Влияние цинксодержащего кальций-фосфатного покрытия на остеоинтеграцию чрескожных имплантатов для протезирования конечностей
Автор: Стогов М.В., Еманов А.А., Кузнецов В.П., Комарова Е.Г., Горбач Е.Н., Киреева Е.А., Толкачева Т.В., Шаркеев Ю.П.
Журнал: Гений ортопедии @geniy-ortopedii
Рубрика: Оригинальные статьи
Статья в выпуске: 5 т.30, 2024 года.
Бесплатный доступ
Введение. Повышение интеграции чрескожных имплантатов является важной задачей для их применения в клинической практике.Цель работы - оценка остеоинтеграции титановых чрескожных имплантатов с кальций-фосфатным покрытием, содержащим ионы цинка.Материалы и методы. Исследования выполнены на 12 кроликах-самцах, которым имплантировали оригинальный имплантат в культю большеберцовой кости. После имплантации на кость устанавливали компрессионное устройство, поддерживавшее нагрузку 3,5Н в течение 5 нед. Длительность наблюдения - 26 недель. Животные разбиты на две группы: группа контроля (n = 6) - имплантировано изделие без покрытия; опытная группа (n = 6) - имплантировано изделие с цинк-замещенным кальций-фосфатным покрытием.Результаты. Выпадение имплантата отмечали в одном случае у животных группы контроля, в опытной группе случаев выпадения имплантатов не отмечено. Выявлено, что весовая концентрация Са и Р во всех зонах костно-имплантационного блока животных опытной группы достоверно превышала аналогичные показатели контрольной группы. В контрольной группе отмечали длительное сохранение высоких значений уровня С-реактивного белка, чего не наблюдали в основной группе.Обсуждение. Комплекс исследований показал, что имплантат с цинксодержащим кальций-фосфатным покрытием имеет признаки улучшенной интеграции в отличие от изделия без покрытия. Отсутствие серьезных нежелательных реакций на тестируемые изделия свидетельствует о приемлемой переносимости и безопасности применения.Заключение. При использовании имплантатов с цинк-модифицированным кальций-фосфатным покрытием обнаружены признаки более эффективной остеоинтеграции по сравнению с изделием без дополнительного покрытия.
Протезирование, чрескожный имплантат, остеоинтеграция, кальций-фосфатное покрытие
Короткий адрес: https://sciup.org/142243286
IDR: 142243286 | DOI: 10.18019/1028-4427-2024-30-5-677-686
Список литературы Влияние цинксодержащего кальций-фосфатного покрытия на остеоинтеграцию чрескожных имплантатов для протезирования конечностей
- Overmann AL, Forsberg JA. The state of the art of osseointegration for limb prosthesis. BiomedEngLett. 2019;10(1):5-16. doi: 10.1007/s13534-019-00133-9
- Rehani M, Stafinski T, Round J, et al. Bone-anchored prostheses for transfemoral amputation: a systematic review of outcomes, complications, patient experiences, and cost-effectiveness. Front Rehabil Sci. 2024;5:1336042. doi: 10.3389/fresc.2024.1336042
- Aschoff HH, Örgel M, Sass M, et al. Transcutaneous Osseointegrated Prosthesis Systems (TOPS) for Rehabilitation After Lower Limb Loss: Surgical Pearls. JBJSEssent Surg Tech. 2024;14(1):e23.00010. doi: 10.2106/JBJS.ST.23.00010
- Zaid MB, O'Donnell RJ, Potter BK, Forsberg JA. Orthopaedic Osseointegration: State of the Art. J Am Acad Orthop Surg. 2019;27(22):e977-e985. doi: 10.5435/JAAOS-D-19-00016
- Rennie C, Rodriguez M, Futch KN, Krasney LC. Complications Following Osseointegrated Transfemoral and Transtibial Implants: A Systematic Review. Cureus. 2024;16(3):e57045. doi: 10.7759/cureus.57045
- Еманов А.А., Горбач Е.Н., Стогов М.В. и др. Выживаемость чрескожных имплантатов в условиях различной механической нагрузки на кость. Гений ортопедии. 2018;24(4):500-506. doi: 10.18019/1028-4427-2018-24-4-500-506.
- Haque R, Al-Jawazneh S, Hoellwarth J, et al. Osseointegrated reconstruction and rehabilitation of transtibial amputees: the Osseointegration Group of Australia surgical technique and protocol for a prospective cohort study. BMJ Open. 2020;10(10):e038346. doi: 10.1136/bmjopen-2020-038346
- Liu Y, Rath B, Tingart M, Eschweiler J. Role of implants surface modification in osseointegration: A systematic review. J Biomed Mater Res A. 2020;108(3):470-484. doi: 10.1002/jbm.a.36829
- Стогов М.В., Еманов А.А., Кузнецов В.П. и др. Сравнительная оценка остеоинтеграции новых чрескожных имплантатов из ультрамелкозернистого сплава Ti Grade 4. Гений ортопедии. 2023;29(5):526-534. doi: 10.18019/10284427-2023-29-5-526-534. EDN: ELJGET.
- Li TT, Ling L, Lin MC, et al. Recent advances in multifunctional hydroxyapatite coating by electrochemical deposition. J Mater Sci. 2020;55:6352-6374. doi: 10.1007/s10853-020-04467-z
- Komarova EG, Sharkeev YP, Sedelnikova MB, et al. Zn- or Cu-Containing CaP-Based Coatings Formed by Micro-arc Oxidation on Titanium and Ti-40Nb Alloy: Part I-Microstructure, Composition and Properties. Materials (Basel). 2020;13(18):4116. doi: 10.3390/ma13184116
- Sedelnikova MB, Komarova EG, Sharkeev YP, et al. Modification of titanium surface via Ag-, Sr- and Si-containing micro-arc calcium phosphate coating. BioactMater. 2019;4:224-235. doi: 10.1016/j.bioactmat.2019.07.001
- Sedelnikova MB, Komarova EG, Sharkeev YP, et al. Zn-, Cu- or Ag-incorporated micro-arc coatings on titanium alloys: Properties and behavior in synthetic biological media. Surf Coat Technol. 2019;369:52-68. doi: 10.1016/j. surfcoat.2019.04.021
- Кузнецов В.П., Губин А.В., Корюков А.А., Горгоц В.В. Имплант культи трубчатой кости. Патент РФ на полезную модель № 152558. 10.06.2015. Бюл. № 16. Доступно по: https://www.fips.ru/registers-doc-view/fips_servlet?DB=RU PM&DocNumber=152558&TypeFile=html. Ссылка активна на 23.07.2024.
- Bulina NV, Khvostov MV, Borodulina IA, et al. Substituted hydroxyapatite and ß-tricalcium phosphate as osteogenesis enhancers. Ceram Int. 2024. doi: 10.1016/j.ceramint.2024.06.136
- Кузнецов В.П., Губин А.В., Горгоц В.В., и др. Устройство для остеоинтеграции имплантата в кость культи нижней конечности. Патент РФ на полезную модель № 185647. 13.12.2018. Бюл. № 35. Доступно по: https://www.fips. ru/registers-doc-view/fips_servlet?DB=RUPM&DocNumber=185647&TypeFile=html. Ссылка активна на 23.07.2024.
- Al Muderis M, Lu W, Tetsworth K, et al. Single-stage osseointegrated reconstruction and rehabilitation of lower limb amputees: the Osseointegration Group of Australia Accelerated Protocol-2 (OGAAP-2) for a prospective cohort study. BMJ Open. 2017;7(3):e013508. doi: 10.1136/bmjopen-2016-013508
- Evans AR, Tetsworth K, Quinnan S, Wixted JJ. Transcutaneous osseointegration for amputees. OTA Int. 2024;7(2 Suppl):e326. doi: 10?1097/OI9.0000000000000326
- Hoellwarth JS, Tetsworth K, Rozbruch SR, et al. Osseointegration for Amputees: Current Implants, Techniques, and Future Directions. JBJSRev. 2020;8(3):e0043. doi: 10.2106/JBJS.RVW.19.00043
- Shrivas S, Samaur H, Yadav V, Boda SK. Soft and Hard Tissue Integration around Percutaneous Bone-Anchored Titanium Prostheses: Toward Achieving Holistic Biointegration. ACS Biomater Sci Eng. 2024;10(4):1966-1987. doi: 10.1021/ acsbiomaterials.3c01555
- Zastulka A, Clichici S, Tomoaia-Cotisel M, et al. Recent Trends in Hydroxyapatite Supplementation for Osteoregenerative Purposes. Materials (Basel). 2023;16(3):1303. doi: 10.3390/ma16031303
- Ghanem A, Kellesarian SV, Abduljabbar T, et al. Role of Osteogenic Coatings on Implant Surfaces in Promoting Bone-To-Implant Contact in Experimental Osteoporosis: A Systematic Review and Meta-Analysis. Implant Dent. 2017;26(5):770-777. doi: 10.1097/ID.0000000000000634
- Lu M, Chen H, Yuan B, et al. Electrochemical Deposition of Nanostructured Hydroxyapatite Coating on Titanium with Enhanced Early Stage Osteogenic Activity and Osseointegration. Int J Nanomedicine. 2020;15:6605-6618. doi: 10.2147/IJN.S268372
- Sotova C, Yanushevich O, Kriheli N, et al. Dental Implants: Modern Materials and Methods of Their Surface Modification. Materials (Basel). 2023;16(23):7383. doi: 10.3390/ma16237383
- Kaspiris A, Vasiliadis E, Pantazaka E, et al. Current Progress and Future Perspectives in Contact and Releasing-Type Antimicrobial Coatings of Orthopaedic Implants: A Systematic Review Analysis Emanated from In Vitro and In Vivo Models. InfectDisRep. 2024;16(2):298-316. doi: 10.3390/idr16020025
- Van den Borre CE, Zigterman BGR, Mommaerts MY, Braem A. How surface coatings on titanium implants affect keratinized tissue: A systematic review. J Biomed Mater Res B Appl Biomater. 2022;110(7):1713-1723. doi: 10.1002/ jbm.b.35025
- Li K, Xue Y, Yan T, et al. Si substituted hydroxyapatite nanorods on Ti for percutaneous implants. Bioact Mater. 2020;5(1):116-123. doi: 10.1016/j.bioactmat.2020.01.001
- Wang S, Zhao X, Hsu Y, et al. Surface modification of titanium implants with Mg-containing coatings to promote osseointegration. Acta Biomater. 2023;169:19-44. doi: 10.1016/j.actbio.2023.07.048
- Corona PS, Vargas Meouchi EA, García Hernández JM, et al. Single-stage transcutaneous osseointegrated prosthesis for above-knee amputations including an antibiotic-loaded hydrogel. Preliminary results of a new surgical protocol. Injury. 2024;55(4):111424. doi: 10.1016/j.injury.2024.111424
- Wang X, Lei X, Yu Y, et al. Biological sealing and integration of a fibrinogen-modified titanium alloy with soft and hard tissues in a rat model. Biomater Sci. 2021;9(15):5192-5208. doi: 10.1039/d1bm00762a
- Chen Z, Chen Y, Wang Y, et al. Polyetheretherketone implants with hierarchical porous structure for boosted osseointegration. Biomater Res. 2023;27(1):61. doi: 10.1186/s40824-023-00407-5
- Chen T, Jinno Y, Atsuta I, et al. Current surface modification strategies to improve the binding efficiency of emerging biomaterial polyetheretherketone (PEEK) with bone and soft tissue: A literature review. J Prosthodont Res. 2023;67(3):337-347. doi: 10.2186/jpr.JPR_D_22_00138
