции количество эритроцитов в  опытной группе составило 11,6×1012/л,  в контрольной   8,77×1012/л. На тридцатые сутки уровень эритроцитов снизился до 6,68×1012/л в опытной группе и до 4,94×1012/л в контрольной, что соответствуют физиологической норме.

Скорость оседания эритроцитов на первые сутки в опытной группе составила 1,80 мм/ч, в контрольной 3,00 мм/ч. Увеличение в обеих группах при норме 0,2-0,4 мм/ч, свидетельствует о реакции организма на костную травму и  внедрение чужеродного объекта (остеофиксатора). СОЭ на третьи сутки  составила в  опытной группе  21,67 мм/ч, в контрольной — 27,67 мм/ч.  К концу эксперимента эти значения приблизились к норме. Что свидетельствует о снижении воспалительных реакций в организме.

 У животных опытной группы из ферментов, характеризующих работу печени, заметным было увеличение содержания АЛТ на 3-и сутки после операции, составив 110,27 U/L. В течение последующего исследования они находились в рамках физиологических величин.

Уровень холестерола на первые сутки эксперимента в опытной группе составил 3,32 ммоль/л, на третьи сутки повысился до 6,67 ммоль/л и впоследствие (на 30-е сутки) снизился до 2,56 ммоль/л. В контрольной группе тоже отмечен повышение этого показателя на третьи сутки и снижение до физиологических норм на тридцатые.

Значения ЛДГ в контрольной группе в несколько раз превысили норму в каждой группе. Даже на тридцатые сутки динамика была отрицательной, 463,74 U/L, при норме 132-252 U/L . В опытной же группе повышение лактатдегидрогеназы на третьи сутки составил 560,27 U/L, но к тридцатым суткам уровень снизился до физиологически нормальных значений (218,82 U/L). Это свидетельствует об отсутсвии гепатотоксичности использования остеофиксаторов, обработанных индукционно-термически.

На третьи сутки эксперимента у животных произошло повышение уровня креатинина (118,6 мкмоль/л) и мочевины (14,0 ммоль/л). Но к 30-ым суткам данные показатели находились в пределах физиологической нормы в обеих группах.

Заключение. На основании проведенной работы можно предположить, что незначительное повышение СОЭ и нормализация уровня эритроцитов и лейкоцитов в постоперационный период свидетельствует о противовоспалительном влиянии покрытий из титана и отсутствии депрессии красного костного мозга. Уровень АЛТ (33,28±1,23 U/L), холестерола  (2,56 ммоль/л) и ЛДГ (218,82 U/L) в пределах физиологической нормы у животных опытной группы означает, что наномодифицированные остеофиксаторы на основе диоксида титана не влияют отрицательно на функциональную деятельность и структуру печени, и не приводят к гепатоцеллюлярной патологии.

Показатели азотвыделительной (креатинин и мочевина) функции почек опытных животных свидетельствуют об  отсутствии  нефротоксичности покрытий из наномодифицированного диоксида титана.

Наличие на поверхности опытных остеофиксаторов значительного количества мягких тканей и фрагментов кости свидетельствует о хорошей биоинтеграции остеофиксаторов из наномодифицированного диоксида титана.

 

Список использованной литературы.

  • Анников В.В., Анатомо-хирургические аспекты оптимизации репаративного остеогенеза в условиях внешней фиксации аппаратами стержневого типа : дис. …д-ра вет. наук 2006. – 365с.
  • Бейдик, О.В. К.Г. Бутовский, Н.В. Островский, В.Н. Лясников Моделирование наружного чрескостного остеосинтеза / Саратов, Издательство Саратовского медицинского университета 2002.- 198 с.
  • Бионтеграционные качества термооксидных покрытий чрескостных стрержневых металлофиксаторов при клинических испытаниях /И.В.Родионов [и др.]. – Саратов, 2004. – 94 с.
    ОСТЕОФИКСАТОРЫ С ПОВЫШЕННЫМИ БИОИНТЕГРАЦИОННЫМИ СВОЙСТВАМИ НА ОСНОВЕ НАНОСТРУКТУРИРОВАННОГО ДИОКСИДА ТИТАНА
    В статье рассматривается влияние остеофиксаторов с наномодифицированным покрытием из диоксида титана, полученных методом индукционно-термической обработки (ИТО) на биохимические и гематологические показатели крови экспериментальных животных. Установлено, что при установке этих остеофиксаторов в кость при переломах гепато- и нефротоксичность отсутствовали. У животных опытной группы была отмечена ранняя нормализация клинико-гемобиохимических показателей с вовлечением поврежденной конечности в полноценный локомоторный акт.
    Written by: Анников Вячеслав Васильевич, Деревянченко Владимир Владимирович, Анникова Людмила Викторовна
    Published by: БАСАРАНОВИЧ ЕКАТЕРИНА
    Date Published: 06/01/2017
    Edition: ЕВРАЗИЙСКИЙ СОЮЗ УЧЕНЫХ_ 30.12.2014_12(09)
    Available in: Ebook