Влияние способов механической обработки и стерилизации на структурно-функциональное состояние поверхностного слоя костных образцов

Автор: Литвинов Ю.Ю., Матвейчук И.В., Розанов В.В., Краснов В.В.

Журнал: Российский журнал биомеханики @journal-biomech

Статья в выпуске: 2 (92) т.25, 2021 года.

Бесплатный доступ

Представлены результаты структурно-функционального анализа поверхностного слоя образцов костной ткани после их механической обработки и стерилизации. Из цилиндрических заготовок, полученных из фрагментов диафиза бедренной кости быка с использованием полых фрез, изготавливали на прецизионном отрезном станке костные образцы заданной высоты с применением дисковых фрез. При этом одну из торцевых поверхностей костных образцов обрабатывали стальным отрезным диском с зубьями, а вторую - дисковой фрезой с алмазным напылением режущей кромки. Полученные образцы стерилизовали разными методами: озоновым, радиационным и комбинированным, основанным на сочетанном озоно-кислородном воздействии, - на первом этапе и радиационным на втором. После механического и стерилизующего физико-химического воздействия определяли упруго-пластические свойства (показатель микротвёрдости по Виккерсу) поверхностного слоя на торцах цилиндрических костных образцов. При изучении закономерностей изменения структуры торцевых поверхностей образцов использовали сканирующую электронную микроскопию. Установлено преимущество механической обработки костных образцов отрезной дисковой фрезой с алмазным напылением режущей кромки по сравнению с дисковой фрезой с отрезной кромкой в виде зубьев. Исследование упруго-пластических характеристик поверхностного слоя костных образцов в микрообъемах показало, что стерилизующее физико-химическое воздействие озоно-кислородной смесью, радиационной обработкой потоком быстрых электронов с дозами радиационного поглощения 10, 15 и 20 кГр, а также их комбинированное воздействие не оказывает существенного влияния на показатели микротвердости образцов.

Еще

Костная ткань, костные трансплантаты, стерилизация, поверхностный слой, микроструктура поверхности, микротвердость

Короткий адрес: https://sciup.org/146282202

IDR: 146282202   |   DOI: 10.15593/RZhBiomeh/2021.2.06

Список литературы Влияние способов механической обработки и стерилизации на структурно-функциональное состояние поверхностного слоя костных образцов

  • Алимов А.С., Близнюк У.А., Борщеговская К.Ю., Варзарь С.М., Еланский С.Н., Ишханов Б.С., Литвинов Ю.Ю., Матвейчук И.В., Николаева А.А., Розанов В.В., Студеникин Ф.Р., Черняев А.П., Шведунов В.И., Юров Д.С. Применение пучков ускоренных электронов для радиационной обработки продуктов питания и биоматериалов // Известия Российской академии наук. Серия физическая. - 2017. - Т. 81, № 6. - С. 819-823.
  • Воробьев К.А., Божкова С.А., Тихилов Р.М., Черный А.Ж. Современные способы обработки и стерилизации аллогенных костных тканей (обзор литературы) // Травматология и ортопедия России. - 2017. - Т. 23, №. 3. - С 134-147.
  • Кирилова И.А., Подорожная В.Т., Легостаева Е.В., Шаркеев Ю.П., Уваркин П.В., Аронов А.М. Костно-пластические биоматериалы и их физико-механические свойства // Хирургия позвоночника. - 2010. - № 1. - С. 81-87.
  • Кирилова И.А., Садовой М.А., Подорожная В.Т. Сравнительная характеристика материалов для костной пластики: состав и свойства // Хирургия позвоночника. - 2012. - № 3. - С. 72-83.
  • Корель А.В., Кузнецов С.Б. Тканеинженерные стратегии для восстановления дефектов костной ткани // Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. - 2019. - № 4. -С. 228-234.
  • Краснов В.В., Матвейчук И.В., Розанов В.В., Литвинов Ю.Ю. Оптимизация качества поверхностного слоя костных имплантатов с целью повышения их регенеративного потенциала // Гены и клетки. -2019. - Т. 14. Приложение. - С. 125.
  • Кузнецова Д.С., Тимашев П.С., Баграташвили В.Н., Загайнова Е.В. Костные имплантаты на основе скаффолдов и клеточных систем в тканевой инженерии (обзор) // Современные технологии в медицине. - 2014. - Т. 6, № 4. - С. 201-212.
  • Литвинов Ю.Ю., Матвейчук И.В., Розанов В.В. Современные подходы к оптимизации технологии получения костных имплантатов // Гены и клетки. - 2019. - Т. 14. Приложение. - С. 135-136.
  • Матвейчук И.В., Розанов В.В., Литвинов Ю.Ю. Изучение биофизических свойств костной ткани для медико-биологических приложений // Альманах клинической медицины. - 2016. - Т. 44, № 2. -С. 193-202.
  • Розанов В.В., Матвейчук И.В., Лекишвили М.В., Литвинов Ю.Ю., Андреева Т.М., Николаева А.А. Инновационные подходы к стерилизации имплантатов // Технологии живых систем. - 2015. - Т. 12, № 4. - С. 74-76.
  • Розанов В.В., Матвейчук И.В., Литвинов Ю.Ю., Уланова А.А., Пантелеев И.В. Анализ архитектоники костной ткани как объекта стерилизации с использованием озона // Биорадикалы и антиоксиданты. - 2016. - № 3. - С. 229-231.
  • Розанов В.В., Матвейчук И.В., Черняев А.П., Николаева Н.А., Саввинова Л.Н. Исследование структурно-функциональных характеристик поверхности костных имплантатов при комбинированной стерилизации // Известия Российской академии наук. Серия физическая. - 2020. -Т. 84, № 11. - С. 1587-1592.
  • Розанов В.В., Матвейчук И.В., Черняев А.П., Николаева Н.А., Краснов С.А. Современное состояние и направления дальнейшего развития высокотехнологичных методов радиационной стерилизации // Известия Российской академии наук. Серия физическая. - 2020. - Т. 84, № 4. - С. 521-524.
  • Стогов М.В., Смоленцев Д.В., Киреева Е.А. Костные ксеноматериалы в травматологии и ортопедии (аналитический обзор литературы) // Травматология и ортопедия России. - 2020. - Т. 26, № 1. -С. 181-189.
  • Щелкунова Е.И., Воропаева А.А., Корель А.В., Майер Д.А., Подорожная В.Т., Кирилова И.А. Заселение деминерализованного костного матрикса клетками хондрогенного ряда // Комплексные проблемы сердечно-сосудистых заболеваний. - 2018. - Т. 7, № 2. - С. 102-111.
Еще
Статья научная