Остеоинтегративные свойства имплантатов из титанового сплава с различным диаметром пор в эксперименте

Аннотация

Введение. Аддитивные технологии позволяют создать имплантаты для замещения костных дефектов разной формы со сложной пористой структурой. Тем не менее остается актуальным вопрос об оптимальных параметрах пористой структуры. Цель исследования – изучить биосовместимость имплантатов, изготовленных из титанового сплава, с различным диаметром пор в эксперименте.

Материалы и методы. Исследование проводилось в два этапа. Первый этап – исследование in vitro – на тестовых культурах диплоидных фибробластов человека для оценки цитотоксичности титанового сплава, из которого были изготовлены образцы для постановки второго этапа in vivo. Исследование in vivo велось на трех группах кроликов (n=18), которым устанавливали образцы разработанных имплантатов. Средний возраст особей составил 7±1 месяц, вес – 4675±258 граммов. Все образцы имели диаметр 4 мм и высоту 6 мм. В группе 1 размер пор составил 100 мкм, в группе 2 – 200 мкм, в группе 3 – 400 мкм, пористость – 55, 62, 70%, соответственно. Выведение животных из эксперимента осуществляли на 90-е сутки с момента установки образцов. Затем сделаны гистологическое, морфологическое и электронномикроскопическое исследования для оценки остеоинтегративных свойств имплантатов.

Результаты. В исследовании in vitro не было обнаружено токсического воздействия материала на тестовую культуру. В исследовании in vivo результаты гистологического анализа не выявили воспалительного процесса в переимплантных тканях во всех трех группах. По данным морфологического исследования новообразованная ткань в области сформированного дефекта состояла из молодых костных трабекул с расположенными на их поверхности остеобластами. В группе 3 выявлена наибольшая распространенность зрелых костных трабекул по сравнению с группами 1 и 2. У образцов с диаметром пор 400 мкм выявлена более высокая площадь заполнения имплантата новообразованной костной тканью.

Заключение. Самыми высокими остеоинтегративными свойства обладают образцы с диаметром пор 400 мкм.

Ключевые слова: остеоинтеграция, биосовместимость, титановые имплантаты, аддитивные технологии, 3D печать