СРАВНИТЕЛЬНОЕ МОРФОЛОГИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ОСТЕОИНДУКТИВНЫХ СВОЙСТВ РАЗЛИЧНЫХ АЛМАЗОПОДОБНЫХ ПЛЕНОК ДЛЯ ПОКРЫТИЯ ФИКСАТОРОВ ПРИ ОСТЕОСИНТЕЗЕ В УСЛОВИЯХ ОСТЕОПОРОЗА (ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ)
УДК 539. 23: 616.71-007.234-018.4
DOI: 10.22138/2500-0918-2018-15-4-612-618
С.В. Гюльназарова, А.А. Ганжа, И.П. Кудрявцева, А.П. Рубштейн
Уральский государственный медицинский университет Минздрава России,г. Екатеринбург, Российская Федерация;
Уральский институт травматологии и ортопедии им. В.Д. Чаклина, г. Екатеринбург, Российская Федерация;
Институт физики металлов им. М.Н. Михеева УрО РАН, г. Екатеринбург, Российская Федерация
Резюме. В статье представлены сравнительные результаты экспериментального морфологического исследования реакции остеопоротически перестроенной костной ткани на введение спиц у 104 крыс линии Вистар. Цель. Сравнительное морфологическое изучение реакции остеопоротически перестроенной костной ткани на алмазоподобные покрытия спиц, используемых при чрескостном остеосинтезе. Материалы и методы. У крыс ампутировали голень одной из задних конечностей для создания остеопороза, который диагностировали через 3-3,5 месяца после операции. В эксперименте использованы стандартные спицы из нержавеющей стали и спицы, имеющие наноструктурированное покрытие нерезорбируемыми алмазоподобными пленками: твердым аморфным углеродом и азотсодержащим углеродом. Результаты. Использование стандартных спиц без покрытия характеризовалось активизацией остеопороза в костях лабораторных животных, что проявлялось увеличением диаметра спицевого канала и формированием вокруг спицы фиброзной капсулы. Реакция костной ткани на введение спиц с покрытием из азотсодержащего углерода была аналогичной. Спицы с покрытием из твердого аморфного алмазоподобного углерода стимулировали костеобразование в интерфейсе «кость-спица», что обеспечило сохранение начального диаметра спицевого канала и отсутствие в нем фиброзной капсулы в течение всего эксперимента. Заключение. Доказаны остеоиндуктивные свойства твердого аморфного алмазоподобного углерода в условиях остеопороза.
Ключевые слова: кость, спица, остеопороз, остеогенез, алмазоподобные нерезорбируемые пленки, эксперимент
Дата поступления 04.07.2018
Образец цитирования:
Гюльназарова С.В., Ганжа А.А., Кудрявцева И.П., Рубштейн А.П. Сравнительное морфологическое исследование остеоиндуктивных свойств различных алмазоподобных пленок для покрытия фиксаторов при остеосинтезе в условиях. Вестник уральской медицинской академической науки. 2018, Том 15, №4, с. 612–618, DOI: 10.22138/2500-0918-2018-15-4-612-618
ЛИТЕРАТУРА
1. Лукьянченко В.В., Малясова М.Г. Металлы в имплантологии //Ортопедия, травматология и протезирование. – 2010. — № 3. – С.130-132.
2. Калита В.И., Комлев Д.И., Ткачев А.Г., Яркин В.В., Зухов А.В., Болотов С.Н. Физико-химические и механические свойства плазменных кераметных покрытий с упрочняющей фазой, сформированной из углеродных нанотрубок // Физика и химия обработки материалов. – 2010. — № 2. – С.34-39.
3. Филиппенко В.А., Бондаренко С.Е., Мезенцев В.А., Ашукина Н.А., Применение современных биоматериалов для пластики костных дефектов вертлужной впадины при эндопротезировании тазобедренного сустава // Ортопедия, травматология и протезирование. – 2011. — № 4 (585). – С.24-28.
4. Карлов А.В. Остеосинтез конструкциями с биоинертным покрытием // Международный конгресс «Человек и его здоровье. Травматология, ортопедия, протезирование, биомеханика, реабилитация инвалидов», 02-05 декабря 1997 г.; материалы конгресса. — СПБ, 1997. – С.41-42.
5. Марков А.А., Сергеев К.С., Архипенко В.И., Игнатов В.П., Твердохлебов С.И., Бычков В.Г. и др. Экспериментальное подтверждение эффективности применения биоактивных имплантатов с кальций-фосфатным покрытием в операциях с доказанным влиянием на регенерацию костной ткани в периимплантационной зоне // Медицинская наука и образование Урала. – 2015. – Т.16, № 2-1 (82). – С.32-35.
6. Гринь А.А., Рабченюк М.А., Сергеев К.С. Использование стержней с гидрооксиапатитным покрытием как мера профилактики осложнений при наружной фиксации таза // Гений ортопедии. – 2012. – № 3. – С.38-40.
7. Moroni A., Faldini C., Manca M., Marchetti S., Consoli V., Giannini S. Improvement of the bone-pin interface strength in osteoporotic bone with use of hydroxyapatite-coated tapered external-fixation pins. A prospective, randomized clinical study of wrist fractures // J. Bone Jt.Surg.Am. – May. – 2001. – Vol.83-A (5). – P.717-721.
8. Placzek R., Ruffer M., Deuretzbacher G., Heijens E., Meiss A.L. The fixation strength of hydroxyapatite-coated Schanz screws and standard stainless steel Schanz screws in lower extremity lengthening: a composition based on a new torque value index: the fixation index // Arch.Orthop.Traum.Surg. – 2006. – Aug. – Vol.126 (6). – P.369-373.
9. Cui F.Z., Li D.J. A review of investigations on biocompatibility of diamond-like carbon and carbon nitride films // Surface and Coatings Technology. – 2000. – Vol.131. – P.481-487.
10. Olivares R., Rodil S.E., Arzate H. Osteoinduction properties of graphite-like amorphous carbon films evaluated in-vitro // Diamond and Related Materials. – 2007. – Vol.16. – P.1858-1867.
11. Soininen A., Tiainen V.M., Konttinen Y.T., van der Mei H.C., Busscher H.J., Sharma P.K. Bacterial adhesion to diamond-like carbon as compared to the stainless steel //J.Biomed.Mater.Res.B.Appl.Biomater. – 2009. – Aug. – Vol. 90 (2). – P.882-885.
12. Yin L., Xiao Y. The change of bacterial adhesion during deposition nitrogen-diamond like carbon coating on pure titanium // Hua Xi Kou Qiang Yi XueZaZhi. – 2011. – Oct. – Vol. 29 (5). – P.526-528.
13. Liao T.T., Zhang T.F., Li S.S., Deng Q.Y., Wu B.J., Zhang Y.Z. et al. Biological responses of diamond-like carbon (DLC) films with different structures in biomedical applications // Materials Science and Engineering: C, 2016. – Vol. 69. – P.751-759.
14. Биоимпланты на основе пористого титана с алмазоподобными пленками для замещения костной ткани / А.П. Рубштейн, Э.Б. Макарова, И.Ш. Трахтенберг, Ю.М. Захаров. Екатеринбург: РИО УрО РАН, 2012. – 137 с.
15. Ситников В.П., Шилько С.В., Хусам Э.Р., Надыров Э.А., Казаченко В.П. Джайнакбаев Н.Т. Возможности использования протезов на основе модифицированного фторопласта с алмазоподобным нанопокрытием в хирургии уха (экспериментальное исследование) // Вестник оториноларингологии. – 2014. – № 3. – С.20-23.
16. Макарова Э.Б. Экспериментальное обоснование замещения дефектов костной ткани пористыми титановыми имплантами с углеродсодержащими нерезорбируемыми нанопокрытиями: автореф. дисс… д-ра мед. наук / Э.Б. Макарова. – Екатеринбург. – 2015. – 46 с.
17. Пат. 2571559 РФ, МПК А611. 27/06, А61L 27/08, F61C 8/00, B82Y 5/00. Способ изготовления внутрикостного стоматологического имплантата с углеродным нанопокрытием /Рубштейн А.П., Владимиров А.Б., Плотников С.А., Пушкарь С.С.; заявл. 05.11.2014; опубл. 20.12.2015, Бюл. № 35.
18. Зекий А.О. Улучшение остеоинтеграции дентальных имплантатов с помощью наноразмерных покрытий // Институт стоматологии. – 2017. – № 75 (2). – С, 46-49.
19. Казбанов В.В., Баталов М.С., Вишневский А.А. Особенности биосовместимости и перспективы применения титановых имплантатов с алмазоподобными покрытиями на основе модифицированного углерода // Проблемы здоровья и экологии. – 2015. – № 2 (44). – С.16-23.
20. Ганжа А.А. Применение при чрескостном остеосинтезе спиц и стержней с наноструктурированными углеродными покрытиями в условиях остеопороза (экспериментально-клиническое исследование): автореф. дис…канд.мед. наук /А.А. Ганжа. – Пермь, 2016.–23 с.
21. Кучиев А.Ю. Применение гипербарической оксигенации при лечении ложных суставов трубчатых костей, осложненных остеопорозом: автореф. дис… канд. мед. наук /А.Ю. Кучиев. – Новосибирск, 2008. – 26 с..
Авторы
Гюльназарова Стелла Вагериосовна
Уральский институт травматологии и ортопедии им. В.Д. Чаклина
Уральский государственный медицинский университет
Д.м.н., профессор, главный научный сотрудник
Российская Федерация, 620028, г. Екатеринбург, ул. Репина, 3
yand@pm.convex.ru
Ганжа Александр Александрович
Уральский институт травматологии и ортопедии им. В.Д. Чаклина
К.м.н., врач-ординатор
Российская Федерация, 620014, г. Екатеринбург, Банковский пер. 7
gans_aa@mail.ru
Рубштейн Анна Петровна
Институт физики металлов УрО РАН им. М.Н. Михеева
К.ф-м.н, старший научный сотрудник
Российская Федерация, 620108, г. Екатеринбург, ул. С. Ковалевской, 18
rubshtein@imp.uran.ru
Кудрявцева Ирина Петровна
Уральский институт травматологии и ортопедии им. В.Д. Чаклина
