Разработка пористых титановых имплантатов для межтелового спондилодеза

Разработка пористых титановых имплантатов для межтелового спондилодеза

Автор: Рябых Сергей Олегович, Силантьева Тамара Алексеевна, Дюрягина Ольга Владимировна, Дьячков Константин Александрович, Стогов Максим Валерьевич, Антонов Николай Иванович, Тушина Наталья Владимировна, Резник Артем Владимирович

Журнал: Гений ортопедии @geniy-ortopedii

Рубрика: Оригинальные статьи

Статья в выпуске: 6 т.27, 2021 года.

Бесплатный доступ

Актуальность. Применение 3D-печати методом селективного лазерного сплавления для изготовления межпозвоночных кейджей является актуальным направлением вертебральной хирургии. Цель. Оценка эффективности и безопасности применения оригинального межтелового имплантата для спондилодеза, изготовленного из сплава титана по технологии 3D-печати методом селективного лазерного сплавления. Материалы и методы. Тестировали оригинальные кейджи уплощенной бобовидной формы, с цельной боковой частью и внутренней конфигурацией в виде трехмерной решетки с ячеями 1,5×1,8 мм. Изделия были произведены из порошка Ti6Al4V по технологии 3D-печати методом селективного лазерного сплавления. Постобработка поверхности изделий включала пескоструйную очистку абразивом по методу SLA и стерилизацию этиленоксидом. Опыты по моделированию межтелового спондилодеза с замещением межпозвоночных дисков кейджами на уровнях L4-L5 и L5-L6 выполнены на 8 беспородных собаках. Дополнительную первичную стабилизацию поясничного отдела позвоночного столба осуществляли аппаратом внешней конструкции в течение 30 суток после имплантации. Общая продолжительность наблюдения составила 180 суток. Использованы методы рентгенографии, сканирующей электронной микроскопии, рентгеноспектрального и биохимического анализа. Результаты. Рентгенографическое исследование продемонстрировало наличие контакта между фронтальными поверхностями кейджей и костной тканью тел позвонков, развитие спондилодеза у всех экспериментальных животных. Биохимический анализ не выявил признаков интоксикации, свидетельствующих об опасности применения изделий. Микрорельеф имплантатов характеризовался микрошероховатостью в диапазоне 1-50 мкм. В поверхностном слое изделий, помимо элементов титана, алюминия и ванадия, обнаруживались углерод, кислород, кремний, следовые количества прочих органических и неорганических элементов. На распилах костных блоков в ячеях решетки внутренней части имплантатов макроскопически и электронно-микроскопически визуализировались новообразованные костные трабекулы. Выводы. Экспериментальная апробация пористых имплантатов, изготовленных из титанового сплава методом селективного лазерного сплавления, показала их эффективность в получении межтелового спондилодеза и приемлемую безопасность.

Еще

Межтеловой спондилодез, имплантат, титановый сплав, селективное лазерное сплавление

Короткий адрес: https://sciup.org/142231574

IDR: 142231574   |   DOI: 10.18019/1028-4427-2021-27-6-773-781

Список литературы Разработка пористых титановых имплантатов для межтелового спондилодеза

  • Бабкин A.В. Имплантаты позвонков для межтелового спондилодеза: биомеханические и технические идеи, клинические аспекты // Военная медицина. 2018. № 4 (49). С. 66-77.
  • Нуралиев X.A. Задний межтеловой спондилодез с использованием кейджа в системе лечения остеохондроза поясничного отдела позвоночника // Гений ортопедии. 2010. №. 4. С. 68-72.
  • Наумов Д.Г., Mушкин A^., Першин A.A. Современные возможности хирургического лечения инфекционных спондилитов у детей // Гений ортопедии. 2017. Т. 23, № 2. С. 162-167.
  • Mухаметов У.Ф., Люлин С.В., Mещерягина ИА. Изучение отдаленных результатов переднего спондилодеза с применением различных видов пластики дефекта при хирургическом лечении повреждений и заболеваний позвоночника (обзор литературы) // Гений ортопедии. 2017. Т. 23, № 2. С. 236-240.
  • Проблемы и перспективы применения аддитивных технологий при изготовлении кастомизированных имплантатов для травматологии и ортопедии / A^. Губин, В.П. Кузнецов, Д.Ю. Борзунов, A.A. Корюков, A^. Резник, A^. Чевардин // Mедицинская техника. 2016. № 4 (298). С. S2-SS.
  • Килина П.Н., Mорозов ЕА., Ханов A.M. Создание имплантатов с ячеистой структурой методом селективного лазерного спекания // Известия Самарского научного центра Российской академии наук. 201S. Т. 17, № 2-4. С. 779-781.
  • Имплантат для переднего спондилодеза позвоночника в поясничном отделе : 1762S9 Рос. Федерация MПK A61F 2/44 / Mихайлов ДА., Пташников ДА. ; Федеральное государственное бюджетное учреждение «Российский ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский институт травматологии и ортопедии им. Р.Р. Вредена» Mинистерства здравоохранения Российской Федерации (ФГБУ «РНИИТО им. Р.Р. Вредена» Mинздрава России). № 2017119126 ; заявл. 31.0S.2017 ; опубл. 12.01.2018, Бюл. № 2.
  • ГОСТ Р ИСО S832-3-2014. Имплантаты для хирургии. Mеталлические материалы. Часть 3. Деформируемый сплав на основе титана, 6-алюминия и 4-ванадия. M. : Стандартинформ. 201S. S с.
  • Russell W.M.S., Burch R.L. The Principles of Humane Experimental Technique. London : Methuen & Co. 19S9. 2S2 p. DOI: 10.S694/j.1326-S377.1960.tb73127.x.
  • Aппарат для лечения повреждений и заболеваний шейного отдела позвоночника животных : свидетельство № 28819 Рос. Федерация : MПK A61D 1/00 / авторы: Кирсанов К.П., Mеньщикова ИА., Дюрягина О.В., Тимофеев В.Н. ; заявитель и патентообладатель Государственное учреждение науки Российский научный центр «Восстановительная травматология и ортопедия» им. акад. KA. Илизарова. № 2002124948/20 ; заявл. 19.09.2002 ; опубл. 20.04.2003, Бюл. № 11.
  • ГОСТ Р ИСО 22309-201S. Mикроанализ электронно-зондовый. Количественный анализ с использованием энергодисперсионной спектрометрии для элементов с атомным номером от 11 (Na) и выше. M. : Стандартинформ. 2019. 24 с.
  • Справочник по лабораторным методам исследования / ЛА. Данилова, О.Б. Башарина, Е.Н. Красникова, ЛА. Литвиненко, Н.П. Раменская, M^. Фоменко, О.Н. Mашек ; под ред. ЛА. Даниловой. СПб. : Питер, 2003. 733 с.
  • Костная и мягкотканная интеграция пористых титановых имплантатов (экспериментальное исследование) / RM. Тихилов, И.И. Шубняков, A^. Денисов, ВА. Конев, И.В. Гофман, ПМ. Mихайлова, Г.И. Нетылько, A^. Васильев, Л.О. Aнисимова, С.С. Билык // Травматология и ортопедия России. 2018. Т. 24, № 2. С. 9S-107. DOI: 10.21823/2311-290S-2018-24-2-9S-107.
  • Вишневский A.A., Казбанов В.В., Баталов M.C Перспективы применения титановых имплантатов с заданными остеогенными свойствами // Хирургия позвоночника. 2016. Т. 13, № 1. С. S0-S8. DOI: 10.14S31/ss2016.1.S0-S8.
  • Бердюгин КА., Бердюгина О.В. Остеосинтез позвоночника аппаратами внешней фиксации // Фундаментальные исследования. 2013. № 9 (часть 4). С. 76S-768.
  • Попков A^. Биосовместимые имплантаты в травматологии и ортопедии (обзор литературы) // Гений ортопедии. 2014. №. 3. С. 94-99.
  • In vivo XCT bone characterization of lattice structured implants fabricated by additive manufacturing / A.F. Obaton, J. Fain, M. Djemaï, D. Meinel, F. Léonard, E. Mahé, B. Lécuelle, J.J. Fouchet, G. Bruno // Heliyon. 2017. Vol. 3, No 8. e00374. DOI: 10.1016/j.heliyon.2017.e00374.
  • Osteogenesis of 3D printed porous Ti6Al4V implants with different pore sizes / Q. Ran, W. Yang, Y. Hu, X. Shen, Y. Yu, Y. Xiang, K. Cai // J. Mech. Behav. Biomed. Mater. 2018. Vol. 84. P. 1-11. DOI:10.1016/j.jmbbm.2018.04.010.
  • A technique for evaluating bone ingrowth into 3D printed, porous Ti6Al4V implants accurately using X-ray micro-computed tomography and histomorphometry / A. Palmquist, F.A. Shah, L. Emanuelsson, O. Omar, F. Suska // Micron. 2017. Vol 94. P. 1-8. DOI:10.1016/j.micron.2016.11.009.
  • Биосовместимость кальцийфосфатных материалов биогенного происхождения при имплантации в область дефектов костей собак / ИА. Талашова, TA. Силантьева, НА. Кононович, С.Н. Лунева // Гений ортопедии. 2016. № 4. С. 9S-103.
  • Mодификация поверхности титановых имплантатов и ее влияние на их физико-химические и биомеханические параметры в биологических средах : монография / В.В. Савич, Д.И. Сарока, MX. Киселев, M^. Mакаренко. Mинск : Беларусская наука, 2012. 244 с.
  • Сравнительная оценка поверхностей имплантатов, обработанных технологиями SLA, RBM и Clean & PorousTM / Л.И. Винников, Ф.З. Савранский, Р.В. Симахов, П.О. Гришин // Дентальная имплантология и хирургия. 2016. № 1 (22). С. S2-S6.
  • Рожнова ОМ., Павлов В.В., Садовой M.A. Биологическая совместимость медицинских изделий на основе металлов, причины формирования патологической реактивности (обзор иностранной литературы) // Бюллетень сибирской медицины. 201S. Т. 14, № 4. С. 110-118.
  • Исследование поверхности дентальных титановых имплантатов методом растровой электронной микроскопии / ВА. Тиньков, Е.В. Горо-бец, A.^ Лихота, Е.В. Розова, И.Н. Mакеева, Л.Ф. Яценко // Mеталлофизика и новейшие технологии /Metallofizika i Noveishie Tekhnologii. 2012. Т 34, № 7. С. 919-933.
  • Сравнительная характеристика материалов, применяемых в стоматологической имплантации / A.A. Егоров, M.^ Дровосеков, A.M. Aро-нов, ОМ Рожнова, О.П. Егорова // Бюллетень сибирской медицины. 2014. Т. 13, № 6. С. 41-47. DOI: 10.20S38/1682-0363-2014-6-41-47.
  • Чертов СА., Стойков С.В. Обзор свойств материалов, используемых в производстве дентальных имплантатов // Украшський стоматолопчний альманах. 2013. № 4. С. 101-104. URL: Available at: http://nbuv.gov.ua/UJRN/Usa_2013_4_29.
  • Воробьева Н.М., Федорова Е.В., Баранова Н.И. Ванадий: биологическая роль, токсикология и фармакологическое применение // Биосфера. 2013. Т. 5, № 1. С. 077-096.
  • Абызов А.М. Оксид алюминия и алюмооксидная керамика (Обзор). Часть 1. Свойства A12O3 и промышленное производство дисперсного A12O3 // Новые огнеупоры. 2019. № 1. С. 16-23. DOI: 10.17073/1683-4518-2019-1-16-23.
  • Материалы, производимые по нанотехнологиям: потенциальный риск при получении и использовании / Г.Б. Андреев, В.М. Минашкин, И.А. Невский, А.В. Путилов // Российский химический журнал. 2008. Т. 52, № 5. С. 32-38.
Еще
Статья научная
SciUp 2024 © 2024 ©