Экспериментальное исследование эффективности применения имплантатов с покрытиями на основе сверхтвердых соединений

Актуальность темы обусловлена отбором и созданием перспективных и безопасных имплантируемых материалов [1]. Так же важным аспектом является применение методов, позволяющих правильно и надежно оценить их взаимодействие с окружающими тканями. Срок службы эндопротезов лимитируется лизисом кости вокруг металлического компонента ввиду биологической активности металла, что ведет к дестабилизации имплантатов [3]. Главный недостаток металлических изделий:  они подвержены коррозии, из-за которой снижается механическая прочность, и организм отравляют перешедшие в раствор ионы металлов. Потенциально перспективными являются покрытия, содержащие нитрид гафния, которые характеризуются химической инертностью.

Целью настоящей работы явилось сравнительное изучение реактивных изменений в организме экспериментальных животных при использовании имплантатов из меди, стали 12XI8H9T, стали 12XI8H9T с покрытием нитридами титана и гафния, стали 12XI8H9T с покрытием нитридами титана и циркония.

Материалы и методы. Исследования проводились согласно ГОСТ ИСО 10993 (Р). Экспериментальные исследования проводились на белых крысах-самцах. Имплантаты вводились животным в среднюю треть (рис.1) диафиза большеберцовой кости после предварительного рассверливания. Иммобилизация оперированной конечности не проводилась.

Имплантаты представляли собой шпильки длиной 8-10 мм, диаметром 2 мм. Поверхность образцов соответствовала стандартам, которые используются в травматологии.

В зависимости от вида имплантируемых материалов были выделены следующие группы крыс: первая (5 крыс) - введение имплантатов из меди, вторая (группа сравнения, 5 крыс) – введение имплантатов из стали 12XI8H9T, третья (основная, 5 крыс) – введение имплантатов из стали 12XI8H9T с покрытием нитридами титана и гафния, четвертая (5 крыс) – введение имплантатов из стали 12XI8H9T с покрытием нитридами титана и циркония.

Рис.1. Рентгенограмма костей голени крысы с введенным имплантатом.

Кровь для морфологических исследований брали из хвостовой вены до оперативного вмешательства и на 10 сутки эксперимента.

Вели ежедневные клинические наблюдения за общим состоянием и местной реакцией тканей на введенный имплантат, контроль массы тела и температуры тела.

Срок наблюдений за животными составил 10 суток, после чего они были выведены из опыта путем декапитации под эфирным наркозом.

Результаты исследований . Общее состояние экспериментальных животных в послеоперационный период было удовлетворительным, пищевая возбудимость сохранена. Показатель температуры тела на протяжении опыта имел тенденцию к снижению у животных всех групп по сравнению с фоновыми показателями и составлял на 10 сутки в среднем 37°. Масса тела у подопытных крыс повышалась, что составило в среднем

15-30 г. У животных 4 группы (с покрытием нитридами титана и циркония) течение послеоперационного периода было осложнено наличием геморрагического отделяемого из носовых ходов и конъюнктивальной полости, изъязвлением слизистых оболочек носа и ротовой полости, орхитом.

Имплантаты находились в непосредственном контакте со следующими образованиями: мягкие ткани, окружающие диафиз большеберцовой кости, надкостница и пластинчатое вещество кости. Так, в толще мягких тканей вокруг скоб из меди образовывалась мощная соединительно-тканная капсула, заполненная густым гнойным экссудатом желтоватого цвета. У крыс в группе с цирконием имело место локальное припухание тканей без дифференциации контуров имплантата. У животных в двух других группах (сталь 12XI8H9T и сталь 12XI8H9T с покрытием нитридами титана и гафния) не регистрировалось каких-либо изменений со стороны тканей, окружающих имплантаты.

Морфологическая картина крови характеризовалась умеренным лейкоцитозом, эритроцитопенией и понижением уровня гемоглобина (особенно ярко выражено у животных с покрытием нитридами титана и циркония).

Проведенный этап позволяет сделать вывод о целесообразности продолжения исследований на 30, 60, 90 сутки.

ЛИТЕРАТУРА: 1. Абдуллин И. Ш., Миронов М. М., Гарипова Г. И. Бактерицидные и биологически стойкие покрытия для медицинских имплантатов и инструментов // Мед.техника.-2004.-№4, стр.20-22. 2. Ахтямов И.Ф., Гатина Э.Б., Кадыров Ф.Ф., Шаехов М.Ф., Шакирова Ф.В. Изучение костной ткани и имплантатов с покрытиями из нитридов титана и гафния на остеорегенерацию с использованием рентгенографических исследований // Вестник Казанского технологического университета.-Т 15,№ 20, стр.186-187. 3. Мюллер М.Е., Алльговер М., Шнейдер Р., Виллингер Х. Руководство по внутреннему остеосинтезу.-М., 1996, стр.5052. 3.

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ ИМПЛАНТАТОВ С ПОКРЫТИЯМИ НА ОСНОВЕ СВЕРХТВЕРДЫХ СОЕДИНЕНИЙ

Манирамбона Ж.К.,Шакирова Ф.В.,Ахтямов И.Ф., Гатина Э.Б.

Резюме

Проведен первый этап исследований по изучению биологической совместимости имплантатов из меди, стали 12XI8H9T, стали 12XI8H9T с покрытием нитридами титана и гафния, стали 12XI8H9T с покрытием нитридами титана и циркония. Экспериментальные исследования на белых крысах показали, что при использовании имплантатов с покрытием нитридами титана и гафния реактивные изменения мягких тканей характеризуются меньшей выраженностью.

EXPERIMENTAL STUDY OF THE EFFECTIVENESS OF THE USE OF IMPLANT COATINGS BASED ON SUPERHARD COMPOUNDS

Manirambona J.C,Shakirova F.V., Аchtyamov I.F.,Gatina E.B.