Актуальность. Применение 3D-печати методом селективного лазерного сплавления для изготовления межпозвоночных кейджей является актуальным направлением вертебральной хирургии. Цель. Оценка эффективности и безопасности применения оригинального межтелового имплантата для спондилодеза, изготовленного из сплава титана по технологии 3D-печати методом селективного лазерного сплавления. Материалы и методы. Тестировали оригинальные кейджи уплощенной бобовидной формы, с цельной боковой частью и внутренней конфигурацией в виде трехмерной решетки с ячеями 1,5×1,8 мм. Изделия были произведены из порошка Ti6Al4V по технологии 3D-печати методом селективного лазерного сплавления. Постобработка поверхности изделий включала пескоструйную очистку абразивом по методу SLA и стерилизацию этиленоксидом. Опыты по моделированию межтелового спондилодеза с замещением межпозвоночных дисков кейджами на уровнях L4–L5 и L5–L6 выполнены на 8 беспородных собаках. Дополнительную первичную стабилизацию поясничного отдела позвоночного столба осуществляли аппаратом внешней конструкции в течение 30 суток после имплантации. Общая продолжительность наблюдения составила 180 суток. Использованы методы рентгенографии, сканирующей электронной микроскопии, рентгеноспектрального и биохимического анализа. Результаты. Рентгенографическое исследование продемонстрировало наличие контакта между фронтальными поверхностями кейджей и костной тканью тел позвонков, развитие спондилодеза у всех экспериментальных животных. Биохимический анализ не выявил признаков интоксикации, свидетельствующих об опасности применения изделий. Микрорельеф имплантатов характеризовался микрошероховатостью в диапазоне 1–50 мкм. В поверхностном слое изделий, помимо элементов титана, алюминия и ванадия, обнаруживались углерод, кислород, кремний, следовые количества прочих органических и неорганических элементов. На распилах костных блоков в ячеях решетки внутренней части имплантатов макроскопически и электронно-микроскопически визуализировались новообразованные костные трабекулы. Выводы. Экспериментальная апробация пористых имплантатов, изготовленных из титанового сплава методом селективного лазерного сплавления, показала их эффективность в получении межтелового спондилодеза и приемлемую безопасность.
Relevance Application of 3D printing using the method of selective laser fusion for production of intervertebral cages is a topical trend of the spinal surgery. Purpose Assessment of the efficiency and safety of original interbody fusion implant application made of titanium alloy according to 3D printing technology with selective laser fusion. Materials and methods The original flattened bean-shaped cages, with an integral side part and an internal configuration in the shape of three-dimensional 1.5 × 1.8 mm porous lattice were tested . The products were made of Ti6Al4V powder using 3D printing technology with selective laser fusion. Post-processing of the products surface included abrasive blast cleaning using the SLA method and sterilization with ethylene oxide. Experiments on modeling interbody fusion with replacement of intervertebral discs with cages at levels L4 – L5 and L5 – L6 were performed in 8 mongrels. Additional primary stabilization of the lumbar spine was produced with an external fixator within 30 days after implantation. The total follow-up period lasted 180 days. Radiography, scanning electron microscopy, roentgenospectral and biochemical analysis methods were applied. Results X-ray examination demonstrated the contact between the frontal surfaces of the cages and the bone tissue of the vertebral bodies and the development of fusion in all experimental animals. Biochemical analysis did not reveal the signs of intoxication, indicating the danger of the products application. The microrelief of the implants was characterized by microroughness ranged from 1to 50 μm. In the surface layer of products, in addition to the elements of titanium, aluminum and vanadium, the carbon, oxygen, silicon, trace amounts of other organic and inorganic elements were found. Newly formed bone trabeculae were macroscopically and submicroscopically visualized in the sawcuts of bone blocks in the porous lattice of the internal part of the implants. Conclusions Experimental testing of porous implants made of titanium alloy using selective laser fusion has shown their effectiveness in obtaining interbody fusion and acceptable safety.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.