Экспериментальная оценка свойств костнозамещающих материалов на основе Ca3(PO4)2 на модели критического дефекта бедренной кости крысы

Введение. В современной травматологии и ортопедии остро стоит проблема замещения дефектов костной ткани. Достижения современного материаловедения позволяют создавать широкий спектр костнозамещающих материалов, однако выбор наиболее эффективных из них является актуальной задачей биомедицинских исследований. Цель работы — определение влияния трехмерной структуры и размера пор костнозамещающих материалов на основе трикальциевого фосфата на их остеокондуктивные свойства на модели критического диафизарного дефекта бедренной кости крысы. Материалы и методы. В эксперименте под наркозом воспроизводили монокортикальный дефект средней трети диафиза бедренной кости крыс на протяжении 7 мм, который заполняли блоками одного из четырех материалов на основе трикальциевого фосфата, различающихся количеством, размером и направлением пор. В каждую из групп включено по 16 животных. Через 3 и 6 мес. по 8 крыс из каждой группы выводили из эксперимента, после чего при гистологическом исследовании проводили оценку площади новообразованной костной ткани с последующим сравнением результатов между группами с использованием статистических методов. Результаты. Во всех группах отмечено прорастание костной ткани в зону дефекта по порам материала. Через 3 и 6 мес. площадь новообразованной костной ткани в соотношении к площади дефекта составила: в группе Цилиндры — (11 ± 4) % и (31 ± 6) % соответственно; в группе Гироид — (14 ± 5) % и (29 ± 4) %; в группе Гироид-150 мкм — (39 ± 5) % и (41 ± 7) %; в группе Гироид-50 мкм — (17 ± 7) % и (27 ± 8 %. Площадь новообразованной костной ткани в группе Гироид-150 мкм статистически значимо больше по сравнению с остальными группами (p < 0,05, критерий Kruskal – Wallis). Обсуждение. Оценка влияния типа архитектуры блока костнозамещающего материала, размера пор и их взаимоотношений в настоящее время является темой многих исследований, в которых показано, что наличие пор большого диаметра (более 600 мкм) улучшает остеокондуктивные свойства, однако верхний предел пористости ограничен снижением механических свойств блока. Подтверждается превосходство структуры Гироид над другими типами архитектур, как в теоретических, так и в прикладных исследованиях. Однако изучению структур с порами различного размера посвящено мало работ, в связи с чем результаты нашего исследования позволяют ответить на вопрос о целесообразности применения таких сложных структур и их роли в замещении костной ткани. Заключение. Трехмерная структура костнозамещающих материалов на основе трикальциевого фосфата оказывает влияние на остеокондуктивные свойства, при этом добавление к структуре Гироид дополнительной моды пор диаметром 150 мкм приводит к статистически значимо большему врастанию костной ткани в образец материала в эксперименте.