МЕЖДУНАРОДНАЯ КОНФЕРЕНЦИЯ
АКАДЕМИЧЕСКИХ НАУК
118
МОРФОЛОГИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ЛОКАЛЬНОГО
ВЛИЯНИЯ ИМПЛАНТАТОВ С ПОКРЫТИЯМИ НА ОСНОВЕ
СВЕРХТВЕРДЫХ СОЕДИНЕНИЙ НА КОСТНУЮ ТКАНЬ
Маннонов Анвар Абдувакил угли
Самаркандский Государственный Медицинский Университет
https://doi.org/10.5281/zenodo.13968315
ВВЕДЕНИЕ
Частота осложнений, развивающихся после исполь¬зования
имплантируемых материалов, сопряжена с об¬разованием ложных
суставов, деформацией костей из-за нарушения принципа иммобилизации
[1-7]. Миграция ионов металлов применяемых имплантатов вызывает
воспалительные
процессы
и
дестабилизацию
импланта¬та
с
последующим его отторжением с одной стороны и аллергические явления
в организме пациента - с другой [8-10]. Указанные факторы затягивают
процессы остео¬регенерации, и возникают нежелательные осложнения.
Повышаются и затраты на лечение пациента. В этой свя¬зи разработка
химически и биологически инертных ги¬поаллергенных покрытий для
имплантируемых матери¬алов остается актуальным вопросом в
травматологии и ортопедии [11-12]. В настоящее время в качестве
покры¬тия широко применяется нитрид титана. Данное покры¬тие
характеризуется биосовместимостью, обеспечивает биоинтеграцию [13].
Потенциально перспективными представляются также покрытия,
содержащие нитрид гафния, который характеризуется химической
инертно¬стью, низкой окисляемостью в экстремальных услови¬ях, а
также биологической совместимостью с тканями организма, однако
исследования этого вида покрытий единичны [14, 15, 16]. Выбор нитридов
переходных металлов обусловлен их физическими и химическими
свойствами: прочностью при воздействии высоких тем¬ператур, давления
и низкой степенью окисляемости.
Исследования на гистологическом уровне реакции костной ткани на
введение имплантатов из меди, меди¬цинской стали с различными
видами покрытий из про¬изводных сверхтвердых металлов является
решающим этапом в оценке локального влияния имплантатов на
организм экспериментальных крыс, что и составило цель настоящей
работы.
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ
МЕЖДУНАРОДНАЯ КОНФЕРЕНЦИЯ
АКАДЕМИЧЕСКИХ НАУК
119
Экспериментальные исследования проводи¬лись на белых крысах- самцах.
Масса животных соста¬вила 250-300 г. Кормление и содержание
лабораторных животных осуществляли согласно рекомендациям по
кормлению и содержанию лабораторных животных. Животных содержали
в индивидуальных клетках по 5 крыс в каждой. В рацион включали
продукты животно¬го и растительного происхождения.
Имплантацию производили в среднюю треть диафиза большеберцовой
кости чрескостно после предварительного рассверливания с соблюдением
правил асептики и антисептики с рассечением параоссальных тканей под
общей анестезией (0,2 % раствор рометара в дозе 0,1 мл/100 г массы тела
животного). Концы шпи¬лек загибали в виде скобы и погружали под кожу.
Рана ушивалась наглухо.
Для оценки воздействия имплантатов на организм крыс были
исследованы
морфологические
изменения
костной
ткани
большеберцовых костей на каждом сро¬ке опытного наблюдения: на 10-е,
30-е, 60-е и 90-е сут¬ки. По окончании каждого срока выводили опытных
крыс из эксперимента путем декапитации, затем из¬влекали участки
большеберцовых костей в зоне непо¬средственного контакта с
имплантатами. Полученный материал фиксировали в 10 % нейтральном
формали¬не.
После
обезвоживания
в
спиртах
возраста¬ющей
концентрации и ксилоле материал заливался в парафин. На микротоме
изготавливались гистологиче¬ские срезы толщиной 5-7 мкм, которые
окрашивались гематоксилином и эозином и по методу Ван Гизона.
РЕЗУЛЬТАТЫ
На 10-е сутки в области контакта с имплантатами из стали
обнаруживались соединительноткан¬ные структуры с разрастанием
коллагеновых волокон и явлениями остеогенеза. Образовывались костные
бал¬ки с поперечными перемычками, пространство между которыми
заполняла
рыхлая
волокнистая
соедини¬тельная
ткань,
т.е.
формировалась грубоволокнистая кость. Практически во всех случаях на
данном этапе не встречались участки грануляционной и хрящевой тка¬ни,
а также очаги некроза. Воспалительная клеточная реакция либо
отсутствовала, либо была представлена отдельными небольшими
лимфогистиоцитарными ин¬фильтратами.
На 30-е сутки в большинстве наблюдений имелась сформированная
грубоволокнистая кость с перестройкой ее в пластинчатую. В некоторых
МЕЖДУНАРОДНАЯ КОНФЕРЕНЦИЯ
АКАДЕМИЧЕСКИХ НАУК
120
случаях край костного дефекта был выстлан хрящевой тканью без
признаков
оссификации,
а
глубже
представлен
незрелой
грубово¬локнистой костью. В костном мозге при этом сохранялись
участки жировой ткани, не заполненные ге-мопоэтическими элементами.
Имелись и признаки вос¬паления, которое иногда носило характер
гнойного с рас¬плавлением близлежащей к спице костной ткани.
На 60-е сутки по границе со спицей в одних случа¬ях была сформирована
пластинчатая кость, а в других (когда в процессе заживления
образовывалась хрящевая ткань) на данном этапе происходило
рассасывание хря¬ща, обызвествление и замещение его костной тканью.
При наличии гнойного воспаления на ука¬занном сроке происходило
увеличение объема лейкоци¬тарно-некротических масс, которые
занимали простран¬ство между краем кости и имплантатом.
На 90-е сутки при наличии сформированной пла¬стинчатой кости
хрящевая ткань не обнаруживалась, так же как и грубоволокнистая кость.
В случаях нали-чия на предыдущих сроках гнойного воспаления
про¬исходило его прогрессирование по типу остеомиелита с
расплавлением костных структур.
Процесс заживления дефекта на границе со спицей из стали с покрытием
нитридами титана и циркония аналогичен группе с имплантатами из меди
(Cu) с задержкой регенерации как кости, так и костного мозга и
осуществлением заживления через формиро¬вание хряща, а также
наличием случаев гнойного вос-паления с деструкцией кости.
В группе с имплантатами из стали с покрытием нитри¬дами титана и
гафния в целом динамика транс¬формации костной ткани была такой же,
как и в 1 группе наблюдений на 10-е сутки - формирование
грубоволокнистой кости балочного строения, на 30-60 сут¬ки -
трансформация ее в пластинчатую кость, регенерация костного мозга и
отсутствие каких-либо изме¬нений на 90-е сутки. Также не встречались
участки грану¬ляционной и хрящевой ткани, очаги некроза и воспаления.
ОБСУЖДЕНИЕ
Травмирование и введение инородного материала в костную ткань
сопровождается
стадийным
ответом,
включающим
реактивную
воспалительную фазу и раз¬витие грануляций, занимающую дни;
репаративную фазу, длящуюся неделями, и фазу ремоделирования
костной ткани продолжительностью до нескольких ме¬сяцев или лет [17].
МЕЖДУНАРОДНАЯ КОНФЕРЕНЦИЯ
АКАДЕМИЧЕСКИХ НАУК
121
В нашем исследовании уже на 10-е сутки наблюде¬ния в группе крыс с
имплантатами из стали наблюдалось формирование грубоволокнистой
ко¬сти. Практически во всех случаях на данном этапе не встречались
участки грануляционной и хрящевой тка¬ни, а также очаги некроза.
Воспалительная клеточная реакция либо отсутствовала, либо была
представлена
отдельными
небольшими
лимфогистиоцитарными
инфильтратами. Аналогичная картина наблюдалась и в группе крыс с
имплантатами из стали с покрытием нитридами титана и гафния.
По данным ряда авторов, вокруг никелид тита¬новых имплантатов в
первые 10 суток оперативного вмешательства в остеоиде зоны
остеоинтеграции вы-является сеть коллагеновых волокон с локализацией
функционально активных остеобластов [18]. В неко¬торых исследованиях
отмечено, что проявляется вы-раженная периостальная реакция со
значительным утолщением ткани вокруг зоны введения имплантата, при
этом реакция параоссальных тканей была незна-чительной [19].
На 30-е сутки эксперимента в группах имелась сформированная
грубоволокнистая
кость,
регистрировалась
перестройка
грубоволокни¬стой кости в пластинчатую, жировая ткань костного мозга
уже заполнялась клетками гематогенного про¬исхождения, что
согласуется с данными литературы, в которых на данном сроке описана
васкуляризация ре¬генерата, окружающего имплантат [18].
На 60-е сутки эксперимента в группах на границе с имплантатами была
сформи¬рована пластинчатая кость с развитой системой гавер¬совых
каналов и восстановлением костного мозга. Та¬кая тенденция
сохранялась и на сроке 90 суток. Таким образом, в вышеуказанных группах
процессы восста¬новления травмированного участка кости протекали без
осложнений и в ранние сроки в отличие от групп с медными
имплантатами и с имплантатами с покрыти¬ем нитридами титана и
циркония, где про¬цессы остеорегенерации характеризовались явлениями
гнойного воспаления, некроза, остеомиелита и обра¬зованием хрящевой
ткани. Формирование хрящевой ткани в зоне имплантации характерно
при введении имплантатов из сплава и характеризуется воспалительным
процессом [19].
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Проведенный морфологический анализ костной ткани с имплантатами из
стали с покрытием нитридами титана показал, что восстановление кости
МЕЖДУНАРОДНАЯ КОНФЕРЕНЦИЯ
АКАДЕМИЧЕСКИХ НАУК
122
и костного мозга про- и гафния, что подтверждает целесообразность
исходило в более ранние сроки и без осложнений в группе применения
имплантатов с исследуемым покрытием.
Использованная литература:
1.
Профилактика и лечение осложнений закрытого блокируемого
остеосинтеза переломов длинных костей у пострадавших с политравмой /
П.А. Иванов, В.А. Соколов, Е.И. Бялик, А.М. Файн, Ю.А. Воронцов // Вестн.
травматологии и ортопедии им. Н.Н. Приорова. 2008. № 2. С. 29-32.
2.
Берченко ГН. Заболевания костно-суставной системы // Патология :
руководство / под ред. М.А. Пальцева, В.С. Паукова, Э.Г Улумбекова. М. :
ГЭОТАР-МЕД, 2002. С. 565-597.
3.
Дюрантный препарат на основе гидроксиапатита в комплексном
лечении оскольчатых переломов длинных трубчатых костей / Г.А. Кесян,
РЗ. Уразгильдеев, Г.Н. Берченко, И.Г Берченко // FROM UNCOMMON CASES
TO GLOBAL ISSUES : [материалы] междунар. конф., посвящ. 80-ле¬тию со
дня рождения акад. О.Н. Гудушаури. Tbilisi, 2005. С. 42-43.
4.
Уразгильдеев З.И., Бушуев О.М., Берченко ГН. Применение Коллапана
для пластики остеомиелитических дефектов костей // Вестн.
травматоло¬гии и ортопедии им. Н.Н. Приорова. 1998. № 2. С. 31-35.
5.
Backfill for iliac-crest donor sites: a prospective, randomized study of
coralline hydroxyapatite / J.A. Bojescul, D.W. Polly Jr, T.R. Kuklo, T.W. Allen, K.E.
Wieand // Am. J. Orthop. (Belle Mead NJ). 2005. Vol. 34, No 8. P 377-382.
6.
Mangano C., Bartolucci E.G., Mazzocco C. A new porous hydroxyapatite for
promotion of bone regeneration in maxillary sinus augmentation: clinical and
histologic study in humans // Int. J. Oral Maxillofac. Implants. 2003. Vol. 18, No
1. P. 23-30.
7.
Steinemann S.G. Metal implants and surface reactions // Injury. 1996. Vol.
27, Suppl. No 3. P. SC16-22.
8.
Beta-tricalcium phosphate as a bone substitute for dorsal spinal fusion in
adolescent idiopathic scoliosis: preliminary results of a prospective clinical
study / M. Muschik, R. Ludwig, S. Halbhubner, K. Bursche, T. Stoll // Eur. Spine J.
2001. Vol. 10. Suppl No 2. P S178-184.
9.
Evaluation of the expression of collagen type I in porous calcium
phosphate ceramics implanted in an extra-osseous site / S.X. Qu, X. Guo, J. Weng ,
J.C. Cheng, B. Feng, H.Y. Yeung, X.D. Zhang // Biomaterials. 2004. Vol. 25, No 4. P
659-667.
МЕЖДУНАРОДНАЯ КОНФЕРЕНЦИЯ
АКАДЕМИЧЕСКИХ НАУК
123
10.
HA/TCP compounding of a porous CaP biomaterial improves bone
formation and scaffold degradation- a long-term histological study / C.
Schopper, F. Ziya-Ghazvini, W. Goriwoda, D. Moser, F. Wanschitz, E. Spassova, G.
Lagogiannis, A. Auterith, R. Ewers // J. Biomed. Mater. Res. B. Appl. Biomater.
2005. Vol. 74, No 1. P. 458-467.
11.
Некачалов В.В. Патология костей и суставов : руководство. СПб., 2000.
C. 288-291.
12.
Szpalski M., Gunzburg R. Recombinant human bone morphogenetic
protein-2: a novel osteoinductive alternative to autogenous bone graft? // Acta
Orthop. Belg. 2005. Vol.71, No 2. P 133-148.
13.
Sovak G., Weiss A., Gotman I. Osseointegration of Ti6AI4V alloy implants
coated with titanium nitride by a new method // J. Bone Joint Surg. Br. 2000.
Vol. 82, No 2. P. 290-296.
14.
Nanomechanical properties of hafnium nitride coat-ing / Y. Chen, T. Laha,
K. Balani, A. Agarw-al // Scripta Materialia. 2008. Vol. 58, Issue 12. P
1121¬1124.
15.
Abdullin I.Sh., Mironov M.M., Garipova G.I. Bactericidal and biologically
stable coatings for medical implants and instruments // Med. Tekh. 2004. No
16.
P. 20-22.
17.
Изучение костной ткани и имплантатов из нитритов титана и
гафния на остеорегенерацию с использованием рентгенографических
исследова¬ний / И.Ф. Ахтямов, Э.Б. Гатина, Ф.Ф. Кадыров, М.Ф. Шаехов, Ф.В.
Шакирова // Вестник Казанского Технологического Университета. 2012. Т.
15, № 20. С. 186-187.
18.
Einhorn T.A.. One of nature's best kept secrets // J. Bone Miner. Res. 1998.
Vol. 13, No 1. P. 10-12.
19.
Ирьянов Ю.М., Ирьянова Т.Ю. Замещение дефекта кости в условиях
чрескостного остеосинтеза и применения имплантата из никелида титана
// Морфология. 2012. Т. 142, № 4. С.83-86.
20.
Экспериментально-морфологическое исследование эффективности
применения титана с наноструктурой в качестве имплантатов для
ортопедии и травматологии / Ф.Ф. Мухаметов, В.Ш. Вагапова, В.В. Латыш,
УФ. Мухаметов, Д.Ю. Рыбалко, Г.Х. Салимгалеева // Вестн. травматологии и
ортопедии им. Н.Н. Приорова. 2008. № 4. С. 78-83.
МЕЖДУНАРОДНАЯ КОНФЕРЕНЦИЯ
АКАДЕМИЧЕСКИХ НАУК
124
21.
Erkinovna, D. A., ZAKIROVICH, Y. M., ROZIQOVNA, R. M., & XOLBOEVICH, B.
F. (2023). КЛАССИФИКАЦИИ МЕХАНИЧЕСКИХ ТРАВМ ОРГАНА ЗРЕНИЯ.
JOURNAL OF BIOMEDICINE AND PRACTICE, 8(1).
22.
Индиаминов С. И., Давранова А. Э., Расулова М. Р. ЗНАЧЕНИЕ
КЛАССИФИКАЦИЙ МЕХАНИЧЕСКИХ ТРАВМ ОРГАНЫ ЗРЕНИЯ ДЛЯ
РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ СУДЕБНО-МЕДИЦИНСКОЙ ЭКСПЕРТИЗЫ //Вестник
современной клинической медицины. – 2022. – Т. 15. – №. 6. – С. 34.
23.
Индиаминов С. И., Давранова А. Э. Некоторые аспекты дефектов
оказания
хирургической
помощи
//Здобутки
клінічної
i
експериментальної медицини. – 2017. – №. 3. – С. 65-68.
