Максим Валерьевич Стогов – доктор биологических наук, доцент, руководитель отдела
Курган
Maksim V. Stogov – Doctor of Biological Sciences, Associate Professor, Head of Department
Kurgan
Андрей Александрович Еманов – кандидат ветеринарных наук, ведущий научный сотрудник
Курган
Andrey A. Emanov – Candidate of Veterinary Sciences, Leading Researcher
Kurgan
Виктор Павлович Кузнецов – доктор технических наук, профессор, заведующий лабораторией, профессор кафедры
Курган;
Екатеринбург
Viktor P. Kuznetsov – Doctor of Technical Sciences, Professor, Head of Laboratory, Professor of the Department
Kurgan;
Ekaterinburg
Елена Николаевна Горбач – кандидат биологических наук, ведущий научный сотрудник
Курган
Elena N. Gorbach – Candidate of Biological Sciences, Leading Researcher
Kurgan
Елена Анатольевна Киреева – кандидат биологических наук, старший научный сотрудник
Курган
Elena A. Kireeva – Candidate of Biological Sciences, Senior Researcher
Kurgan
Андрей Викторович Корелин – кандидат технических наук, доцент, начальник управления, УрФУ
Екатеринбург
Andrey V. Korelin – Candidate of Technical Sciences, Associate Professor, Head of Department
Ekaterinburg
Введение. Показано, что титановые имплантаты из материалов со структурированной поверхностью обеспечивают повышенную скорость остеоинтеграции, что делает их применение достаточно перспективным.
Цель. Провести сравнительную оценку эффективности остеоинтеграции новых чрескожных имплантатов для протезирования, изготовленных из ультрамелкозернистого сплава Ti Grade 4.
Материалы и методы. Исследование выполнено на 12 кроликах самцах породы Советская шиншилла. 6-ти кроликам контрольной группы в большеберцовую кость были остеоинтегрированы имплантаты, изготовленные по технологии селективного лазерного сплавления из порошка Ti6Al4V, 6-ти кроликам опытной группы устанавливали имплантаты, изготовленные из прутка Ti Grade 4 со смешанной нанокристаллической и ультрамелкозернистой структурой, полученной интенсивной пластической деформацией методом равноканального углового прессования. Формирование блока «кость-имплантат» исследовалось через 26 недель после имплантации.
Результаты. Гистологически через 26 недель эксперимента у животных опытной группы на всем протяжении культи в компактной пластинке не выявлено порозных изменений, расширения гаверсовых каналов, выраженной остеокластической резорбции. Вокруг имплантата формировался повторяющий его форму костный футляр, представленный пластинчатой костной тканью. Методом рентгеновского электронно-зондового микроанализа обнаружено, что в субстрате формирующегося на поверхности имплантата у кроликов опытной группы кальция было достоверно больше во всех областях имплантата относительно животных группы контроля. У животных группы контроля относительно опытной группы дольше удерживался повышенный уровень С-реактивного белка сыворотки крови. Осложнений и значительных клинико-лабораторных отклонений у животных обеих групп в ходе всего эксперимента не обнаружено.
Обсуждение. Полученные нами данные согласуются с результатами других экспериментальных исследований, в которых однозначно отмечено, что титановые имплантаты со структурированной поверхностью в сравнительных исследованиях показывают повышенные характеристики остеоинтеграции относительно имплантатов без модификации структуры материала резьбовой поверхности. Отсутствие осложнений и нежелательных реакции организма животных также говорит о приемлемой безопасности тестированных изделий.
Заключение. Остеоинтеграция чрескожного имплантата со смешанной нанокристаллической и ультрамелкозернистой структурой была более эффективна относительно изделия сравнения. Это делает перспективным применение таких имплантатов для решения клинических задач протезирования.
Introduction It has been shown that titanium implants with a structured surface provide an increased rate of osseointegration what makes their application quite promising.
The purpose of this work was to conduct a comparative evaluation of the efficiency of osseointegration of new percutaneous implants for prosthetics made of ultrafine-grained Ti Grade 4 alloy.
Materials and methods The study was carried out on 12 male rabbits of the Soviet Chinchilla breed. Six rabbits of the control group had implants made of Ti6Al4V powder using selective laser sintering technology that were osseointegrated into the tibia, 6 rabbits of the experimental group had implants made of Ti Grade 4 by equal channel angular pressing. The formation of the "bone-implant" block was examined 26 weeks after the implantation.
Results Histologically, after 26 weeks of the experiment, porous changes, enlargement of the Haversian canals, and pronounced osteoclastic resorption were not detected in the animals of the experimental group throughout the stump in the compact plate. Around the implant, a bony case repeating the bone shape was formed, represented by lamellar bone tissue. Using X-ray electron probe microanalysis, it was found that in the substrate formed on the surface of the implant in rabbits of the experimental group, there was significantly more calcium in all areas over the implant relative to the animals of the control group. In the control group, relative to the experimental group, an increased level of C-reactive protein in blood serum was retained longer. Complications and significant clinical and laboratory abnormalities were not found in both groups during the entire experiment.
Discussion Our data are consistent with the results of other experimental studies, which unambiguously noted that titanium implants with a structured surface show increased osseointegration characteristics in comparative studies relative to implants without modification of the structure of the material of the threaded surface. The absence of complications and undesirable reactions of the animal organism also indicates the acceptable safety of the tested products.
Conclusion Osseointegration of a percutaneous implant that has a mixed nanocrystalline and ultrafine-grained structure was more effective than the reference implant. This makes the use of such implant promising for solving clinical problems in prosthetics.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.