Научная статья на тему 'Экспериментальное исследование биоинертности материалов, используемых в производстве хирургических стентов'

Экспериментальное исследование биоинертности материалов, используемых в производстве хирургических стентов Текст научной статьи по специальности «Медицинские технологии»

CC BY
287
64
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
ИМПЛАНТАТ / БИОИНЕРТНОСТЬ / ВОСПАЛЕНИЕ / МЕДИЦИНСКИЕ МАТЕРИАЛЫ / IMPLANTAT / BIOINERTNESS / INFLAMMATION / MEDICAL MATERIALS

Аннотация научной статьи по медицинским технологиям, автор научной работы — Шкодкин С. В., Иванов С. В., Идашкин Ю. Б., Фентисов В. В.

Статья посвящена экспериментальному исследованию биоинертности наноструктурных материалов, а именно – двух сплавов титана и покрытий на основе аморфного углерода, азота и атомарного серебра. Материалы использованы как в исходном состоянии, так и после модификации структуры их поверхности. Экспериментальное исследование выполнено на 56 половозрелых белых лабораторных крысах Вистар обоего пола, которые были разделены на пять групп в зависимости от вида материала. Морфологические исследования печени произведены на 14-е (когда исчезают неспецифические воспалительные изменения, обусловленные хирургической травмой, и начинают прослеживаться особенности воспалительной реакции в зависимости от вида импланта) и 30-е сутки (когда процессы организации соединительной ткани завершаются и происходит изоляция имплантов с видимой специфической тканевой реакцией). При морфологическом изучении воспалительной реакции паренхимы печени выявлены качественные и количественные статистически достоверные отличия, зависящие от вида имплантированного материала. Данные исследования позволили выделить 3 группы наблюдения. У незащищённых металлических имплантов определены минимальные показатели биоинертности. Наилучшие биоинертные свойства выявлены у имплантов с наноразмерным покрытием на основе аморфного углерода и атомарного серебра.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по медицинским технологиям , автор научной работы — Шкодкин С. В., Иванов С. В., Идашкин Ю. Б., Фентисов В. В.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Experimental investigation of the nanostructural materials bioinertness

The article is dedicated to the experimental study of bioinertness of nanostructural materials, namely two titanium alloys and coatings on the basis of amorphous carbon, nitrogen and atomic silver. The materials are used both in the initial state and after the modification of the surface structure. The research is performed with 56 adult Wistar white rats of both sexes that have been divided into five groups depending on the type of material. Morphological researches of liver are performed on the fourteenth (when the non-specific inflammatory changes caused by surgical trauma disappear and the features of the inflammatory reaction depending on the type of implant begin to be traced) and thirtieth days (when the processes of the organization of the connective tissue are completed and the isolation of implants with an apparent specific tissue reaction takes place). The morphological study of the inflammatory reaction of the liver parenchyma reveals qualitative and quantitative statistically significant differences depending on the type of the implanted material. The data of the research have allowed to distinguish 3 groups of observations. The exposed metal implants reveal the minimum indicators of bioinertness. The best bioinert properties are revealed in implants with nanosized coating on the basis of amorphous carbon and the atomic silver.

Текст научной работы на тему «Экспериментальное исследование биоинертности материалов, используемых в производстве хирургических стентов»

Экспериментальная биология и медицина УДК 615.465

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ БИОИНЕРТНОСТИ МАТЕРИАЛОВ, ИСПОЛЬЗУЕМЫХ В ПРОИЗВОДСТВЕ ХИРУРГИЧЕСКИХ СТЕНТОВ

© Шкодкин С.В., Иванов С.В., Идашкин Ю.Б., Фентисов В.В.

Кафедра хирургических болезней № 2 Белгородского государственного национального исследовательского университета, Белгород;

кафедра хирургических болезней № 1 Курского государственного медицинского университета, Курск

E-mail: shkodkin-s@mail.ru

Статья посвящена экспериментальному исследованию биоинертности наноструктурных материалов, а именно -двух сплавов титана и покрытий на основе аморфного углерода, азота и атомарного серебра. Материалы использованы как в исходном состоянии, так и после модификации структуры их поверхности. Экспериментальное исследование выполнено на 56 половозрелых белых лабораторных крысах Вистар обоего пола, которые были разделены на пять групп в зависимости от вида материала. Морфологические исследования печени произведены на 14-е (когда исчезают неспецифические воспалительные изменения, обусловленные хирургической травмой, и начинают прослеживаться особенности воспалительной реакции в зависимости от вида импланта) и 30-е сутки (когда процессы организации соединительной ткани завершаются и происходит изоляция имплантов с видимой специфической тканевой реакцией). При морфологическом изучении воспалительной реакции паренхимы печени выявлены качественные и количественные статистически достоверные отличия, зависящие от вида имплантированного материала. Данные исследования позволили выделить 3 группы наблюдения. У незащищённых металлических имплантов определены минимальные показатели биоинертности. Наилучшие биоинертные свойства выявлены у имплантов с наноразмерным покрытием на основе аморфного углерода и атомарного серебра.

Ключевые слова: имплантат, биоинертность, воспаление, медицинские материалы.

EXPERIMENTAL INVESTIGATION OF THE NANOSTRUCTURAL MATERIALS BIOINERTNESS Shkodkin S.V., Ivanov S.V., Idashkin Yu.B., Fentisov V. V.

Department of Surgical Diseases N 2 of Belgorod State National Research University, Belgorod;

Department of Surgical Diseases N 1 of Kursk State Medical University, Kursk

The article is dedicated to the experimental study of bioinertness of nanostructural materials, namely - two titanium alloys and coatings on the basis of amorphous carbon, nitrogen and atomic silver. The materials are used both in the initial state and after the modification of the surface structure. The research is performed with 56 adult Wistar white rats of both sexes that have been divided into five groups depending on the type of material. Morphological researches of liver are performed on the fourteenth (when the non-specific inflammatory changes caused by surgical trauma disappear and the features of the inflammatory reaction depending on the type of implant begin to be traced) and thirtieth days (when the processes of the organization of the connective tissue are completed and the isolation of implants with an apparent specific tissue reaction takes place). The morphological study of the inflammatory reaction of the liver parenchyma reveals qualitative and quantitative statistically significant differences depending on the type of the implanted material. The data of the research have allowed to distinguish 3 groups of observations. The exposed metal implants reveal the minimum indicators of bioinertness. The best bioinert properties are revealed in implants with nanosized coating on the basis of amorphous carbon and the atomic silver.

Keywords: implantat, bioinertness, inflammation, medical materials.

Использование внутренних стентов с целью поддержания просвета полого органа приобрело широкое распространение в различных разделах хирургии [4, 14]. Наряду с этим, имеются и негативные стороны использования внутренних дренажей. Работа стентов с антирефлюксными клапанами не всегда стабильна, что не привело к их повсеместному использованию [1, 6]. Дренажный рефлюкс угрожаем не только стремительным развитием восходящей инфекции и гидродинамической травмой [3, 10], но и преждевременной активацией ферментов и прогрессией цитолиза и панкреатита (дуоденопанкреатический рефлюкс) [1].

Недостижимость полной биоинертрости, прямое механическое воздействие на стенку дренируемого полого органа малого диаметра приводит к тому, что нахождение стента, даже небольшого диаметра, ведет к воспалительному отеку, нарушению микроциркуляции и перистальтики. Последние прогрессируют с увеличением сроков дренирования, что приводит к необратимому склерозу в стенке дренируемого органа [7, 11]. Наличие неинфекционных и, особенно, бактериально ассоциированных воспалительных изменений в желче и моче ведет к кристаллизации солей и их преципитации к стенкам стента [5], что вызывает обструкцию его просвета, и стент, вместо

терапевтической функции, приобретает функцию патологического обтуратора [13, 15, 16].

Объективные недостатки внутренних дренажей подталкивают как к разработке новых конструктивных вариантов, так и к поиску материалов, удовлетворяющих конкретной хирургической ситуации [2, 13, 15].

Цель исследования: определение биоинерт-ных свойств экспериментальных наноструктури-рованных материалов, в сравнение с традиционными, при имплантации в паренхиму печени лабораторных животных.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Экспериментальное исследование биосовместимости испытуемых материалов выполнено на 56 белых лабораторных крысах линии Wistar обоего пола массой 250-300 г (табл. 1) с соблюдением правил гуманного обращения с животными соответственно «Конвенции по защите позвоночных животных, используемых для экспериментальных и других научных целей», принятой Советом Европы (Strasbourg, Франция, 1986) и директивой совета 86/609/ЕЕС от 24.11.1986 «По согласованию законов, правил и административных распоряжений стран-участниц в отношении защиты животных, используемых в экспериментальных и научных целях». Перед началом эксперимента животных выдерживали на карантине в течение 7 суток в стандартных условиях вивария. Для изучения биосовместимости материалов использованы изготовленные из них отрезки проволоки длиной 7 мм, диаметром 0,25 мм. Хиругиче-ские вмешательства выполнены в экспериментальной операционной центра «Фармация» Бел-ГУ. Под хлоралгидратным наркозом (300 мг/кг внутрибрюшинно) из срединного лапаротомного разреза выполняли имплантацию стерильных отрезков проволоки из испытуемых материалов путем введения в толщу ткани печени (по два имплантата).

В настоящей работе исследована биоинертность сплавов на основе титана (низкомодульный титановый сплав системы Ti-Nb-(X) в нанострук-турированном состоянии, сплав с эффектом памяти формы на основе Ti-Ni-(X)), а также нанораз-мерных покрытий на основе аморфного углерода, азота и атомарного серебра. Биоинертные свойства титана и сплава с эффектом памяти формы на основе Ti-Ni-(X) ранее исследованы применительно к использованию в ортопедии и стоматологии и обусловлены образующейся оксидной пленкой на поверхности имплантата, последний явился контрольным материалом. Биоинертные свойства указанных наноразмерных покрытий и

низкомодульного титанового сплава системы Ti-Nb-(X) в наноструктурированном состоянии исследованы впервые. Экспериментальные материалы и покрытия изготовлены силами Научнообразовательного и инновационного центра «Наноструктурные материалы и нанотехнологии» НИУ БелГУ: научный руководитель центра -проф., д. ф.-м. н. Юрий Романович Колобов и Научно-исследовательской лаборатории ионноплазменных технологий НИУ БелГУ: начальник -к. ф.-м. н. Александр Яковлевич Колпаков.

Из эксперимента животных выводили путем передозировки ингаляционного наркоза на 14-е и 30-е сутки после имплантации. Данные сроки выбраны с учетом стандартной динамики течения раневого процесса. На 14-е сутки в основном нивелируются неспецифические воспалительные изменения, обусловленные хирургической травмой, и возможно, проявляются особенности реакции на имплантаты с различными свойствами. На 30-е сутки в целом должны быть завершены процессы организации и изоляции имплантатов с видимой спецификой реакции тканей в зависимости от природы имплантата.

Извлеченные органы после макроскопического исследования фиксировали в 10% растворе формалина. После внешнего осмотра из фиксированных органов извлекали имплантаты. Кусочки для гистологического исследования из почек вырезали поперечно к направлению имплантата через всю толщу органа.

При морфологическом исследовании соблюдали максимальную стандартизацию всех подготовительных и аналитических этапов с использованием линейки роботизированного оборудования.

Материал заливали в стандартном режиме в парафин в автомате карусельного типа «STP-120» (Microm International GMbH, Германия) с использованием батареи из этилового спирта и ксилола. Заливку блоков со стандартной ориентацией кусочков осуществляли на станции для заливки биологического материала в парафин «EC 350» (Microm International GMBH, Германия). Для обеспечения стандартизации заливку в парафин осуществляли в виде мультиблоков по 5 - 6 кусочков. Срезы для гистологического исследования толщиной 5 мкм изготавливали на полуавтоматическом ротационном микротоме с системой транспортировки и расправления срезов «НМ 340Е» (Microm International GMbH, Германия). Окраску гематоксилином и эозином осуществляли в автомате для окраски гистологических срезов и мазков (Microm International GMbH, Германия). Для оценки соединительнотканых структур использовали окраску по Маллори в стандартном ручном режиме.

Распределение экспериментальных животных

Таблица 1

~~—^-__Сроки наблюдения Материал ' —-—_____ 14-е сутки 30-е сутки Всего Группа наблюдения

Низкомодульный титановый сплав системы Ті-№-(Х) в наноструктурированном состоянии 5 5 10 I - сплавы титана

Сплав с эффектом памяти формы на основе Ті-№-(Х) 5 5 10

Наноразмерное покрытие на основе аморфного углерода 5 5 10 II - покрытия на основе аморфного углерода

Наноразмерное покрытие на основе аморфного углерода и азота 5 5 10

Наноразмерное покрытие на основе аморфного углерода и атомарного серебра 8 8 16 III - без изменения

ИТОГО 28 28 56

Описательное исследование гистологических препаратов выполняли под микроскопом Axio Scope A1 (Carl Zeiss Microimaging GMbH, Германия). Основная часть морфологического исследования выполнена после создания электронной галереи изображений с помощью полуавтоматического сканера микропрепаратов Mirax Desk (Carl Zeiss Microimaging GMbH, Германия), что позволяло максимально стандартизовать режимы морфометрического исследования. Увеличение сканирующего объектива х20. Увеличение на микрофотографиях и изображениях при анализе варьировало от х20 (при отсутствии программного увеличения) до х800 (при 40-кратном цифровом увеличении).

Измеряли толщину формирующихся реактивных тканевых зон и капсул, производили подсчет относительного количества клеточных элементов, характеризующих различные стадии раневого процесса: полиморфноядерные лейкоциты всех типов, лимфоциты, гистиоциты, фибробласты.

Сатистическая обработка полученных результатов проведена с использованием электронных таблиц Microsoft Excel 2003 на операционной платформе Windows XP. При анализе данных совокупности рассчитывались средние показатели (средняя арифметическая (хср); медиана (Ме); мода (Мо)), абсолютные показатели вариации (размах вариации (R); среднее линейное отклонение ^ср); дисперсия (о2); среднее квадратичное отклонение (о); квантильное отклонение Гальтона (Q=(Q3-Q1)/2)) и относительные показатели вариации исследуемого признака (коэффициент осцилляции (У^=К/хср); линейный коэффициент вариации (Vdср=dср/хср); коэффициент вариации (Vo = о /хср); квантильный показатель вариации КQ=Q/Ме; коэффициент дифференциации

КV=(Q3-Q1)/(Q3+Q1)). Оценка характера распределения производилась по тестам на нормальность. Исследуемые показатели имели нормальное распределение, приведены в их среднем значении со средней квадратичной ошибкой: М±о. Для установления статистической достоверности различий в показателях основной и контрольной групп рассчитывали вероятность по распределению Стьюдента и Фишера. При вероятности меньшей 0,05 различия считали статистически достоверными.

Исследование выполнено в рамках государственного контракта № 14.740.11.0182 по теме: «Биомедицинское исследование изменений структур органов и тканей при имплантации стентов нового поколения» (шифр заявки «20101.1-143-115-044»).

РЕЗУЛЬТАТЫ ИСЛЕДОВАНИЯ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

При морфологическом изучении воспалительной реакции со стороны паренхимы печени после имплантации пяти исследуемых материалов выявлены качественные и количественные отличия, зависящие от свойств имплантата.

14-е сутки исследования. В печени на данном сроке эксперимента выявлены наиболее выраженные изменения вокруг непокрытых металлических имплантатов на основе титана. Причем, не выявлено статистически достоверных различий в зависимости от имплантируемого сплава (низкомодульный титановый сплав системы Т>№-(Х) в наноструктурированном состоянии, сплав с эффектом памяти формы на основе Т>№-(Х)). Это подтверждает литературные данные о том, что биоинертность титана обусловлена защитными

свойствами быстро образующейся оксидной пленки [18]. При проведении дальнейшего статистического анализа данные группы объединены в группу «сплавы титана» (табл. 1). Формирующаяся соединительнотканая капсула имела наибольшую толщину в сравнении с остальными группами наблюдения, достигая 150 мкм (128,1±26,4 мкм, рис. 1А). Она образована 7-12 слоями концентрически расположенных тонких коллагеновых волокон и клеточными элементами, представленными незрелыми фибробластами 352±31 клетки в поле зрения, заметной примесью гистиоцитов 104±23,7 клетки в поле зрения. Оча-гово определяется воспалительная инфильтрация, представленная малыми лимфоцитами 278±38,5 клетки в поле зрения и немногочисленными эози-нофилами 72± 11,9 клетки в поле зрения. Преимущественно воспалительные инфильтраты расположены в непосредственной близости к мелким желчным протокам при близости имплантата к портальным трактам. Среди гистиоцитов в толще капсулы в заметном количестве присутствуют эпителиоидные формы с обильной светлой цитоплазмой.

В сериях с использованием имплантатов с покрытием на основе аморфного углерода и сочетания аморфного углерода и азота имелись схожие, статистически не значимые, морфологические изменения, что, вероятно, обусловлено отсутствием влияния азота на течение воспалительной реакции. Это позволило обе серии наблюдения объединить в группу - «покрытия на основе аморфного углерода» (табл. 1). В группе с использованием имплантатов с покрытием на основе аморфного углерода обнаружены существенные отличия от имплантатов из сплавов титана без покрытия, что проявилось меньшей выраженностью воспалительной реакции. Толщина реактивной капсулы в 2 раза меньше, чем при введении имплантата без покрытия, она варьирует от 50 до 60 мкм (в среднем 51,0±4,7 мкм; р<0,01). Структура ее упорядоченная, представлена 6-8 концентрическими слоями коллагеновых волокон и равномерно распределенными фибробластиче-скими элементами (127±31,4 клетки в поле зрения), с примесью гистиоцитарных - 63±16,8 клетки в поле зрения, лимфоидных - 149±27,2 клетки в поле зрения элементов (рис. 1Б) и незначительного количества эозинофилов - 39±7,2 клетки в поле зрения.

Минимальные морфологические изменения отмечены в группе имплантатов с покрытием на основе аморфного углерода и атомарного серебра, в том числе имелись статистически значимые различия по сравнению с покрытием на основе аморфного углерода и сплавов титана без покрытия. В гистологических срезах вокруг мест распо-

ложения имплантатов при обзорном микроскопическом исследовании заметная реактивная зона не определяется (р<0,01, рис. 1В). На 14-е сутки капсула толщиной 31,7±6,8 мкм - достоверно меньше, чем при использовании непокрытых металлических имплантатов сплавов титана (р<0,01), и имплантатов с на основе аморфного углерода (р<0,05). Уже на этом сроке структура капсулы достаточно зрелая и представлена 3-6 слоями компактно расположенных коллагеновых волокон (р<0,05) и равномерно распределенными фиб-робластическими элементами - 56± 19,2 клеток в поле зрения (р<0,05). Клеточные инфильтраты скудны и имеют очаговый характер. Гистиоциты представлены 29±6,2 клетками в поле зрения, малые лимфоциты - 72±14,7 клетками в поле зрения (р<0,05), клетки гранулоцитарного ряда не определяются. Участками соединительная ткань непрерывно переходит в окружающие стромаль-ные структуры.

30-е сутки исследования. В печени выявлена завершенная отграничительная реакция на имплантаты из сплавов титана. Внутренние слои фиброзной капсулы - непосредственно вокруг имплантата, имеют более компактную структуру, наружные представлены рыхлой волокнистой соединительной тканью, более насыщенной клеточными элементами. Выраженные воспалительные изменения при этом отсутствуют, в составе клеточных инфильтратов определяются эозинофилы

- 7±1,8 клетки в поле зрения, гистиоцитарный

компонент - 23±3,1 клетки в поле зрения и лейкоцитарная инфильтрация - 104±19,7 клетки в

поле зрения, представленная малыми лимфоцитами (рис. 2А). Толщина капсулы уменьшается также в 3-4 раза, составляя в среднем 42±7,1 мкм (рис. 3А). Структура ее упорядоченная, представлена 5-7 компактными слоями зрелых коллагеновых волокон и равномерно распределенными фибробластами - 61±11,6 клетки в поле зрения и зрелыми фиброцитами - 118±21,3 клетки в поле зрения. Полученные данные свидетельствуют о том, что иные (кроме титана) элементы, входящие в состав сплавов, на данных сроках наблюдения не оказывают влияния на течение воспалительного процесса.

В группе имплантатов с покрытием на основе аморфного углерода отмечена аналогичная общая динамика воспалительной реакции - толщина капсулы уменьшается вдвое, составляя 25-30 мкм (в среднем 27,7±2,1 мкм). Структура ее во внутренних слоях представлена 4-6 слоями зрелых коллагеновых волокон и равномерно распределенными в умеренном количестве фибробластами

- 29±9,6 клетки в поле зрения и фиброцитами -74±16,9 клетки в поле зрения (р<0,01). Наружные слои построены из рыхлой волокнистой соедини-

Рис. 1. Морфологические изменения в печени на 14-е сутки после введения имплантата: А - из низкомодульного титанового сплава системы Ті-№-(Х) в наноструктурированном состоянии; Б - с наноразмер-ным покрытием на основе аморфного углерода; В - с наноразмерным покрытием на основе аморфного углерода и атомарного серебра. Окр. гематоксилином и эозином. Микрофото. Ув. А - 20 (цифровое) х 20 (сканирующий объектив), Б и В - 40 (цифровое) х 20 (сканирующий объектив). Пояснения в тексте.

Рис. 2. Морфологические изменения в печени на 14-е сутки после введения имплантата: А - из низкомодульного титанового сплава системы Ті-№-(Х) в наноструктурированном состоянии; Б - с наноразмер-ным покрытием на основе аморфного углерода; В - с наноразмерным покрытием на основе аморфного углерода и атомарного серебра. Окр. гематоксилином и эозином. Микрофото. Ув. А - 10 (цифровое) х 20 (сканирующий объектив), Б - 20 (цифровое) х 20 (сканирующий объектив); В - 40 (цифровое) х 20 (сканирующий объектив). Пояснения в тексте.

Рис. 3. Выраженность фиброзной капсулы на 30-е сутки после введения имплантата в паренхиму печени: А - из низкомодульного титанового сплава системы Ті-КЬ-(Х) в наноструктурированном состоянии; Б - с наноразмерным покрытием на основе аморфного углерода; В - с наноразмерным покрытием на основе аморфного углерода и атомарного серебра. Окр. Маллори. Микрофото. Ув. А - 20 (цифровое) х 20 (сканирующий объектив), Б и В - 40 (цифровое) х 20 (сканирующий объектив. Пояснения в тексте.

Таблица 2

Данные морфометрического исследования при имплантации различных материалов в паренхиму печени крыс

Показатели морфометрии Сроки и группы наблюдения

14-е сутки 30-е сутки

I - группа II - группа III - группа I - группа II - группа III - группа

Малые лимфоциты 278±38,5 149±27,2* 72±14,7 104± 19,7 72±8,7* 29±5,1* **

Эозинофилы 72± 11,9 39±7,2* ** 7±1,8 4±0,7* **

Гистиоциты 104±23,7 63± 16,8* 29±6,2 * ** 23±3,1 15±3,8* 9±2,4* **

Толщина воспалительной капсулы, мкм 128,1±26,4 51,0±4,7* 31,7±6,8* ** 42±7,1 27,7±2,1* 19,7±3,8* **

Фибробласты 352±31 127±31,4* 56±19,2* ** 61±11,6 29±9,6* 4±0,3* **

Фиброциты 0 0 0 118±21,3 74±16,9* 37±5,2* **

Примечание: клеточные элементы подсчитаны в поле зрения зоны имплантации при увеличении 10 (цифровое) х 20 (сканирующий объектив);

- имеются статистически достоверные различия в сравнении с I группой (р<0,05); - имеются статистически достоверные

различия в сравнении со II группой (р<0,05);

I - сплавы титана; II - покрытия на основе аморфного углерода; III - покрытие на основе аморфного углерода и атомарного серебра.

400

о

5

Рис. 4. Динамика изменения толщины (в мкм) и клеточного состава фиброзной капсулы вокруг имплантатов различного типа в печени.

Примечание: I - сплавы титана;

II - покрытия на основе аморфного углерода;

III - покрытие на основе аморфного углерода и атомарного серебра.

Рис. 5. Динамика изменений клеточного состава воспалительного инфильтрата в паренхиме печени вокруг имплантатов различного типа.

Примечание: I - сплавы титана;

II - покрытия на основе аморфного углерода;

III - покрытие на основе аморфного углерода и атомарного серебра.

тельной ткани с более насыщенным клеточным составом. При близком расположении имплантатов к портальным трактам наружные рыхлые слои капсулы непрерывно переходят в соединительную ткань стромы печени (рис. 3Б). В составе инфильтратов определяются единичные эозино-филы - 4±0,7 клетки в поле зрения (р<0,05). Гистиоциты представлены в инфильтратах 15±3,8 клетки в поле зрения (р<0,05), малые лимфоциты

- 72±8,7 клетки в поле зрения (рис. 2Б, р<0,05).

Реакция на имплантаты с покрытием на основе аморфного углерода и атомарного серебра на 30-е сутки наблюдения практически отсутствует. Не дифференцируемые в стандартной световой микроскопии, при окраске по Маллори выявляются 2-3 слоя зрелых коллагеновых волокон 19,7±3,8 мкм (рис. 3В, р<0,01). Фибробласты единичные - 4±0,3 клетки в поле зрения, фиброциты

- 37±5,2 клетки в поле зрения (р<0,01). Клеточные инфильтраты и клетки гранулоцитарного ряда отсутствуют, диффузно расположенные малые лимфоциты составляют 29±5,1 клетки в поле зрения, единичные гистиоциты - 9±2,4 клетки в поле зрения (р<0,01, рис. 2В).

Результаты морфологического исследования реакции паренхимы печени на имплантацию различных материалов сведены в табл. 2 и представлены на диаграммах рис. 4 и 5.

Проведенные исследования подтверждают данные литературы, что тканевая реакция специфична и определяется видом имплантата [2, 11, 15]. Мы не получили подтверждения высокой степени инертности сплавов титана [2, 12], это связано с тем, что в качестве контроля в этих исследованиях использовалась медицинская сталь. По нашим данным, незащищенные металлы обладали наихудшими показателями биоинертности. Воспалительная реакция на имплантацию сплавов титана на данных сроках наблюдения не зависела от его состава, а, вероятнее всего, определялась наличием пленки оксида титана [2]. Наноразмерные покрытия на основе аморфного углерода и азота снижали выраженность воспалительных изменений вокруг имплантата, что находит подтверждение в публикациях авторов, посвященных исследованиям «алмазоподобных» покрытий [8, 14]. По нашим данным, введение азота не оказало влияния на тканевые реакции,

это обусловлено хорошими показателями его биоинертности, которые предопределяются высоким его содержанием в биологических тканях. Присутствие в покрытии атомарного серебра сопровождалось минимальными воспалительными изменениями, что, вероятно, связано с антипро-лиферативными свойствами данного вектора.

На основании проведенных исследований можно сделать следующие выводы:

1. С 14-х суток выраженность воспалительной реакции со стороны паренхимы печени на имплантат определяется имплантируемым материалом.

2. К 13-м суткам завершается образование соединительнотканой капсулы вокруг имплантатов, воспалительная реакция незначительна, а в группе с покрытием на основе аморфного углерода и атомарного серебра не определяется.

3. Имеются статистически достоверные различия морфологических изменений паренхимы печени в месте имплантации в зависимости от используемого материала.

4. Минимальные показатели биоинертности отмечены у незащищенных металлических имплантатов.

5. Наилучшие показатели биоинертности получены у имплантатов с наноразмерным покрытием на основе аморфного углерода и атомарного серебра.

6. Необходимо дополнительное экспериментальное исследование возможности использования данных покрытий в медицине.

ЛИТЕРАТУРА

1. Гибадулин Н.В., Телицкий С.Ю., Гибадулинаи И.О. др. Арефлюксная холедоходуоденостомия в хирургии острого холангита // Вестник хирургии им. И.И. Грекова. - 2008. - Т. 167. № 5. - С. 40-42.

2. Шкуратов С.И., Феофилов И.В., Гюнтер В.Э. и др. Временные и постоянные никелид-титановые стенты при перкутанных операциях по поводу стриктур лоханочно-мочеточникового сегмента // Урология. - 2007. - № 4. - С. 31-34.

3. Дорончук Д.Н. Оценка качества жизни больных мочекаменной болезнью в зависимости от метода дренирования верхних мочевыводящих путей // Урология. - 2010. - № 2. - С. 14-16.

4. Дорончук Д.Н. Выбор метода дренирования верхних мочевых путей при мочекаменной болезни // Урология. - 2010. - № 3. - С. 7-10.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

5. Кашаева М.Д. Микрофлора желчи при остром гнойном холангите на фоне механической желтухи

неопухолевой этиологии //. Успехи современного естествознания. - 2011. - № 1. - С. 135-137.

6. Котовский А.Е. Эндоскопическое транспапиллярное стентирование желчных протоков // Анналы хирургической гепатологии. - 2008. - Т. 13. № 1. -С. 66-71.

7. Чигоряев В.К., Гудков А.В., Давыдов В.А. и др. Критерии определения сроков удаления стентов после операций по поводу гидронефроза // Сибирский медицинский журнал. - Томск. - 2008. -Т. 23, № 2. - С. 63-65.

8. Шиповский В.Н., Цициашвили М.Ш., Джураку-лов Ш.Р. и др. Стентирование (СТЕНТ-ГРАФТ) гепатикохоледоха при механической желтухе опухолевой этиологии // Кремлевская медицина. Клинический вестник. - 2009. - № 2. - С. 79-80.

9. Хубутия М.Ш. Послеоперационные осложнения у реципиентов при трансплантации печени: современные представления о патогенезе и основных направлениях профилактики и лечения // Вестник трансплантологии и искусственных органов. -2009. - Т. 11, № 2. - С. 60-66.

10. Чепуров А.К. Роль инфицирования верхних мочевых путей у больных с длительным дренированием мочеточниковыми стентами. Андрология и генитальная хирургия. - 2009. - № 2 Приложение к журналу "Андрология и генитальная хирургия" Материалы Международного Конгресса по андро-логии 28-31 мая 2009, Сочи, ОК "Дагомыс" УД Президента РФ. - С. 173.

11. Чепуров А.К. Влияние длительного дренирования верхних мочевых путей мочеточниковыми стентами на функциональные способности почки // Анд-рология и генитальная хирургия. - 2009. - № 2 Приложение к журналу "Андрология и генитальная хирургия" Материалы Международного Конгресса по андрологии 28-31 мая 2009, Сочи, ОК "Дагомыс" УД Президента РФ. - С. 172.

12. Хотиняну В.Ф., Фердохлеб А.Г., Мустяцэ Г.В. и др.

Эволюция методов дренирования внепеченочных желчных протоков при хирургическом лечении доброкачественных стриктур гепатикохоледоха // Анналы хирургической гепатологии. - 2005. -

Т. 10, № 2. - С. 666-671.

13. Lam J.S. Update on ureteral stents // Urology. -2004. - N64. - Р. 9-15.

14. Fanelli F., Orgera G., Bezzi M. et al. Managementof-malignant biliary obstruction: technical and clinical results using an expanded polytetrafluoroethylene fluorinated ethylene propylene (ePTFE/FEP)-covered metallic stent after 6-year experience // European Radiology. - 2008. - Vol. 5, N 18. - Р. 911-913.

15. Monga M. Ureteral stents: New materials and designs. In: // American Institute of Physics. - 2008. . -N 173. - P. 181.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.