OfAll Исследователи из Пермского Политеха, ПГМУ имени академика Е. А. Вагнера и Донского государственного технического университета провели исследование, чтобы выяснить, какая структура имплантов способствует ускоренному формированию костной ткани.
Кирилл Брага / РИА Новости
Результаты их работы были опубликованы в журнале Mechanical Behavior of Biomedical Materials.
Титановы импланты с пористой решетчатой структурой давно используются в хирургии. Важно отметить, что размер ячеек этой структуры напрямую влияет на процесс заживления и прочность протеза. Чтобы определить оптимальные размеры ячеек, ученые провели эксперимент на лабораторных животных.
С помощью аддитивных технологий было создано три типа имплантов с ячейками диаметром 1, 2 и 3 миллиметра. Эти импланты были установлены крысам и морским свинкам с искусственно созданными дефектами нижней челюсти. В эксперименте приняли участие 82 животных, которые были разделены на группы для наблюдения на протяжении двух недель, четырех месяцев и девяти месяцев. По окончании исследования ученые проанализировали новые ткани, образовавшиеся в имплантах, и их связь с костной тканью. Уже через две недели начали формироваться новые ткани.
На поверхности имплантов образовалась утолщенная надкостница, а в ячейках началось формирование тонкого слоя соединительной ткани, которая со временем преобразовывалась в костную ткань. Первоначально сцепление новой ткани с имплантом было слабым.
«Спустя четыре месяца наблюдалось более активное сращивание костной ткани с имплантом. Ячейки заполнялись однородной костной тканью, причем быстрее всего это происходило в имплантах с ячейками диаметром 3 мм, где формировались крупные сосуды и грубоволокнистая ткань», — прокомментировал Владимир Василюк, доцент кафедры челюстно-лицевой хирургии ПГМУ.
Через девять месяцев ячейки размером 1 мм были заполнены фиброзной тканью с небольшими участками костной ткани, тогда как в ячейках 2-3 мм полностью сформировалась костная ткань. Также наблюдалось увеличение количества костных пластинок и сосудов. В 68% случаев кость и имплант срастались настолько прочно, что их можно было разделить только распиливанием.
«Эксперимент показал, что формирование новой ткани начинается через две недели, а интенсивное сращивание происходит между 4 и 9 месяцами. Ячейки диаметром 2-3 мм способствуют более быстрому приживлению, ускоряя процесс в три раза по сравнению с ячейками диаметром 1 мм», — отметила Полина Килина, доцент кафедры «Инновационные технологии машиностроения».
В результате исследования удалось выявить наиболее подходящие структуры имплантов для восстановления костной ткани в зависимости от характера повреждения челюсти. Например, импланты с ячейками 3 мм эффективны для восстановления полостей после удаления кист, а для более сложных дефектов оптимальны ячейки 2-3 мм. Эти выводы могут быть использованы для будущих клинических испытаний на людях.
