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 термообработки и физики металлов УрФУ.
Курган, Екатеринбург
Viktor P. Kuznetsov — Doctor of Technical Sciences, Professor, Head of the Laboratory, Professor of the Department.
Kurgan, Ekaterinburg
Максим Валерьевич Стогов — доктор биологических наук, доцент, руководитель отдела.
Курган
Maksim V. Stogov — Doctor of Biological Sciences, Associate Professor, Head of the Department.
Kurgan
Елена Николаевна Горбач — кандидат биологических наук, ведущий научный сотрудник.
Курган
Elena N. Gorbach — Candidate of Biological Sciences, Leading Researcher.
Kurgan
Наталья Владимировна Тушина — кандидат биологических наук, старший научный сотрудник.
Курган
Natalya V. Tushina — Candidate of Biological Sciences, Senior Researcher.
Kurgan
Екатерина Геннадьевна Комарова — кандидат технических наук, научный сотрудник.
Томск
Ekaterina G. Komarova — Candidate of Technical Sciences, Researcher.
Tomsk
Татьяна Толкачева – ведущий технолог.
Томск
Tatiana V. Tolkacheva — Leading Technologist.
Tomsk
Юрий Петрович Шаркеев — доктор физико-математических наук, профессор, главный научный сотрудник.
Томск
Yurii P. Sharkeev — Doctor of Physical and Mathematical Sciences, Professor, Chief Researcher.
Tomsk
Введение. Применение транскутанных имплантатов для крепления протезов конечности является интенсивно развивающейся современной технологией восстановления функций утраченных конечностей, особенно актуальной при протезировании костей нижней конечности. Основной проблемой развития данной технологии является необходимость существенного повышения характеристик приживаемости имплантата, которые зависят от его дизайна и наличия биопокрытий.
Цель работы — экспериментальная оценка приживаемости оригинальных чрескожных имплантатов типа Press-Fit без покрытия поверхности остеоинтегрируемой части и с нанесенным цинксодержащим кальций-фосфатным покрытием при одноэтапной остеоинтеграции.
Материалы и методы. Исследование выполнено на 10 беспородных самцах собак возрастом от 1,5 до двух лет, масса — (19,2 ± 1,3) кг. Животным группы 1 (n = 5) имплантировано изделие без покрытия, животным группы 2 (n = 5) — с цинк-содержащим кальций-фосфатным покрытием. Оценка остеоинтеграции выполнена на основе комплекса клинических, рентгенологических и лабораторных исследований. Количественный анализ результатов осуществлен с применением статистических методов исследования.
Результаты. Через 26 недель после имплантации у всех животных сохранилась стабильность имплантата, и сформировался единый костно-имплантационный блок с непрерывной и достаточно плотной компактной пластинкой. У животных группы 1 отмечали органотипическую перестройку кости и компактизацию периостальных напластований. У животных группы 2 к этому сроку наблюдали завершение органотипической перестройки вокруг имплантата, что свидетельствует о признаках более выраженного остеогенеза в системе «имплантат – кость». Цинк-содержащее кальций-фосфатное покрытие способствовало формированию более плотных и минерализованных структур на поверхности имплантата и предотвращало отток кальция из компактной пластинки костной культи.
Обсуждение. Проведенный комплекс исследований и клинические наблюдения показали отсутствие существенных локальных и системных нарушений у экспериментальных животных в период остеоинтеграции имплантатов, что свидетельствует об их хорошей переносимости. Цинк-содержащее кальций-фосфатное покрытие обеспечило отличную биосовместимость и стимулировало остеогенез. Полученные результаты согласуются с данными, приведенными в отечественной и зарубежной научной литературе, и расширяют доказательную базу эффективности применения титановых SLM имплантатов типа Press-Fit с цинк-содержащим кальций-фосфатным покрытием в остеоинтеграционном протезировании.
Заключение. Полученные в ходе эксперимента данные показывают достаточно хороший результат остеоинтеграции имплантатов типа Press-Fit без покрытия поверхности остеоинтегрируемой части и с нанесенным цинк-содержащим кальций-фосфатным покрытием без выраженных ограничений применения. Однако с точки зрения минимизации рисков следует отдать предпочтение изделиям с цинк-содержащим кальций-фосфатным покрытием остеоинтегрируемой части.
Introduction The use of transcutaneous implants for the attachment of limb prostheses is a rapidly developing modern technology for restoring function of lost limbs, particularly relevant for lower limb prosthesis applications. The primary challenge in developing this technology is the need to significantly improve implant survival, which depends on its design and the presence of biocoatings.
The purpose of the work is to experimentally evaluate the survival rate of original Press-Fit-type percutaneous implants produced without coating the surface of the osseointegrated part and with an applied zinc-containing calcium phosphate coating during one-stage osseointegration.
Materials and Methods The study was performed on 10 mongrel male dogs aged 1.5 to 2 years and weighing 19.2 ± 1.3 kg. Animals in Group 1 (n = 5) received an uncoated implant, while animals in Group 2 (n = 5) received an implant coated with a zinc-containing calcium phosphate. Osseointegration was assessed using a combination of clinical, radiographic, and laboratory studies. Quantitative analysis of the results was performed using statistical methods.
Results Twenty-six weeks after implantation, all animals had implant stability. A single bone-implantation unit with a continuous and sufficiently dense compact plate was formed. Animals in Group 1 demonstrated organotypic bone remodeling and compaction of periosteal layers. By that time, animals in Group 2 featured completion of organotypic remodeling around the implant that indicated signs of more pronounced osteogenesis in the implant-bone system. The zinc-containing calcium phosphate coating promoted the formation of denser and more mineralized structures on the implant surface and prevented calcium efflux from the compact plate of the bone stump.
Discussion The studies conducted and clinical observations demonstrated the absence of significant local or systemic disorders in the experimental animals during the implant osseointegration period, indicating good tolerability. The zinc-containing calcium phosphate coating provided excellent biocompatibility and stimulated osteogenesis. The obtained results are consistent with data presented in the domestic and international scientific literature and expand the evidence base of the effectiveness of Press-Fit titanium SLM implants with zinc-containing calcium phosphate coating for osseointegration prosthetics.
Conclusion The data obtained during the experiment show fairly good results of osseointegration of Press-Fit implants without coating the surface of the osseointegrated part and with an applied zinc-containing calcium phosphate coating. They did not show pronounced restrictions on their use. However, from the point of view of minimizing the the risks, preference should be given to product with a zinc-containing calcium phosphate coating of the osseointegrated part.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.