Исследователи из Пермского Политеха, ПГМУ имени академика Е. А. Вагнера и ДГТУ провели эксперимент, чтобы определить, какая структура имплантов способствует более быстрому образованию новой костной ткани.
Кирилл Брага / РИА Новости
Его результаты были опубликованы в журнале Mechanical Behavior of Biomedical Materials.
В хирургической практике широко применяются пористые титановы импланты с решетчатой структурой. Размер ячеек в этой решетке варьируется, и именно от него зависит скорость приживления и прочность протеза. Для определения оптимальных размеров ячеек ученые провели эксперимент на лабораторных животных.
С использованием аддитивных технологий были созданы три типа имплантов с диаметром ячеек в один, два и три миллиметра. Эти протезы были имплантированы белым крысам и морским свинкам с искусственно созданными дефектами нижней челюсти. В исследовании участвовало 82 животное, разделенное на три группы, наблюдаемых в течение двух недель, четырех месяцев и девяти месяцев. По завершении эксперимента ученые смогли изучить новообразованные ткани внутри имплантов и степень их интеграции с костной тканью. Активный рост тканей наблюдался уже через две недели после установки.
На поверхности импланта формируется утолщенная надкостница, а в ячейках появляется тонкий слой соединительной ткани, который затем преобразуется в костную. Первоначально сцепление новой ткани с имплантом было слабым.
«Через четыре месяца наблюдается более активное сращивание кости с имплантом, в ячейках образуется однородная костная ткань. При этом процессы происходят быстрее в протезах с диаметром ячейки 3 мм: стойки и наружные участки заполняются грубоволнистой и соединительной тканью с крупными сосудами», — поясни0 порталу naked-since.ru Владимир Василюк, доцент кафедры челюстно-лицевой хирургии ПГМУ имени академика Е.А. Вагнера.
По истечении девяти месяцев на импланте появляется утолщенная надкостница. Ячейки диаметром один миллиметр заполняются фиброзной тканью с отдельными участками пластинчатой кости, тогда как ячейки 2-3 миллиметра полностью заполняются костной тканью. Также отмечено увеличение объема костных пластинок и образование кровеносных сосудов. В 68% случаев кость срасталась с имплантом так прочно, что их можно было разделить только распиливанием.
«Полученные результаты показывают, что формирование ткани внутри импланта начинается уже через две недели после его установки, а активная фаза происходит на 4-9 месяцы. Образование новой ткани происходит быстрее в ячейках диаметром 2-3 миллиметра — скорость приживления увеличивается в три раза по сравнению с ячейками диаметром один миллиметр», — отметила Полина Килина, доцент кафедры «Инновационные технологии машиностроения».
Совместные исследования позволили определить наиболее эффективные структуры челюстных имплантов для быстрого формирования новой костной ткани в зависимости от сложности дефекта челюсти. Например, протезы с ячейками диаметром три миллиметра подходят для замещения полостей после удаления кист, а для частичных и полных дефектов лучше использовать импланты размером 2-3 миллиметра. Эти результаты могут стать основой для клинических испытаний на людях.
