CC BY
44
И.Ш. АБДУЛЛИН, И.Г. ЯМАШЕВ, А.И. РАФФ, М.М. МИРОНОВ, В.В. КУДИНОВ уДК 816.31
Казанский государственный технологический университет
Казанская государственная медицинская академия
Институт металлургии и материаловедения имени А.А. Байкова РАН, г. Москва
Изучение биостойкости и бактерицидности нового коррозионно-устойчивого покрытия при использовании его в полости рта человека
ІРафф Алла Ибрагимовна
кандидат медицинских наук, ассистент кафедры ортопедической стоматологии 420012, г. Казань, ул. Бутлерова, д. 16, тел. (843) 264-50-18
Предложена методика ионно-плазменного покрытия нитридом титана и гафния для получения бактерицидных свойств металлических конструктивных элементов функциональных назубно-десневых шин для лечения переломов челюстей. Доказаны антимикробные свойства покрытий и их коррозионная стойкость.
Ключевые слова; переломы челюсти, лечение, шины, ионно-плазменное покрытие, антимикробные свойства.
SH. ABDULLIN, I.G. YAMASHEV, A.I. RAFF, M.M. MIRONOV, V.V. KUDINOV
Kazan State Technological University Kazan State Medical Academy
Institute of Metallurgy and Material maintenance named after A.A.Bajkov RAS, Moscow
The study of biostability and bactericidal of a new corrosion-resistant coating when used in the oral cavity of human
The technique of ion-plasma coating of titanium nitride and hafnium for the bactericidal properties of metallic structural elements of the functional of tooth-gum tires for the treatment of fractures of the jaws. It was proved antimicrobial properties of coatings and their corrosion resistance.
Keywords; jaw fractures, treatment, tires, ion-plasma coating, anti-microbial properties.
Практическая медицина предъявляет все более высокие требования к функциональным свойствам имплантатов и медицинских инструментов, которые в значительной мере зависят от качества материала. В настоящее время для изготовления имплантатов используют различные виды материалов и сплавов, предпочтение отдают инертным, не коррозирующим, с большой механической прочностью, обладающим биосовместимостью, биологически безопасным материалам.
Несмотря на то, что имплантаты изготовлены из коррозионностойких материалов, они работают в специфических условиях постоянного контакта с биологически активными средами живого организма, теряя указанные выше свойства. Одним из перспективных способов защиты имплантата от коррозии является нанесение на его поверхность защитных покрытий
с использованием новых современных методов. Такие покрытия могут улучшить биосовместимость с тканями живого организма, предотвратить процессы нагноения и отторжения имплантатов.
Целью работы явилось изучение биостойкости и бактери-цидности нового коррозионно-устойчивого покрытия при использовании его в полости рта человека. Среди множества причин, влияющих на эффективность ортопедического лечения переломов нижней и верхней челюсти, особое место занимают конструктивные особенности шин. При этом в клинической практике не исключаются ситуации, когда использование фиксируемых к зубному ряду шин становится невозможным из-за недостаточного количества зубов. В таких случаях (при
ПО МАТЕРИАЛАМ ДИССЕРТАЦИОННЫХ РАБОТ
'2 (49) май 2011 г.
ПРАКТИЧЕСКАЯ МЕДИЦИНА 139
отказе больных от остеосинтеза) методом выбора могут быть верхнечелюстные шины со спускающимися книзу опорными плоскостями. Однако они имеют ограниченные показания, а их конструктивные особенности не позволяют в процессе лечения перемещать фрагменты сломанной челюсти в необходимом направлении (в частности, по сагиттальной и вертикальной оси).
Все модификации шины Ванкевич были в основном направлены на облегчение ее базиса и не касались опорных плоскостей. Вместе с тем их можно использовать, применяя пружинящие плоскости (4), для функционально-физиологического лечения больных с переломами нижней и верхней челюсти. Однако металлические пружинящие плоскости имеют ряд недостатков, связанных с невысокой стойкостью к коррозии, особенно под воздействием биологически активных сред, что приводит к металлозу, несовместимости с тканями живого организма и различным осложнениям.
Разработанное биологически инертное покрытие обладает антимикробным эффектом и выполняет защитную функцию для металлических конструктивных элементов шин. Основу ионноплазменного покрытия составляет нитрид титана и гафния. Он обладает бактерицидным эффектом как металлическое серебро в отношении многих патогенных микроорганизмов, таких как стафилококк, протей, клебсиелла, синегнойная палочка и др. Покрытие является барьером для проникновения к металлу активных реагентов, вызывающих коррозию (кислород, хлор, биоактивные белки), с одной стороны, и выходу продуктов коррозии в полости тканей живого организма, с другой. Эти продукты коррозии определяют совместимость материала с тканями живого организма и вызывают реакцию отторжения. Кроме того, если покрытия имеют отслоения, поры, то в них создаются благоприятные условия для размножения болезнетворной микрофлоры, что способствует воспалению и формированию вторичных эффектов отторжения, резорбции. Долговременный бактерицидный и бактериостатический эффект от материала покрытия исключает эти отрицательные явления.
Материалы и методы
Объектами исследования были образцы, изготовленные в виде пластин размером 2х1 см. (Имплантат и имплантат с покрытием.) Исследование бактерицидных свойств образцов проводили на культурах микроорганизмов, выделенных из полости рта больных и определенных до вида. Были использованы следующие культуры:
• Streptococcus viridans (стрептококк)
• Candida tropicalis (грибы)
• Staphylococcus aureus (стафилококк)
• Escherichia coli (кишечная палочка)
Для определения антимикробного действия покрытий была отобрана методика, в основе которой лежит воздействие «вытяжки» из исследуемого образца на микробную взвесь. Вытяжку получали путем термостатирования при 370С в течение 30 суток образцов, погруженных в физиологический раствор. По истечении указанного срока в вытяжку вносили 18-часовую культуральную взвесь из расчета 0,1 мл на 5м л вытяжки, предварительно убрав образцы. Плотность культуральной взвеси перед внесением в колбу составляла 1106 клеток/мл. Отбор проб и посев их на питательные среды проводили через 12 часов инкубации.
В качестве контроля использовали физиологический раствор, в который добавляли культуральную взвесь. О результатах судили по количеству жизнеспособных клеток, выросших на питательных средах: для бактерий — мясопептонный агар с добавлением 0,5%-ной глюкозы; для грибов — сусло-агар.
Результаты исследований
Нами было показано, что через 12 часов инкубации имплантат оказывал антимикробное действие на все исследуемые культуры по сравнению с контролем (К):
• стрептококки — 9% (рис. 1)
• грибы — 17% (рис. 2)
• стафилококки — 35% (рис. 3)
• кишечная палочка — 15% (рис. 4)
Что касается образца (имплантат + покрытие), результаты исследований показали, что количество жизнеспособных клеток по сравнению с контролем (К) составляло:
• у стрептококка — 38%
• у грибов — 51%
• у стафилококка — 75%
• у кишечной палочки — 15%
Это свидетельствует о том, что имплантат с покрытием оказывает сильное ингибирующее действие на все исследуемые культуры и намного эффективнее при использовании одного имплантата.
Рисунок 1
100% 1
90% _
80% _
70% _
60% _
50% _
40% _
30% _
20% _
10% _
0%-1—1--- —
к
Количество жизнеспособных клеток Streptococcus viridans после воздействия образцов через 12 часов культивирования (за 100% принят К — физиологический раствор + культуральная взвесь, О1 — физиологический раствор + имплантат + культуральная взвесь, О2 — физиологический раствор + имплантат с покрытием + культуральная взвесь)
Рисунок 2.
К 01 02
Количество жизнеспособных клеток Candida tropicalis после воздействия образцов через 12 часов культивирования (за 100% принят К — физиологический раствор + культуральная взвесь, О1 — физиологический раствор + имплантат + культуральная взвесь, О2 — физиологический раствор + имплантат с покрытием + культуральная взвесь)
1
□ к □ 01 □ 02
01 02
ДЕРМАТОВЕНЕРОЛОГИЯ. КОСМЕТОЛОГИЯ
Рисунок 3.
Рисунок 4.
100% п
90%
80%
70%
60%
50%
40%
30%
20%
10%
0%
а
100% 90% 80% 70% 60% 50% '■ 40% 30% 20% 10% 0%
□ к
□ 01 □ 02
02
К
01
02
Количество жизнеспособных клеток Staphylococcus aureus после воздействия образцов через 12 часов культивирования (за 100% принят К — физиологический раствор + культуральная взвесь, О1 — физиологический раствор + имплантат + культуральная взвесь, О2 — физиологический раствор + имплантат с покрытием + культуральная взвесь)
Количество жизнеспособных клеток Escherichia coli после воздействия образцов через 12 часов культивирования (за 100% принят К — физиологический раствор + культуральная взвесь, О1 — физиологический раствор + имплантат + культуральная взвесь, О2 — физиологический раствор + имплантат с покрытием + культуральная взвесь)
Выводы
1. В результате исследования выявлены антимикробные свойства сверхтвердого покрытия из смеси нитрида титана и гафния на поверхности из стали 12Х18Н10Т.
2. Применение биологически безопасного покрытия нитрида титана и гафния применительно к металлическим элементам в конструкции шин для лечения переломов челюстей позволяют увеличить коррозионную стойкость, уменьшить обсеменен-ность поверхности микроорганизмами, предупредить вторичное инфицирование.
3. Предлагаемая назубно-десневая шина с пружинящими плоскостями для ортопедического лечения больных с неосложненными и осложненными переломами тела нижней и верхней челюсти, имеющая нитридо-титаногафниевое покрытие, обла-
дает бактерицидными свойствами и препятствует возникновению воспалительных процессов.
ЛИТЕРАТУРА
1. Вельховер Е.С., Роматов Ф.Н. Применение меди и ее солей в лечебной практике. — М., 1982.
2. Роуэр Э. Химическая микробиология. — М., 1971.
3. Студеникина Ф.Г., Миронов М.М., Денисов В.П. и др. Исследование антимикробных свойств некоторых металлов и покрытий для медицинских изделий // В сб. «Медицинская техника». — М., 1993. — № 5. — С. 6-8.
4. Ямашев И.Г., Рафф А.И. Назубно-десневые шины для лечения переломов челюстей // Акт. вопросы челюстно-лицевой хирургии и стоматологии. — С.-Петербург, 1997. — С. 66-67.
УВАЖАЕМЫЕ КОЛЛЕГИ!
ПРОСИМ ВАС ОБРАТИТЬ ВНИМАНИЕ
НА ПОРЯДОК И ФОРМУ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ РУКОПИСЕЙ
В ЖУРНАЛ «ПРАКТИЧЕСКАЯ МЕДИЦИНА»
Рукописи можно представлять по электронной почте: [email protected]
Рукописи подаются в двух экземплярах с электронной версией (CD, дискета). Рукопись должна сопровождаться четкой информацией об отправителе и ответственном авторе материала: фамилия, имя, отчество, почтовый адрес (с индексом), тел., e-mail. Эти данные необходимы для ведения переписки, направления рецензий и другой корреспонденции.
Журнал ориентирован на практикующих врачей, поэтому приветствуются статьи в виде клинических лекций и обзоры литературы на актуальные темы, отражающие современное состояние проблемы диагностики, профилактики и лечения отдельных заболеваний и синдромов.
Объем статей: для оригинальной работы — не более 10 страниц; для лекции или обзора литературы — не более 15 страниц; для описания клинического наблюдения — не более 5 страниц.*
С уважением, редакция журнала «Практическая медицина»
* Полный текст правил оформления рукописей представлен на стр. 8.
ДЕРМАТОВЕНЕРОЛОГИЯ. КОСМЕТОЛОГИЯ
