Изучение биосовместимости и остеоинтеграционных свойств пористых сплавов NiTiAg в условиях in vivo
Автор: Марченко Е.С., Прокопчук А.О., Байгонакова Г.А., Железнякова А.А., Светлик М.В., Бородина С.В., Шадрина М.М., Васильева И.А., Синкина И.Л.
Журнал: Сибирский журнал клинической и экспериментальной медицины @cardiotomsk
Рубрика: Экспериментальные исследования
Статья в выпуске: 1 т.41, 2026 года.
Бесплатный доступ
Введение. Пористые никелид-титановые сплавы (NiTi) привлекают внимание как материалы для имплантов из-за сочетания механической совместимости с костной тканью и способности к остеоинтеграции. Добавление наночастиц серебра (AgNPs) может изменять структурно-фазовое состояние и поверхностные характеристики материала, однако его биологическое поведение in vivo остается недостаточно изученным. Цель работы: оценка биосовместимости и остеоинтеграционного потенциала пористых сплавов NiTiAg, синтезированных методом самораспространяющегося высокотемпературного синтеза (СВС). Материал и методы. Сплавы NiTiAg с 0,5 ат.% AgNPs исследовали методом рентгенофазового анализа и механических испытаний для оценки фазового состава и свойств. Для in vivo эксперимента имплантаты размещали в область черепной кости мышей Balb/c (n = 10) на 14 сут. Гистологический анализ выполняли с использованием гематоксилина-эозина, окраски по методу фон Косса, ализарина красного S и иммуногистохимии к остеопонтину (Opn). Остеогенную дифференцировку мезенхимальных стволовых клеток (МСК) in vitro изучали на поверхности сплава. Состояние иммунного ответа оценивали по лейкоцитарному профилю. Результаты. Сплавы обладали низким модулем упругости и прочностью, сопоставимой с костной тканью. В зоне имплантации выявлены сохраненная архитектура кости, формирование васкуляризованной капсулы соединительной ткани и отсутствие воспалительной реакции. Окраски продемонстрировали активную минерализацию и участие остеобластов в формировании нового костного матрикса. Экспрессия Opn указывала на активный остеогенез. МСК in vitro полностью дифференцировались в остеобласты с формированием кальциевого матрикса. Профиль лейкоцитов оставался в пределах физиологической нормы. Обсуждение. Полученные данные свидетельствуют о том, что пористые сплавы NiTiAg обладают биосовместимостью, остеокондуктивностью и низкой иммуногенностью. Введение AgNPs не оказывает негативного влияния на клетки и ткани, а также позволяет сохранить требуемые показатели биосовместимости и остеоинтеграции материала. Материал может рассматриваться как перспективная основа для создания имплантов, способствующих регенерации костной ткани и снижению риска инфекционных осложнений.
Никелид титана NiTi, наночастицы серебра, биосовместимость, остеоинтеграция, механические свойства
Короткий адрес: https://sciup.org/149150649
IDR: 149150649 | УДК: 546.82-034.24-034.22:57.085]-092.9 | DOI: 10.29001/2073-8552-2026-41-1-180-189
An in vivo investigation of the biocompatibility and osseointegration characteristics of porous NiTiAg alloys
Introduction. Porous nickel-titanium (NiTi) alloys are attracting attention as implant materials due to their combination of mechanical compatibility with bone tissue and osteointegration capacity. The addition of silver nanoparticles (AgNPs) can alter the structural and phase state and surface characteristics of the material, but its biological behavior in vivo remains insufficiently studied. Aim: To assess the biocompatibility and osseointegration potential of porous NiTiAg alloys synthesized by self-propagating hightemperature synthesis (HSS). Material and Methods. NiTiAg alloys with 0.5 at. % AgNPs were studied by X-ray phase analysis and mechanical testing to evaluate their phase composition and properties. For the in vivo experiment, implants were placed in the cranial bone region of Balb/c mice (n = 10) for 14 days. Histological analysis was performed using hematoxylin-eosin, von Kossa staining, alizarin red S, and immunohistochemistry for osteopontin (Opn). Osteogenic differentiation of mesenchymal stem cells (MSCs) in vivo was studied on the alloy surface. The state of the immune response was assessed by the leukocyte profile. Results. The alloys had a low modulus of elasticity and strength comparable to bone tissue. In the implantation area, preserved bone architecture, the formation of a vascularized connective tissue capsule, and the absence of an inflammatory response were observed. Staining demonstrated active mineralization and the participation of osteoblasts in the formation of new bone matrix. Opn expression indicated active osteogenesis. MSCs in vivo completely differentiated into osteoblasts with the formation of a calcium matrix. The leukocyte profile remained within physiological limits. Discussion. The data obtained indicate that porous NiTiAg alloys are biocompatible, osteoconductive, and have low immunogenicity. The introduction of AgNPs does not have a negative effect on cells and tissues and also allows the required biocompatibility and osseointegration parameters of the material to be maintained. The material can be considered a promising basis for the creation of implants that promote bone tissue regeneration and reduce the risk of infectious complications.
