CC BY
26
УДК 544.653.1:546
1 2 2 2 2 В.В. Казбанов , В.В. Шулья , Ю.Г. Дегтярев , Э.Н. Авсянский , Е.В. Петренко,
Д.М. Невмержицкий , А. С. Шибаев , И.Г. Олешук , Е.В. Духина
ТИТАНОВЫЕ ИМПЛАНТАТЫ С ПОКРЫТИЯМИ НА ОСНОВЕ
ГИДРОКСИАППАТИТОВ
1 Институт физиологии НАН Беларуси, г. Минск 2Белорусский государственный медицинский университет, г. Минск Физико-технический институт НАН Беларуси, г. Минск 4 Белорусский государственный университет, г. Минск
Актуальность. Перед современной медициной, несмотря на
значительный прорыв в области технического развития, стоит ряд актуальных вопросов лечения патологических состояний человека, связанных с утратой функциональной и анатомической целостности органов и тканей. Касаясь искусственной имплантации, необходимо отметить, что придание адекватной формы и физиологически адекватной функциональности не представляет технической сложности в сравнении с проблемой биологической
совместимости. Биологическая совместимость имплантируемых материалов во многом определяет успех оперативного вмешательства, качество жизни пациента и медико-социальный прогноз.
Известно, что контакт чужеродного материала с кровью вызывает образование на поверхности имплантата слоя белков плазмы крови [1], а динамику изменений их состава и структуры во многом определяют физикохимические свойства поверхности имплантата и, естественно, его биосовместимость с организмом. В ответ на инфекцию или повреждение тканей резко увеличивается концентрация некоторых белков плазмы крови, имеющих общее название «белки острой фазы». К этим белкам относится и C-реактивный белок. С-реактивный белок (СРБ) - один из наиболее чувствительных маркеров острого воспаления. СРБ стимулирует иммунные реакции, в т.ч. фагоцитоз, участвует во взаимодействии Т- и В-лимфоцитов, активирует классическую систему комплемента. Концентрация С-реактивного белка в крови имеет высокую корреляцию с активностью заболевания, стадией процесса. При любых заболеваниях, либо после операции присоединение бактериальной инфекции, будь то местный процесс или сепсис, сопровождается повышением уровней белков острой фазы. После оперативного вмешательства уровень этого показателя возрастает, но при отсутствии бактериальной инфекции послеоперационном периоде он быстро нормализуется. А присоединение бактериальной инфекции (местный процесс или сепсис) сопровождается ростом СРБ или отсутствием его снижения. Повышение уровня СРБ в сыворотке крови может наблюдаться также при реакции отторжения трансплантата и послеоперационных осложнениях.
При воспалении концентрация СРБ в плазме крови увеличивается - в 10 -100 раз и есть прямая связь между изменением уровня СРБ и тяжестью и динамикой клинических проявлений воспаления: чем выше концентрация СРБ,
90
тем выше тяжесть воспалительного процесса и наоборот. Именно поэтому СРБ и является наиболее специфичным и чувствительным клинико-лабораторным индикатором воспаления и некроза, а измерение концентрации СРБ широко применяется для мониторинга и контроля эффективности терапии бактериальных и вирусных инфекций, хронических воспалительных заболеваний, онкологических заболеваний, осложнений в хирургии и гинекологии.
Целью настоящего исследования было определение биологической совместимости имплантатов на основе титана с различными покрытиями, путем изучения отдаленных изменений концентрации С-реактивного белка.
Материалы и методы исследования. Эксперимент выполнен на базе Института физиологии НАН Беларуси на 15 крысах-самцах (линии Вистер) массой 180-220 г. Всем животным было выполнено оперативное вмешательство по имплантации исследуемых образцов под наркозом (ketamine-xylazine-acepromazine 55.6, 5.5 и 1.1 мг/кг, соответственно, внутрибрюшинно). Методом вживления было выбрано погружение имплантата в заранее смоделированный корытообразный дефект на дорзальной поверхности теменной кости ближе к ее чешуйчатому краю.
Экспериментальные животные были разделены на группы в соответствии с имплантируемыми образцами:
S титан (n= 3);
S титан с покрытием на основе 10% раствора поливинилового спирта с добавлением 10% порошка гидроксиапатита (n=3);
S титан с покрытием на основе 10% раствора желатина с добавлением 10% порошка гидроксиапатита (n=3);
S титан с покрытием на основе 5% раствора поливинилового спирта и 6% геля гидроксиапатита при объемном соотношении 1:3 (n=3);
S контрольная группа (n=3) - ложно оперированные крысы.
Оперативная имплантация включала:
S обработку операционного поля, которая заключалась в очищении кожного покрова от элементов шерсти и обработки раствором йодоната;
S одномоментный разрез брюшистым скальпелем кожи и апоневроза над сагиттальным швом теменных костей;
S гемостаз стерильными марлевыми тампонами;
S тупым и острым способом оголяли теменную кость с одной стороны, отслаивали надкостницу в латеральной части теменной кости;
S удерживая мягкие ткани, бором наконечника стоматологической установки формировали корытообразный дефект на дорзальной поверхности в соответствии с размерами имплантат;
S из стеклянной посуды с 0,9% стерильным раствором NaCl
извлекали стерильным пинцетом имплантат и осторожно погружали его в сформированный дефект на теменной кости;
S имплантат укрывали мобилизованными близлежащими
мышечными и соединительными тканями, фиксируя одиночными швами;
91
S после контроля гемостаза накладывали одиночные узловые швы на кожу и обрабатывали послеоперационную рану раствором йодоната.
Через 62 дня после имплантации все животные были декапитированы с взятием образцов цельной крови, из которой путем центрифугирования были получены сыворотки, отправленные в медико-диагностическую лабораторию для количественного определения уровня СРБ.
Полученные данные были статистически обработаны при помощи пакета прикладных программ MS Exel 2003, Statistica 6.0 (StatSoft, USA). Для проверки нормальности распределения использовался критерий Колмогорова-Смирнова, для сравнения значений уровней С-реактивного белка в группах использовался непараметрический критерий Мана-Уитни.
Результаты исследования и их обсуждение.
Концентрации СРБ в сыворотке крови разных экспериментальных групп приведены в таблице 1.
Таблица 1 - Концентрация С-реактивного белка в сыворотке крови
экспериментальных животных на 62 день после оперативной имплантации_____________
Название имплантата Уровень СРБ г/л, M±m о
Титан (n=3) 0,03±0,009 0,02
Титан с покрытием на основе 10% раствора поливинилового спирта с добавлением 10% порошка гидроксиапатита (n=3) 0,01±0,006 0,01
Контрольная группа (без имплантата) (n=3) 0,03±0,001 0,001
Титан с покрытием на основе 10% раствора желатина с добавлением 10% порошка гидроксиапатита (n=3) 0,03±0,003 0,005
Титан с покрытием на основе 5% раствора поливинилового спирта и 6% геля гидроксиапатита при объемном соотношении 1:3 (n=3) 0,02±0,006 0,01
Во всех группах экспериментальных животных выявлены очень низкие значения СРБ, что свидетельствует об отсутствии воспаления, даже асептического. Статистически значимых различий между значениями СРБ в разных группах экспериментальных животных не выявлено (р=0,16).
Выводы. На основании полученных результатов можно заключить, что оперативная имплантация и наличие данных имплантатов (с покрытием и без покрытия) в организме экспериментальных животных не явились условием для развития хронического воспаления и послеоперационных осложнений в отдаленном периоде.
Литературные источники:
1. Корсак, С. И. Тромбогенность искусственного клапана сердца «Планикс» в зависимости от вида покрытия поверхностей / С. И. Корсак // Здравоохранение. - 1997. - №8.
- С. 14-18.
92
V.V. Kazbanov1, V.V. Shulya2, J.G. Degtyarev2, E.N. Avsyansky2, E.V. Petrenko2,
D.M. Nevmerzhitskiy2, A.S. Shibaev2, I.G. Oleshuk3, E.V. Dyhina TITANIUM IMPLANTS COATED BASED GIDROKSIAPPATITOV institute of Physiology, National Academy of Sciences of Belarus, Minsk 2Belorussian State Medical University, Minsk 3Fiziko-Technical Institute of NAS of Belarus, Minsk 4 Belorussian State University, Minsk Summaru
Aim of the study was to determine biocompatibility of titanium implants with various coatings, by studying long-term changes in concentrations of C-reactive protein.
Very low values of C-reactive protein were identified in blood of all groups of experimental animals in 62 days after implantation. It indicates the absence of inflammation, even aseptic one.
93
