Сравнительный анализ остеорегенерации в условиях применения нанотехнологий

Размещено на http://www.allbest.ru/

Сравнительный анализ остеорегенерации в условиях применения нанотехнологий

Ф.В. Шакирова, Э.Б. Гатина, М.П. Мечов, С.В. Кривошапко

Казанская ГАВМ им. Н.Э. Баумана, г. Казань, Россия

Казанский ГМУ, г. Казань, Россия

В последние десятилетия травматизм становится одной из актуальных проблем современной ветеринарии, в связи с постоянно увеличивающимся ростом числа травм. Переломы костей голени встречаются с частотой от 20 до 37,3% в структуре переломов всех локализаций и до 60% переломов трубчатых костей [4]. Проблема выбора оптимального способа оперативной фиксации, переломов костей голени остается открытой. В современной ветеринарной медицине, в том числе ортопедии и травматологии, предъявляются все более высокие требования к качеству остеофиксаторов, используемых при проведении реконструктивной хирургии опорно-двигательного аппарата [3]. Выход ионов металлов может вызвать такие осложнения как металлоз, а у имплантатов реакцию отторжения [1]. Развитие современных высокотехнологичных «НАНО» отраслей может предложить использование схемы - «металлическая основа - биопокрытие», что позволяет улучшить биосовместимость металлических имплантатов с тканями живого организма, предотвращая процессы нагноения и их отторжения [2].

Настоящие исследования предприняты с целью выяснения вопроса определения воздействия имплантатов с покрытиями нитридов титана и гафния на организм животных.

Материалы и методы. Исследования проводились на кафедре ветеринарной хирургии КГАВМ. Проведение эксперимента, содержание, уход проводились согласно требованиям «Европейской конвенции по защите позвоночных животных, используемых для экспериментов и других научных целей» (1986). Исследования были проведены на 30 кроликах обоего пола, в возрасте 6-7 месяцев с массой тела 2 350 - 2 550г. Всем животным проводили открытую остеотомию большеберцовой кости в области средней и нижней трети диафиза c одномоментным ретроградным введением имплантата в костномозговой канал в обеих группах (в контрольной группе спицы из биоинертной медицинской стали 12ХI8H9Т, dх2 мм, в опытной группе - спицы из стали 12ХI8H9Т с покрытием нитридов титана и гафния, dх2 мм). Исследования проведены на оборудовании: рентгеновский аппарат 9Л5У2*, компьютерный томограф Toshiba Aquilion-64 на 10, 30 и 60 сутки после операции.

Результаты исследований. В послеоперационный период за животными вели ежедневные клинические наблюдения. При этом обращали внимание на общее состояние, пищевую возбудимость, клинические показатели. Местно учитывали воспалительную реакцию, которая проявлялась отеком, экссудацией, нарушением функции оперированной конечности.

Раневой процесс протекал на фоне асептического экссудативного воспаления. Все операционные раны заживали по первичному натяжению. У животных контрольной группы в первые сутки процесс экссудации был более выражен, объем раневого отделяемого - составлял примерно 1,5 - 2,5 мл. У животных опытной группы не превышал 1 - 1,5 мл.

Опорная функция конечностей у животных обеих групп начинает восстанавливаться с 10 суток.

Анализ этапных рентгенограмм показал стабильное состояние костных фрагментов на протяжении всего опыта. На 10 сутки у животных обеих групп отсутствовала взаимоподвижность костных фрагментов, однако сохранялась прерывистость контуров отломков, слабая периостальная реакция, линия перелома четко просматривалась.

На серии рентгеновских компьютерных томограмм у животных обеих групп были получены изображения костей голени правой конечности, где определялся поперечный перелом нижней трети большеберцовой кости, фиксированный интрамедуллярной конструкцией. В зоне остеотомии наблюдалась сформировавшаяся избыточная периостальная мозоль.

При проведении исследований на 30 сутки пространство между фрагментами на всем протяжении было заполнено рентгеноконтрастными тенями, линия перелома слабо прослеживалась.

При исследовании методом КТ у животных контрольной группы (Рис. 1) объем костного регенерата составил в среднем 5,2 мм что значительно превышает таковой у животных опытной группы в среднем 3,5 мм. (Рис. 2)

Рис. 1. КТ зоны перелома костей голени на 30 сутки, контрольная группа.

Рис. 2. КТ зоны перелома костей голени на 30 сутки, опытная группа.

Плотность регенерата у животных с имплантатами, покрытых нитридами титана и гафния (Рис.5; Рис.6), была значительно выше, что составило - 1000-1600HU, чем у животных с имплантатом из биоинертной стали (Рис.3; Рис.4) - 900 - 1400 НU.

Рис.3. КТ зоны перелома. Контрольная группа. 30 сутки Рис.4. График плотности.30 сутки

Рис.5. КТ зоны перелома. Опытная группа. 30 сутки Рис.6. График плотности. 30 сутки

Цветовое картирование зоны интереса на 30 сутки выявило формирование эндостальной мозоли в обеих группах, однако в опытной группе имело место начало формирования пластинчатых костных структур (Рис.7). В контрольной группе предварительная костная мозоль соединяла оба отломка (Рис.8).

Рис.7. КТ зоны перелома. Опытная группа. 30 сутки Рис.8. КТ зоны перелома. Контрольная группа. 30 сутки

К 60 суткам рентгеноконтрастные тени полностью перекрывали зону перелома, соединяя костные фрагменты.

При исследовании методом КТ объем костного регенерата у животных контрольной группы ? 4,8 мм (Рис.9) значительно превышал таковой у животных опытной группы ? 3,2 мм (Рис.10).

а б

Рис. 9. КТ зоны перелома на 60 сутки. Рис.10. КТ зоны перелома на 60 сутки. Опытная группа

Контрольная группа

Плотность регенерата у животных контрольной группы (имплантаты из биоинертной стали) составила 1000-1500 HU (Рис.11; Рис.12), у животных опытной группы 1000-1800 HU (Рис.13, Рис.14).

Рис.11. КТ зоны перелома. Контрольная группа 30 сутки Рис.12. График плотности 30 сутки

Рис.13. КТ зоны перелома. Опытная группа 30 сутки Рис.14. График плотности 30 сутки

Цветовое картирование зоны интереса на 60 сутки выявило полную консолидацию отломков у животных обеих групп с признаками перестройки в пластинчатую кость (Рис.15; Рис.16).

Рис.15. КТ зоны перелома. Опытная группа. 60 сутки Рис.16. КТ зоны перелома. Контрольная группа. 60 сутки

По данным КТ перестройка костной ткани в зоне сформировавшегося регенерата у животных с исследуемым покрытием происходила в более ранние сроки в отличие от контрольной группы.

Заключение

Объективная дешифровка рентгенограмм не выявила существенных отличий между животными контрольной и опытной групп.

Результаты проведенного исследования позволяют сделать вывод о том, что у животных опытной группы (с применением имплантатов с покрытием нитридов титана и гафния) показатели количественного изменения плотности сформировавшегося регенерата более выражены, что может являться признаком биоинертности данного покрытия.

Следует подчеркнуть, что меньший объем регенерата при его большей плотности соответствует более качественному характеру перестройки костной мозоли с формированием ее конечной генерации - трубчатой кости.

Использованные источники

ветеринария имплантат нитрид титана

1. Дьячкова Г.В., Митина К.А., Дьячков Д.А. Клинические аспекты современной лучевой диагностики в травматологии и ортопедии/Г.В. Дьячкова// Гений ортопедии. 2011. № 2. С. 91-97;

2. Кишковская Е.А. Сращение переломов. Вестник рентгенологии и радиологии. -1980. №3. С.27-30;

3. Прокоп М, Галански М. Спиральная и многослойная компьютерная томография: Учебн. Пособие: В 2т./Пер. с англ.; Под ред. А. В. Зубарева, Ш.Ш.Шотемора.-2-е изд.-М.: МЕДпресс-информ,2009. С. 712;

4. Самошкин И.Б., Слесаренко Н.А. Реконструктивно-восстановительная хирургия опорно-двигательного аппарата у собак// Руководство для ветеринарных врачей. - М.: Советский спорт, 2008. С. 200.

Размещено на Allbest.ru