СПОСОБ МОДЕЛИРОВАНИЯ ДЕФЕКТОВ КОСТНОЙ ТКАНИ ДЛЯ ИЗУЧЕНИЯ РЕФИКСАЦИИ МЯГКИХ ТКАНЕЙ К ПОРИСТЫМ ТИТАНОВЫМ ИМПЛАНТАТАМ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ АДДИТИВНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ
METHOD FOR SIMULATING BONE TISSUE DEFECTS FOR STUDYING SOFT TISSUES REFIXATION TO POROUS TITANIUM IMPLANTS USING ADDITIVE TECHNOLOGIES

Изобретение относится к ортопедии, а именно к области экспериментальной медицины, и может быть использовано при изучении состояний, связанных с наличием дефектов костной ткани, включающий зоны прикрепления мышц, сухожилий и капсульно-связочного аппарата, при лечении пациентов с обширными костными дефектами, полученными в результате обширных ревизионных вмешательств, а также имеющие хронические дефекты костной ткани.
В экспериментальной медицине в качестве подопытных животных одними из наиболее широко используемых являются кролики, в частности, самки. В проанализированной нами литературе описаны модели экспериментальных костных дефектов, которые были выполнены на кроликах в проксимальном метаэпифизе большеберцовой кости, но без вовлечения в дефект точек прикрепления мышц и сухожильного аппарата [1, 2]. Существует модель повреждения ахиллова сухожилия, однако она не позволяет изучать интеграцию тканей в имплантатах [3]. Надо отметить, что представленные модели дефектов не могут быть использованы для изучения патогенезов заболеваний, связанных с вовлечением в дефект капсульно-связочного аппарата, а так же их последствий, что не дает в полной мере моделировать нарушение биомеханики пораженного сустава.
Основная задача изобретения состоит в создании экспериментальной модели дефекта костной ткани включающего в себя зоны прикрепления связок и сухожилий, приближенной к клинике при ревизионных оперативных вмешательствах, для изучения процессов мягкотканой интеграции в пористые титановые имплантаты изготовленные при помощи аддитивных технологий.
Технический результат предлагаемого изобретения состоит в возможности наиболее достоверной оценки процессов интеграции сухожильных, связочных и костных структур в титановые имплантаты изготовленные при помощи аддитивных технологий после оперативных вмешательств моделирующих костные дефекты у кролика с целью оптимизации лечения пациентов с обширными костными дефектами включающие места прикрепления сухожильно-связочного аппарата после ревизионных оперативных вмешательств.
Результат достигается тем, что формируют продольный костный дефект в области проксимального метаэпифиза голени медиальнее от места прикрепления собственной связки надколенника, имплантируют в него титановый пористый имплантат изготовленный при помощи аддитивных технологий, позволяющий выполнить к нему фиксацию сухожильной ткани. Волокна собственной связки надколенника расслаивают и формируют две порции волокон, которые с двух сторон, будут прилегать к возвышающемуся над поверхностью кости титановому имплантату. Фиксация волокон сухожильной ткани к пористому титановому имплантату выполняют рассасывающимся шовным материалом. Рану ушивают, и экспериментальное животное содержат в обычных условиях не менее 15 суток.
На фигурах изображена модель экспериментального дефекта после имплантации титановых имплантатов изготовленных при помощи аддитивных технологий:
Фигура 1: схема моделирования экспериментального дефекта костной ткани.
Фигура 2: вид экспериментального костного дефекта после имплантации титанового имплантата изготовленного при помощи аддитивных технологий.
Фигура 3: рентгенограмма экспериментального дефекта после имплантации опытного образца.
Фигура 4: морфологическая картина экспериментального дефекта после имплантации пористого титанового материала изготовленного при помощи аддитивных технологий.
Способ осуществляется следующим образом: кроликам породы «шиншилла» весом 2,5-3,5 кг проводили оперативное вмешательство по общепринятой методике, при этом на передней поверхности проксимального метаэпифиза большеберцовой кости с медиальной стороны на всем протяжении места прикрепления собственной связки надколенника, стоматологическим бором под прямым углом относительно продольной оси большеберцовой кости, продольными движениями формируют дефект прямоугольной формы шириной 2 мм, длинной 4 мм и глубиной 6 мм. При этом костную ткань удаляют непосредственно на протяжении зоны прикрепления собственной связкой надколенника, но не более 4 мм. Волокна собственной связки надколенника расслаивают на две части и формируют одну порцию волокон отделенную от места прикрепления к бугристости большеберцовой кости. В полученный таким образом костный дефект внедряют титановый имплантат, изготовленный при помощи аддитивных технологий, таким образом, чтобы его выступающая часть возвышалась над поверхностью кости на 2 мм и с прилеганием с двух сторон к возвышающемуся над поверхности кости титановому имплантату волокон собственной связки надколенника. Свободную порцию сухожилия подшивают рассасываемым шовным материалом.
В эксперимент вошли 6 половозрелых кроликов породы Шиншилла в условиях вивария РНИИТО им. P.P. Вредена. В исследовании использовались обе задние лапы животного (12 объектов исследования). Все особи были женского пола. Возраст животных в среднем составил 7 месяцев (диапазон 6-8 месяцев). Масса тела объектов исследования (животных) составила в среднем 2870 г (диапазон 2700-3000 г). Содержание и использование лабораторных животных соответствовало требованиям «ИСО 10993-2». Все процедуры с животными были рассмотрены и утверждены локальным этическим комитетом. Животные были здоровы, имели ветеринарный сертификат качества и состояния здоровья и содержались в идентичных условиях кормления и содержания. Животные были разделены на контрольную и опытную группы, по 3 животных в каждой группе. Контрольные рентгенологические и морфологические исследования выполняли на 60-е сутки. Животным опытной группы формировали дефект костной стенки по описанной выше экспериментальной методике, в дефект имплантировали пористые титановые имплантаты изготовленные при помощи аддитивных технологий, При морфологическом исследовании на 60-е сутки в 1 опытной группе помимо остеоинтеграции, выявлено интимная, плотная интеграция соединительной ткани с упорядоченными волокнами к титановому образцу в зоне контакта с собственной связкой надколенника с минимальной прослойкой фиброзной ткани (фиг. 4). Животным контрольной группы формировали дефект костной стенки по описанному выше способу и имплантировали в дефект не пористый титановый имплантат. В результате чего при морфологическом исследовании выявлено наличие рыхлой фиброзной капсулы в месте прилегания не пористого титанового имплантата к собственной связке надколенника. Таким образом, получена модель дефекта костной ткани, вовлекающая места прикрепления капсульно-связочного аппарата, которая может быть использована при изучении состояний, связанных с последствиями травм и ревизионных вмешательств в области крупных суставов.
Список использованной литературы:
1. Лунева С.Н., Талашова И.А., Осипова Е.В., Накоскин А.Н., Еманов А.А. Влияние состава биокомпозиционных материалов, имплантированных в дырчатые дефекты метафиза, на репаративную регенерацию и минерализацию костной ткани; бюллетень экспериментальной биологии и медицины №8 2013 г, с. 255-259.
2. Walsh WR, Vizesi F, Michael D, Auld J, Langdown A, Oliver R, Yu Y, Irie H, Bruce W. Beta-TCP bone graft substitutes in a bilateral rabbit tibial defect model. Biomaterials. 2008; 29:266-271.
3. Касатка O.B., Iванов Г.В., Iстомiн А.Г., Петренко Д.С. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ МОДЕЛЬ ПОВРЕЖДЕНИЯ АХИЛЛОВА СУХОЖИЛИЯ У ЛАБОРАТОРНЫХ КРЫС; ТРАВМА, ТОМ 18, №3, 2017, С 86-87.