ЗАМІЩЕННЯ ДЕФЕКТІВ ДОВГИХ КІСТОК ШТУЧНИМИ ІМПЛАНТАТАМИ НА ОСНОВІ ВУГЛЕЦЮ (Експериментальне дослідження з клінічною апробацією)

summary

На першому етапі роботи проведено аналіз патентної та наукової інфор­мації, який виявив низку невирішених питань щодо особливостей заміщення сегментарних дефектів довгої кістки. Це питання клітинної та тканинної реакції біологічного об’єкта на вуглець-вуглецевий матеріал, електрохімічні особливості утворення гальванопари метал-вуглецевий матеріал, можливості клінічного використання вуглецевих імплантатів. Відсутня концепція надійного з’єднання довгих кісток з використанням імплантатів із вуглецевого матеріалу, відсутня теоретично та експе­ри­мен­тально обґрунтована технологія заміщення сегментарних дефектів довгих кісток з використанням вуглецевих імплантатів, не розроблені пристрої з вуглецевого матеріалу, що забезпечують надійну тривалу фіксацію кісткових відламків.

Ці невизначені питання знайшли своє вирішення у подальших етапах дослідження. Так, в експерименті на тваринах одержано нові дані про реакцію кістки та м’яких тканин, що оточують імплантат з ВВКМ, особливості його використання в якості матеріалу для заміщення кісткових дефектів.

Експериментальні дослідження виконані на білих лабораторних щурах популяції Вістар (ДУ “ІПХС АМНУ”) віком від 3 до 12 міс. та живою вагою 380-400 г на початок експерименту. Загальна кількість експериментальних тварин – 63. Вивчали морфологічні зміни у кістковій тканині при імплантації вуглецевого матеріалу у губчасту кістку (9 тварин віком 3 місяці).

Операції на тваринах виконували під загальним тіопенталовим наркозом. Після обробки операційної зони спиртовим розчином йоду робили розтин шкіри й здійснювали доступ до дистального метафіза стегнової кістки (латерально). За допомогою стоматологічного бора (діаметр 2 мм) моделювали кістковий дефект, в якому розташовували вуглецевий стержень. Рану обробляли антибіотиками й пошарово ушивали. Щурів виводили з експерименту через 40, 70 та 115 діб після хірургічного втручання шляхом передозування тіопенталу натрію. Для гістоло­гічних досліджень видаляли фрагменти стегнових кісток з ділянками імплантації.

Морфологічну оцінку біосумісності вуглецевого матеріалу та його накопи­чення у віддалених органах та тканинах проводили при підшкірній імплантації 10 лабораторним щурам (3-6-місячного віку) вуглецевого матеріалу у вигляді циліндрів (діаметр 8 мм, висота 4 мм). Контролем служили інтактні тварини. Для гістологічного дослідження вилучали легені, тимус, нирки та печінку, фрагменти шкіри з зоною імплантації.

Відпрацювання методики з’єднання кісткових відламків в експерименті на тва­ринах та дослідження накопичення вуглецевого матеріалу у віддалених органах та тканинах при комбінованому внутрішньокістково-накістковому розташуванні імплантатів було виконано на 44 білих щурах лінії Вістар 12-місячного віку. Щурів виводили з експерименту через 12 місяців після операції, препарували та у зразках печінки, легенів, селезінки та мозку після спеціальної оброб­ки для гістологічного дослідження візуально визначали наявність або відсутність фрагментів вуглецю.

Експерименти на тваринах проводили відповідно до правил Європейської конвенції захисту хребетних тварин, що використовуються в експериментальних й інших наукових цілях.

Результатами морфологічних досліджень доведено біологічну інертність ВВКМ, відсутність токсичної дії на навколишні та віддалені тканини. Доведено, що ВВКМ не накопичується у внутрішніх органах і не перешкоджає перебігу звичайних біологічних процесів, не викликає запальних процесів ані у кістці, ані у м’яких тканинах, ані у судинах навколо місця імплантації.