Арнольд Васильевич Попков – доктор медицинских наук, профессор, главный научный сотрудник
Arnold V. Popkov – Doctor of Medical Sciences, Professor, Chief Researcher
Евгений Сергеевич Горбач – врач травматолог-ортопед
Evgenii S. Gorbach – traumatologist-orthopedist
Горбач Елена Николаевна – кандидат биологических наук, ведущий научный сотрудник
Elena Gorbach N. – Candidate of Biological Sciences, Leading Researcher
Наталья Андреевна Кононович – кандидат ветеринарных наук, ведущий научный сотрудник
Natalia A. Kononovich – Candidate of Veterinary Sciences, Leading Researcher
Елена Анатольевна Киреева – кандидат биологических наук, старший научный сотрудник
Elena A. Kireeva – Candidate of Biological Sciences, Junior Researcher
Дмитрий Арнольдович Попков – доктор медицинских наук, профессор РАН, член-корреспондент Французской академии медицинских наук, руководитель клиники
Dmitry A. Popkov – Doctor of Medical Sciences, Professor of the Russian Academy of Sciences, Corresponding Member of the French Academy of Medical Sciences, Head of the Clinic
Введение. Повреждение суставного хряща крупных суставов является частой патологией опорно-двигательного аппарата. Однако до настоящего времени восстановление пораженной суставной поверхности остается нерешенной проблемой травматологии и ортопедии.
Цель. Оценить эффективность применения эластичного биоактивного биодеградируемого имплантата из поликапролактона, импрегнированного частицами гидроксиапатита, для заживления остеохондрального дефекта мыщелка бедренной кости у крыс.
Материалы и методы. У 76 крыс линии Вистар, разделенных на 2 группы, моделировали костно-хрящевой дефект медиального мыщелка бедренной кости. В опытной группе дефект замещали биоразлагаемой биоактивной мембраной из поликапролактона с гидроксиапатитом. В контрольной группе смоделированный дефект не замещали. Он заживал естественным путем.
Результаты были оценены в течение года клиническими, анатомическими, гистологическими, биомеханическими и статистическими методами.
Результаты. Диапазон движений в коленном суставе у животных опытной группы на всех этапах эксперимента был существенно лучше, чем в контроле. Имплантат обеспечивал целостность и конгруэнтность суставной поверхности. На 180-е сутки на месте замещенного имплантатом дефекта наблюдался новообразованный участок суставной поверхности органотипического строения с восполнением субхондральной кости костной тканью, а суставной поверхности – хрящевой тканью. Имплантат к этому периоду полностью биодеградировал. Биомеханические свойства поврежденной суставной поверхности в опытной группе восстанавливались через 60 дней до уровня интактных животных. В контрольной группе, даже через год, оставались ниже на 27-29 %.
Обсуждение. Восполнение дефекта эластичным имплантатом из поликапролактона с гидроксиапатитом обеспечивало раннюю функциональную нагрузку на сустав. Структура имплантата, имитирующая внеклеточный матрикс, способствовала росту, пролиферации и направленной дифференцировке клеток в области остеохондрального дефекта. Умеренная скорость биодеградируемости материала позволяла постепенно заместить имплантат органоспецифическими тканями.
Заключение. Биодеградируемый имплантат из поликапролактона, импрегнированный частицами гидроксиапатита, эффективен для заживления костно-хрящевых дефектов.
Introducrion Repair of the affected articular surface still remains an unsolved problem.
The purpose of this study was to assess the efficacy of a biodegradable polycaprolactone implant coated with hydroxyapatite on the healing of an osteochondral defect of the femoral condyle in rats.
Materials and methods An osteochondral defect of the medial femoral condyle was modeled in 76 Wistar rats divided into 2 groups. In the experimental group, the defect was replaced with a biodegradable polycaprolactone membrane coated with hydroxyapatite. In the control group, the defect remained untreated. The results were assessed within a year.
Results In the experimental group, the animals had a significantly better range of motion at all stages of the experiment than the control animals. The implant ensured the integrity and congruence of the articular surface. On day 180, a newly formed area of the articular surface of the organotypic structure was observed in the defect. Biomechanical properties of the repaied zone restored after 60 days while in the control one they remained lower by 27-29 %.
Discussion Filling the defect with an elastic implant made of polyprolactone with hydroxyapatite provided early functional load on the joint. The structure of the implant, simulating the extracellular matrix, promoted the growth, proliferation and directed differentiation of cells in the area of the osteochondral defect. The moderate rate of biodegradability of the material provided gradual replacement of the implant with organ-specific tissues.
Conclusion A biodegradable polycaprolactone implant impregnated with hydroxyapatite particles might be effective for experimental osteochondral defect repair.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.