Научная статья на тему 'Функциональные биодеградируемые материалы на поверхности титановых имплантатов, предназначенных для протезирования зубов у собак'

Функциональные биодеградируемые материалы на поверхности титановых имплантатов, предназначенных для протезирования зубов у собак Текст научной статьи по специальности «Ветеринарные науки»

CC BY
66
13
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
ИМПЛАНТАТЫ / IMPLANTS / ДЕРМАЛЬНЫЕ ФИБРОБЛАСТЫ / DERMAL FIBROBLASTS / АДГЕЗИЯ / ADHESION / ПРОЛИФЕРАЦИЯ / PROLIFERATION / СОБАКИ / DOGS / ПРОТЕЗИРОВАНИЕ ЗУБОВ / БИОИНТЕГРАЦИЯ / DENTAL PROSTHETICS / BIOINTEGRATION

Аннотация научной статьи по ветеринарным наукам, автор научной работы — Красников А.В., Анников В.В., Красникова Е.С., Фомин А.А., Петрова Н.В.

Авторами установлено, что для формирования биодеградируемого покрытия на поверхности титановых имплантатов, используемых для протезирования зубов у собак, можно использовать в качестве функционального вещества полиазолидинаммоний, модифицированный гидрат-ионами галогенов в концентрации не более 0,0001 %, а в качестве биологически активного вещества водную дисперсию субмикронных агрегатов флавоноидов в концентрации 1,25 мг/мл. Проведено исследование взаимодействия отдельно функционального и биологически активного веществ in vitro, для определения оптимальных дозировок компонентов композита, с клетками мезенхимного происхождения фибробластами, которое позволило авторам утверждать, что при заданной концентрации веществ имплантаты являются биорезистентными и не оказывают цитотоксического эффекта. Свидетельством нетоксичности веществ явилось отсутствие повреждения клеток в культуре с возможностью адгезии фибробластов на экспериментальных образцах.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по ветеринарным наукам , автор научной работы — Красников А.В., Анников В.В., Красникова Е.С., Фомин А.А., Петрова Н.В.

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

Justification of use of biodegradable coatings on titanium implants, used for dental prosthetics for dogs

Implantation of any foreign material in the body tissues causes inflammatory-reparative response, which is an expression of protective and compensatory function of the tissue. Implantable biomaterials for medical and veterinary practice, must undergo toxicological and morphological studies. The authors studied the interaction of separate functional and biologically active substances on the functional characteristics of fibroblasts, for the use of bio integratable composite material as a coating on ventplant. The material comprises a functional material poliazolidinammonium modified by hydrate-ions of halogen, and as a biologically active substance an aqueous dispersion of submicron aggregates of flavonoids. Human dermal fibroblasts isolated from healthy donor skin, which were provided by plastic surgery clinic of the city of Saratov, served the material for the research. The method of tissue explants was used for getting the cell culture of dermal fibroblasts. The starting material for the work was the normal skin biopsies of adult donors obtained after cosmetic surgery while patients were screened for RW, hepatitis, HIV. During the experiment, the optimal dosages of composite components on fibroblasts, which has no inhibitory effect on these cells, was detected. The analysis of the functional status of dermal fibroblasts cultivated on titanium workpieces coated with a surface of the polymer film and propolis, at various concentrations, showed that the formation of the coating on the surface of a biodegradable implant materials must use the following concentrations of substances: Propolis 1.25 mg per ml the active substance polymer no more than 0.0001%. This is confirmed by the absence of damage to cells in culture with the possibility of cell adhesion on the experimental materials.

Текст научной работы на тему «Функциональные биодеградируемые материалы на поверхности титановых имплантатов, предназначенных для протезирования зубов у собак»

борьбы с паразитарными болезнями». - М. -2009. - Вып. 10. - С. 137-141.

3. Шинкаренко, А. Н., Петров, Ю. Ф. Эпизоотология основных гельминтозов собак в Волгоградской области // Труды всероссийского института гельминтологии имени К. И. Скрябина. - Москва. - 2005. -Т. 41. - С. 434-438.

4. О состоянии санитарно-

эпидемиологического благополучия

населения в Российской Федерации в 2013 году: Государственный доклад.- М.: Федеральная служба по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека, 2014.—191 с. 5. «О санитарно-эпидемиологической обстановке в Чувашской Республике за 2013 год». Чебоксары, 2014.

РАСПРОСТРАНЕНИЕ ТОКСОКАРОЗА СОБАК В ЧУВАШСКОЙ РЕСПУБЛИКЕ

Косяев Н.И., Фархутдинова А.Ф.

Резюме

Представлены результаты исследований по изучению распространения токсокароза собак в Чувашской Республике. Проведенные исследования показали, что в Чувашской Республике токсокароз собак распространен повсеместно. Установлена возрастная динамика токсокароза. Токсокароз собак в условиях Чувашской Республики регистрируется в течение всего года, пик инвазии наблюдается в летне-осенний период.

THE SPREAD OF TOXOCARIASIS DOGS IN THE CHUVASH REPUBLIC

Kosyaev N. I., Farkhutdinova A. F.

Summary

Presents the results of studies on the spread of toxocariasis dogs in the Chuvash Republic. Studies have shown that in the Chuvash Republic toxocariasis dogs everywhere. Installed age dynamics of toxocariasis. Toxocariasis dogs in the conditions of the Chuvash Republic is logged throughout the year, the peak of infestation was observed in summer-autumn period.

УДК 619:599.742.13:616.716.85:616-77:[546.82+577.11+615.324]:615

ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ БИОДЕГРАДИРУЕМЫЕ МАТЕРИАЛЫ НА ПОВЕРХНОСТИ ТИТАНОВЫХ ИМПЛАНТАТОВ, ПРЕДНАЗНАЧЕННЫХ ДЛЯ ПРОТЕЗИРОВАНИЯ

ЗУБОВ У СОБАК

Красников А.В. - к.в.н., доцент; Анников В.В. - д.в.н., профессор; Красникова Е.С. - к.б.н., доцент; *Фомин А.А. - к.т.н., доцент; **Петрова Н.В. - младший научный сотрудник;

Морозова Д.Д. - студентка Саратовский государственный аграрный университет имени Н.И. Вавилова *Саратовский государственный технический университет имени Ю.А. Гагарина **Саратовский государственный университет имени Н.Г. Чернышевского

тел.: (8452) 69-25-32

Ключевые слова: имплантаты, дермальные фибробласты, адгезия, пролиферация, собаки, протезирование зубов, биоинтеграция.

Key words: implants, dermal fibroblasts, adhesion, proliferation, dogs, dental prosthetics, biointegration.

Развитие ветеринарной медицины привело к пониманию важности лечения животных с заболеваниями органов ротовой полости и зубочелюстного аппарата,

поскольку они оказывают непосредственное влияние на состояние пищеварительной системы и, следовательно, на гомеостаз животного в целом [1,2].

Имплантация в ткани организма любого чужеродного материала вызывает воспалительно-репаративную реакцию,

которая является выражением защитно-компенсаторной функции соединительной ткани. Воспалительный процесс в окружающей ткани ведет к пролиферации фибробластов, которые продуцируют коллагеновые волокна и другие компоненты экстрацеллюлярного матрикса. Формируется соединительнотканная капсула, изолирующая инородное тело. Исключением являются только материалы, подвергающиеся быстрой биодеградации или полной резорбции без формирования капсулы [5, 6].

Соответственно, главным условием успеха является приживление

имплантируемого материала. Поэтому к нему предъявляются жесткие требования. Он не должен вызывать общей или местной негативной реакции организма, в частности, не быть токсичным, канцерогенным, аллергенным, радиоактивным и быть биоинтегрируемым [3, 7, 8].

Интенсивность и наличие

воспалительного процесса зависят от степени биосовместимости имплантируемых

материалов. Поэтому биоматериалы, предназначенные для медицинской и ветеринарной практики, обязательно должны проходить токсикологические и

морфологические исследования в условиях, максимально приближающихся к их конкретному использованию [5, 6].

Выбор наиболее подходящего материала для эндопротезирования - весьма сложная задача, для решения которой используют исследования in vitro и in vivo.

Для практического использовании биоинтегрируемого композитного

материала, включающего функциональное вещество - полиазолидинаммоний, модифицированный гидрат-ионами

галогенов, а в качестве биологически активного вещества - водную дисперсию субмикронных агрегатов флавоноидов в качестве покрытия на внутрикостных имплантатах провели его апробацию in vitro с клетками мезенхимного происхождения -фибробластами. Очевидна целесообразность изучения взаимодействия отдельно функционального и биологически активного веществ на функциональные характеристики культуры фибробластов, поскольку культура этой клеточной

популяции относительно доступна, особенности роста фибробластов in vitro хорошо изучены и позволяют получить достаточный для исследования на начальном этапе результат в короткие сроки.

Цель работы. Исходя из этого мы определили цели работы:

1. Дать оценку функциональному состоянию дермальных фибробластов, культивируемых на титановых заготовках для имплантатов с нанесённой на их поверхность полимерной плёнкой и прополисом в различных концентрациях.

2. Определить концентрации полимера и прополиса, способствующие формированию нетоксичного биодеградируемого покрытия и необходимой адгезивной и пролиферативной возможностям клеточной культуры.

Материалы и методы. Материалом для исследования послужили дермальные фибробласты человека, выделенные из здоровой донорской кожи, предоставленной клиниками пластической хирургии г. Саратова.

Жизнеспособность и

пролиферативную активность культуры оценивали с помощью автоматического счетчика клеток в 1 мл среды.

Перед началом экспериментов изучаемые образцы титановых заготовок стерилизовали в сухожаровом шкафу («Экрос», Россия), затем помещали в 24-луночные планшеты («Costar», USA), после чего высевали клеточную культуру (концентрация составила 1*105 клеток на образец в 2-х мл среды). Для культивирования использовали

питательную среду ДМЕМ («Биолот», Россия) с добавлением 10% фетальной бычьей сыворотки (Fetal Bovine Serum, HyClone UK) и смеси антибиотика-антимикотика. Планшеты помещались в СО2 инкубатор Sanyo MCO - 18 M («Sanyo», Япония) с температурой 37°С и 5% содержанием углекислоты. Оценку состояния клеток, культивируемых на экспериментальных материалах, проводили с помощью методов световой микроскопии. За изменением формы и количеством клеток в процессе культивирования наблюдали под инвертируемым

микроскопом («МИБ-Р», Россия).

В качестве субстрата для

экспериментов использовали титановые заготовки с нанесенной на их поверхность полимерной плёнкой

(полиазолидинаммоний, модифицированный гидрат-ионами

галогенов) и прополисом в различных концентрациях: образец №1 - контроль, образец №2 - БАВ 10мг/мл, образец №3 -БАВ 5 мг/мл, образец №4 - БАВ 2,5 мг/мл, образец №5 - БАВ 1,25 мг/мл, образец №6 -ФВ 1%, образец №7 - ФВ 0,1%, образец №8 - ФВ 0,01%, образец №9 - ФВ 0,001%, образец №10 - ФВ 0,0001%. Концентрация клеток составила 1*105 на образец. Жизнеспособность культуры составила 94%.

Показатели адгезии и пролиферации клеточной культуры на имплантатах изучали с помощью электронного микроскопа (MIRA\\LMU, "Tescan").

Результаты исследований. В ходе эксперимента определялись оптимальные дозировки компонентов композита, не оказывающие угнетающего влияния на фибробласты.

Проведенные исследования показали, что клетки хорошо адгезировали на образцах под номерами 1,2,3,4,5. Также вблизи представленных образцов наблюдалась высокая пролиферативная активность.

Рис. 1. Образец №1 Рис. 2. Образец №2 Рис. 3. Образец №3

ШШшлШ§Р;

¡ШйШРЯ!!!!?

Рис. 4 Образец №4

Рис. 5 Образец №5

На образцах 6 и 7 наблюдалось угнетение роста клеток, а затем и их последующая гибель. Об этом свидетельствует изменение формы (округление) и отсутствие роста клеток.

ЯЕ

Б Жз!

Рис. 6. Образец №6

Рис. 7. Образец №7

На образцах 8, 9, 10, где концентрация полимера последовательно уменьшалась, наблюдалось улучшение адгезивной и

пролиферативной способностей клеточной культуры. О чем свидетельствует наличие вблизи образца клеток характерной формы.

Наилучшие результаты были хорошем состоянии, форма клеток

получены на образце №10. При проведении преимущественно веретеновидная,

контрольной микроскопии через 24 часа отростки выражены, ядра отчетливо

отмечали, что: культура фибробластов в контурируют.

Рис. 8. Образец №8 Рис. 9. Образец №9 Рис. 10. Образец №10

В таблице 1 представлены результаты эксперимента по воздействию разных концентраций функционального и биологически активного веществ на

функциональные характеристики культуры фибробластов в первые и вторые сутки эксперимента.

Таблица 1 -Оценка воздействия разных концентраций функционального и биологически активного веществ на функциональные характеристики культуры фибробластов

1 сутки 2 сутки

№ Образец Оценка № Образец Оценка

1 Контроль + 1 Контроль +

2 БАВ 10 мг/мл + 2 БАВ 10 мг/мл +\-

3 БАВ 5 мг/мл + 3 БАВ 10 мг/мл +\-

4 БАВ 2,5 мг/мл + 4 БАВ 2,5 мг/мл +\-

5 БАВ 1,25 мг/мл + 5 БАВ 1,25 мг/мл +

6 ФВ 1 % — 6 ФВ 1 % --

7 ФВ 0,1 % — 7 ФВ 0,1 % --

8 ФВ 0,01 % -- 8 ФВ 0,01 % +\-

9 ФВ 0,001 % -\+ 9 ФВ 0,001 % +\-

10 ФВ 0,0001 % + 10 ФВ 0,0001 % +\-

+ норма, ++ хорошо, - частичная гибель, -- преимущественная гибель,

Выводы. 1. Анализ функционального состояния дермальных фибробластов, культивируемых на титановых заготовках с нанесённой на их поверхность полимерной плёнкой и прополисом в различных концентрациях, показал, что для формирования биодеградируемого

покрытия на поверхности

имплантационных материалов необходимо использовать следующие концентрации веществ: прополиса - 1,25 мг в мл по ДВ, полимера - не более 0,0001 %. 2. Свидетельством нетоксичности

биодеградируемого покрытия является отсутствие повреждения клеток в культуре с возможностью необходимой адгезии и

пролиферацией на экспериментальных веществах.

ЛИТЕРАТУРА:

1. Волков А.А. Клинико-морфологическая классификация гастритов у собак // Ветеринария Кубани. 2009. - № 6. - С. 23-28.

2. Красников А.В. Причины потери зубов у собак и проблемы ветеринарной имплантологии // Вестник ветеринарии. 2011. - №4. - С. 97-99.

3. Лясников В.Н. Внутрикостные стоматологические имплантаты. - Саратов. 1997. - 87 с.

4. Пинаев Г.П. Методы культивирования клеток //

Культивирование клеток кожи человека. -СПб.: Изд-во Политехнического университета, 2008. - С.174-188.

5. Шехтер А.Б. Воспаление и регенерация // Воспаление. - М.: Медицина, 1995.- С. 200 - 219.

6. Шехтер А.Б. Биосовместимость / под ред. В.И. Севастьянова. - М.: ГУП «Информационный центр ВНИИ

геосистем», 1999. - 368 с.

7. Jarcho M. Retrospective analysis of hydroxyapatite development for oral implant application // Dent. Clin. North Amer. - 1992. - Vol. 36. - P. 19-26.

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

8. Steinemann S., Perren S. Titanium alloys as metallic biomaterials / Proc. of the fifth World conference on titanium. - 1984. -Vol. 2. - P. 1327-1334.

ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ БИОДЕГРАДИРУЕМЫЕ МАТЕРИАЛЫ НА ПОВЕРХНОСТИ ТИТАНОВЫХ ИМПЛАНТАТОВ, ПРЕДНАЗНАЧЕННЫХ ДЛЯ ПРОТЕЗИРОВАНИЯ ЗУБОВ

У СОБАК

Красников А.В., Анников В.В., Красникова Е.С., Фомин А.А., Петрова Н.В., Морозова Д.Д.

Резюме

Авторами установлено, что для формирования биодеградируемого покрытия на поверхности титановых имплантатов, используемых для протезирования зубов у собак, можно использовать в качестве функционального вещества - полиазолидинаммоний, модифицированный гидрат-ионами галогенов в концентрации не более 0,0001 %, а в качестве биологически активного вещества - водную дисперсию субмикронных агрегатов флавоноидов в концентрации 1,25 мг/мл. Проведено исследование взаимодействия отдельно функционального и биологически активного веществ in vitro, для определения оптимальных дозировок компонентов композита, с клетками мезенхимного происхождения - фибробластами, которое позволило авторам утверждать, что при заданной концентрации веществ имплантаты являются биорезистентными и не оказывают цитотоксического эффекта. Свидетельством нетоксичности веществ явилось отсутствие повреждения клеток в культуре с возможностью адгезии фибробластов на экспериментальных образцах.

JUSTIFICATION OF USE OF BIODEGRADABLE COATINGS ON TITANIUM IMPLANTS, USED FOR DENTAL PROSTHETICS FOR DOGS

Krasnikov A.V., Annikov V.V., Fomin A.A., Petrova N.V., Morozova D.D.

Summary

Implantation of any foreign material in the body tissues causes inflammatory-reparative response, which is an expression of protective and compensatory function of the tissue. Implantable biomaterials for medical and veterinary practice, must undergo toxicological and morphological studies. The authors studied the interaction of separate functional and biologically active substances on the functional characteristics of fibroblasts, for the use of bio integratable composite material as a coating on ventplant. The material comprises a functional material - poliazolidinammonium modified by hydrate-ions of halogen, and as a biologically active substance - an aqueous dispersion of submicron aggregates of flavonoids. Human dermal fibroblasts isolated from healthy donor skin, which were provided by plastic surgery clinic of the city of Saratov, served the material for the research. The method of tissue explants was used for getting the cell culture of dermal fibroblasts. The starting material for the work was the normal skin biopsies of adult donors obtained after cosmetic surgery while patients were screened for RW, hepatitis, HIV. During the experiment, the optimal dosages of composite components on fibroblasts, which has no inhibitory effect on these cells, was detected. The analysis of the functional status of dermal fibroblasts cultivated on titanium workpieces coated with a surface of the polymer film and propolis, at various concentrations, showed that the formation of the coating on the surface of a biodegradable implant materials must use the following concentrations of substances: Propolis - 1.25 mg per ml the active substance polymer - no more than 0.0001%. This is confirmed by the absence of damage to cells in culture with the possibility of cell adhesion on the experimental materials.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.