Научная статья на тему 'Морфометрические исследования костной ткани животных при применении углеродных алмазоподобных покрытий на субпериостальных имплантатах'

Морфометрические исследования костной ткани животных при применении углеродных алмазоподобных покрытий на субпериостальных имплантатах Текст научной статьи по специальности «Медицина и здравоохранение»

CC BY
7
3
Поделиться
Ключевые слова
субпериостальный имплантат / углеродное алмазоподобное покрытие / перестройка костной ткани.

Аннотация научной статьи по медицине и здравоохранению, автор научной работы — В. И. Куцевляк, С. Л. Старикова

Проведен анализ реакции костной ткани челюсти животных при установке субпериостальных имплантатов с углеродным алмазоподобным покрытием по сравнению с имплантатами из кобальтохромового сплава. Установлено, что комплекс репаративных и адаптационно-компенсаторных перестроек кости существенно более ярко выражен для имплантата с алмазоподобным покрытием. В этом случае, плотность грубоволокнистой костной ткани между имплантатом и компактной костью, количество остеоцитов, снижение плотности резорбционных лакун, имеют максимальные положительные значения.

Похожие темы научных работ по медицине и здравоохранению , автор научной работы — В. И. Куцевляк, С. Л. Старикова,

MORFOMETRICAL RESEARCHES OF ANIMALS BONE TISSUE AT APPLICATION OF CARBON DIAMOND-LIKE COATINGS ON SUBPERIOSTAL IMPLANTS

The analysis of reaction of animals jawbone tissue at installation of subperiostal implants with carbon diamondlike coating in comparison with cobalt-chromium implants was carried out. It was established that the complex of reparative and adaptative-compensatory bone reorganisations was essentially more strongly pronounced for implants with diamond-like coating. In this case, the density of membrane reticulated bone tissue between implant and compact bone, quantity of osteocytes, decrease of resorption lacunas density had the maximum positive values.

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

Текст научной работы на тему «Морфометрические исследования костной ткани животных при применении углеродных алмазоподобных покрытий на субпериостальных имплантатах»

«Ыновацп в стоматологИ», № 3, 2014

1. Олесова В. Н. Стоматологическая заболеваемость работников электролизного производства в зависимости от стажа работы / В. Н. Олесова, В. В. Уйба, Я. Н. Тарус [и др.]. // Стоматология. - 2006. - №1. - С.69-73.

2. Ковач I. В. Роль екотоксиканпв та недостатноста елiментарних фггоадаптогетв у виникненш основних сто-матолопчних захворювань у дггей: автореф.дис. на здобуття наук. ступеня доктора мед. наук: спец. 14.01.22 «стоматоло-пя» / 1.В. Ковач. - Одеса, 2006. - 29 с.

3. Куцевляк В. Ф. Етюлопчна частка впливу солей тяжких метатв на вдаосний ризик виникнення захворювань пародонту / В. Ф. Куцевляк, Ю. В. Лахтш // Вюник стоматологи - 2010. - №3 (72). - С. 32-34.

4. Campbell J. R. The association between caries and childhood lead exposure/ J.R. Campbell, M.E. Moss, R.F. Raubertas // Environ Health perspect. 2000. Nov;108 (11), Р. 1099-102.

5. Довгалюк Т. Я. Структурно - функцюнальш 3Mi-ни в довгих трубчастих KicTKax скелета бших щурiв при ди на оргатзм свинцево1 штоксикацп: автореф. дис. на здобуття наук.ступеня канд.бюлог.наук:спец. 14.03.01 «нормальна анатмя» / Т. Я.Довгалюк - Тернопшь, 1999. - 19 с.

Поступила 01.08.14

УДК 616.314-089.843-092.9

В. И. Куцевляк, д. мед. н., С. Л. Старикова, к. мед. н Харьковская медицинская академия последипломного образования

МОРФОМЕТРИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ КОСТНОЙ ТКАНИ ЖИВОТНЫХ ПРИ ПРИМЕНЕНИИ УГЛЕРОДНЫХ АЛМАЗОПОДОБНЫХ ПОКРЫТИЙ НА СУБПЕРИОСТАЛЬНЫХ ИМПЛАНТАТАХ

Проведен анализ реакции костной ткани челюсти животных при установке субпериостальных имплан-татов с углеродным алмазоподобным покрытием по сравнению с имплантатами из кобальтохромового сплава. Установлено, что комплекс репаративных и адаптационно-компенсаторных перестроек кости существенно более ярко выражен для имплантата с алмазоподобным покрытием. В этом случае, плотность грубово-локнистой костной ткани между имплантатом и компактной костью, количество остеоцитов, снижение плотности резорбционных лакун, имеют максимальные положительные значения.

Ключевые слова: субпериостальный имплантат, углеродное алмазоподобное покрытие, перестройка костной ткани.

В. I. Куцевляк, С. Л. Старкова

Харшвська медична академiя шслядипломно! освгги

МОРФОМЕТРИЧН1 ДОСЛ1ДЖЕННЯ К1СТКОВО1 ТКАНИНИ ТВАРИН ПРИ ЗАСТОСУВАНН1 ВУГЛЕЦЕВИХ Д1АМАНТОПОД1БНИХ ПОКРИТТ1В НА СУБПЕР1ОСТАЛЬНИХ 1МПЛАНТАТАХ

Проведено анализ реакцИ тстковоХ тканини щелепи тварин при встановленнг субпергостальних Iмпланта-тгв з вуглецевим дгамантоподгбним покриттям у поргвняннг з Iмплантатами з кобальтохромового сплаву. Встановлено, що комплекс репаративних та адаптивно-компенсаторних перебудов юстки е суттево бшьш ярко виразним для Iмплантату с дгамантоподгбним покриттям. В цьому випадку, щшьтсть грубоволокнистог тстковоХ тканини мгж Iмплантатом та компактною юсткою, юльюсть остеоцитгв, зниження щ1льност1 ре-зорбцшних лакун, мають максимальт позитивнг значення.

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

Ключовi слова: субпергостальний Iмплантат, вуглецеве д1амантопод1бне покриття, перебудова тстковоХ тканини.

© Куцевляк В. И., Старикова С. Л., 2014.

«iHHoeawi e aiw.nanw:uviT», № 3, 2013 V. I. Kutsevlyak, S. L. Starikova

Kharkov medical academy of postdegree education

MORFOMETRICAL RESEARCHES OF ANIMALS BONE TISSUE AT APPLICATION OF CARBON DIAMOND-LIKE COATINGS ON SUBPERIOSTAL IMPLANTS

The analysis of reaction of animals jawbone tissue at installation of subperiostal implants with carbon diamondlike coating in comparison with cobalt-chromium implants was carried out. It was established that the complex of re-parative and adaptative-compensatory bone reorganisations was essentially more strongly pronounced for implants with diamond-like coating. In this case, the density of membrane reticulated bone tissue between implant and compact bone, quantity of osteocytes, decrease of resorption lacunas density had the maximum positive values.

Key words: subperiostal implant, carbon diamond-like coating, bone tissue reorganisation.

Создание углеродных покрытий функционального назначения на стоматологических им-плантатах является важной и перспективной задачей, позволяющей существенно повысить их эксплуатационные характеристики. Углеродные материалы, независимо от структуры и свойств, ведут себя как химический элемент углерод, который проявляет совместимость с биологической тканью в силу своей инертности. Они отличаются высокой биохимической и механической совместимостью, а также обладают биостимули-рующим действием, способствуя регенерации тканей, окружающих имплантат. Продукты их износа или разрушения не оказывают вредного воздействия на окружающие ткани, лимфатические узлы и организм в целом. Большой интерес в этом плане представляют углеродные алмазо-подобные покрытия [1-4]. Такие покрытия обладают уникальными механическими, химическими и термическими характеристиками. Металлические имплантаты с алмазоподобным покрытием демонстрируют высокую биосовместимость. Они в отличие от других покрытий не вызывают коагуляцию крови, служат эффективным барьером, предотвращающим диффузию ионов металлов, и могут эффективно использоваться для покрытий имплантатов, контактирующих с костными и мягкими тканями организма.

Цель исследования. Оценка реакции костной ткани челюсти животных при установке субпериостальных имплантатов с углеродным алмазоподобным покрытием.

Материалы и методы исследования. Животных (кролики весом ~ 3 кг и возрастом 20 месяцев) для эксперимента делили на две группы. Первой группе вводили субпериостальные им-плантаты из кобальтохромового сплава, а второй - имплантаты из кобальтохромового сплава с углеродным алмазоподобным покрытием. Животных выводили из эксперимента через 12 недель путем воздушной эмболии.

После выведения животных из эксперимента выделяли фрагмент нижней челюсти с областью

расположения имплантата и прилежащей кости, включающей наружную и внутреннюю компактную кость, а также губчатое вещество. Материал исследовали визуально. Для микроскопического изучения фрагменты нижней челюсти фиксировали в 5% растворе азотной кислоты, обезвоживали в спиртах повышенной крепости (от 700 до 960) и заливали в целлоидин [5]. Срезы толщиной 7-10 мкм окрашивали гематоксилином и эозином и по методу Ван-Гизон.

Морфометрические исследования проводили с учетом следующих показателей: оценка характера новообразованной ткани между компактной материнской костью и имплантатом, присутствие очагов некроза на поверхности тканей, прилежащих к имплантату, оценка характера перестройки компактной кости и губчатой кости. Для оценки показателей использовали метод Автан-дилова [6]. Препараты исследовали и фотографировали под микроскопом Axiostar Plus.

Результаты исследования. Исследование первой группы животных при использовании имплантата из кобальтохромового сплава позволило получить следующие результаты. Макроскопическое исследование выявило, что имплан-тат плотно прилежит к поверхности кости и в краевых отделах покрыт соединительной тканью.

В препарате при микроскопическом исследовании четко выявляется область расположения металлического имплантата. На участках между имплантатом и компактной костью тела челюсти находятся участки соединительной ткани с высокой плотностью фибробластов (рис. 1а, б). На других территориях имплантат непосредственно контактирует с материнской костью. В таких областях костная ткань с признаками деструктивных нарушений - отсутствием остеоцитов на участках, присутствием очагов деминерализации, хаотичным расположением базофильных линий склеивания. Обнаруживаются небольшие очаги клеточного детрита. Также выявляются поля перестройки компактной кости с небольшими полостями резорбции, заполненными рых-

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

«Ыновацп в стоматологи», № 3, 2014

лой соединительной тканью, а также очаги ремо-делирования кости с узкими базофильными линиями склеивания и напластованиями между ними костной ткани.

Градации выраженности морфологических показателей тела нижней челюсти животных после введения кобальтохромового субпериосталь-

ного имплантата представлены в таблице.

Макроскопическое исследование второй группы животных при использовании импланта-тов из кобальтохромового сплава углеродным алмазоподобным покрытием показало, что им-плантаты с краевых поверхностей покрыты соединительной тканью.

Таблица

Градации выраженности морфологических показателей тела нижней челюсти животных через 12 недель после введения имплантата

Показатели Градации Материал имплантата

кобальтохромовый сплав углеродное алмазоподоб-ное покрытие

Степень выраженности

Новообразованная ткань между компактной материнской костью и имплантатом соединительная ткань, % 89,67±0,88 69,33±4,80

грубоволокнистая костная ткань, % 10,33±0,88 31,66±1,76

Очаги некроза на поверхности тканей, прилежащих к имплантату отсутствие +

единичные очаги +

1/3 контактной поверхности

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

Характер перестройки компактной кости площади без остеоцитов 1/3 поверхности 1/4 поверхности

резорбционные полости, % 50,70±2,60 41,67±3,33

очаги деминерализации единичные отсутствуют

Характер перестройки губчатой кости плотность остеоцитов 119,33±1,20 158,00±1,15

расширенные межтрабеку-лярные пространства, % 61,00±4,36 43,67±2,60

а б

Рис. 1. Участок кости челюсти. а) Грубоволокнистая костная ткань по периметру имплантата без покрытия. Ув. 100. б) Фрагмент рис. 1а. Прослойки соединительной ткани между материнской костью и имплантатом с высокой плотностью фибробластов. Окраска гематоксилином и эозином. Ув. 200.

«1нновацп в стоматологи», № 3, 2013

Рис. 2. Фрагмент кости челюсти. Грубоволокнистая костная ткань по периметру имплантата с углеродным алмазоподобным покрытием. Узкие полоски соединительной ткани. Базофильные линии склеивания. Генерации новообразованной костной ткани. Окраска гематоксилином и эозином. Ув. 100.

При исследовании в световом микроскопе установлено, что между имплантатом и компактной костью тела челюсти определяются в основном поля из грубоволокнистой костной ткани, а только на небольших участках выявлены области соединительной ткани с коллагеновыми волокнами, расположенными параллельно поверхности имплантата и единичные зрелые фибробла-сты (рис. 2). На участках компактной кости, расположенной под имплантатом, обнаруживаются полости резорбции различной величины и формы, заполненные рыхлой соединительной тканью или жировым костным мозгом. Имеют место признаки перестройки, связанные с формированием базофильных линий склеивания, отделяющих генерации напластований из новообразованной костной ткани. Такие области отличаются высокой плотностью остеобластов. Градации выраженности морфологических показателей тела нижней челюсти животных после введения кобальтохромового субпериостального имплантата с углеродным алмазоподобным покрытием представлены в таблице.

Заключение. Таким образом, в исследовании, выполненном на животных, была изучена перестройка костной ткани тела нижней челюсти в области введения субпериостальных импланта-

тов без покрытия и с углеродным алмазоподобным покрытием. Выявлено, что во всех случаях после имплантации в компактной и губчатой костях имеет место комплекс репаративных и адаптационно-компенсаторных перестроек, выраженность которых зависела от покрытия на имплантате. Оценка влияния материала покрытия проведена по следующим параметрам: характер новообразованной ткани между компактной материнской костью и имплантатом, присутствие очагов некроза на поверхности тканей, прилежащих к имплантату, оценка характера перестройки компактной и губчатой костей. Установлено, что по такому показателю, как новообразованные ткани между имплантатом и компактной костью нижней челюсти, наиболее благоприятные результаты отмечены для импланта-та из кобальтохромового сплава с алмазоподоб-ным углеродным покрытием. В этом случае такие характеристики, как плотность грубоволок-нистой костной ткани между имплантатом и компактной костью, количество остеоцитов, снижение плотности резорбционных лакун, имеют максимальные положительные значения. Более выраженные негативные показатели зафиксированы для имплантата из кобальтохромо-вого сплава без покрытия.

Список литературы

1. Grill A. Diamond-like carbon coatings as biocompatible materials - an overview / A. Grill // Diamond and Related Materials. - 2003. - Vol. 12. - P. 166-170.

2. Cui F.Z. A review of investigations on biocompatibil-ity of diamond-like carbon and carbon nitride films / F.Z. Cui, D.J. Li // Surface and Coatings Technology. - 2000. - Vol. 131. - P. 481-487.

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

3. Hauert R. A review of modified DLC coatings for biological applications / R. Hauert // Diamond and related materials. - 2003. - Vol. 12. - P. 583-589.

4. Билиарный стент с алмазоподобным углеродным покрытием / В. Ф. Куликовский, А. В. Солошенко, А. Л. Ярош, [и др.] // Эндоскопическая хирургия. - 2013. - № 3. -С. 16-20.

5. Саркисов Д. С. Микроскопическая техника / Д.С. Саркисов, Ю.Л. Перова - М.: Медицина, 1996. - 542 с.

6. Автандилов Г. Г. Медицинская морфометрия / Г. Г. Автандилов. - М.: Медицина, 1990. - 381 с.

Поступила 01.08.14