Інформація призначена тільки для фахівців сфери охорони здоров'я, осіб,
які мають вищу або середню спеціальну медичну освіту.

Підтвердіть, що Ви є фахівцем у сфері охорони здоров'я.



СІМЕЙНІ ЛІКАРІ ТА ТЕРАПЕВТИ

НЕВРОЛОГИ, НЕЙРОХІРУРГИ, ЛІКАРІ ЗАГАЛЬНОЇ ПРАКТИКИ, СІМЕЙНІ ЛІКАРІ

КАРДІОЛОГИ, СІМЕЙНІ ЛІКАРІ, РЕВМАТОЛОГИ, НЕВРОЛОГИ, ЕНДОКРИНОЛОГИ

СТОМАТОЛОГИ

ІНФЕКЦІОНІСТИ, СІМЕЙНІ ЛІКАРІ, ПЕДІАТРИ, ГАСТРОЕНТЕРОЛОГИ, ГЕПАТОЛОГИ

ТРАВМАТОЛОГИ

ОНКОЛОГИ, (ОНКО-ГЕМАТОЛОГИ, ХІМІОТЕРАПЕВТИ, МАМОЛОГИ, ОНКО-ХІРУРГИ)

ЕНДОКРИНОЛОГИ, СІМЕЙНІ ЛІКАРІ, ПЕДІАТРИ, КАРДІОЛОГИ ТА ІНШІ СПЕЦІАЛІСТИ

ПЕДІАТРИ ТА СІМЕЙНІ ЛІКАРІ

АНЕСТЕЗІОЛОГИ, ХІРУРГИ

"Тrauma" Том 22, №3, 2021

Back to issue

Osteointegration of polylactide-based implants

Authors: Макаров В.Б.(1), Дєдух Н.В.(2), Нікольченко О.А.(3)
(1) — КНП «Міська клінічна лікарня № 16», м. Дніпро, Україна
(2) — ДУ «Інститут геронтології ім. Д.Ф. Чеботарьова НАМН України», м. Київ, Україна

Categories: Traumatology and orthopedics

Sections: Specialist manual

print version


Summary

Актуальність. Матеріали, що деградують після імплантації в кісткову тканину, знаходяться в полі зору ортопедів та травматологів. До таких матеріалів належать полілактиди, які є ідеальним біоматеріалом для створення кісткових імплантатів в умовах друкування на 3D-принтері, особливо імплантатів складної форми й різних розмірів. Мета дослідження: провести порівняльний аналіз перебудови кістки в умовах імплантації 3D-друкованих гвинтів із полілактиду в метадіафізарний та діафізарний дефекти стегнової кістки щурів. Матеріали та методи. Порівняльний аналіз перебудови кістки в умовах імплантації 3D-друкованих гвинтів із полілактиду Ingeo™ Biopolymer 4032D в метадіафізарний та діафізарний дефекти стегнової кістки щурів проведено на 15, 30, 90, 180 та 270-ту добу. Ділянки кістки з імплантатами були досліджені гістологічним методом із визначенням індексу остеоінтеграції. Результати. Установлено, що в усі терміни дослідження імплантати зберігали форму, були оточені кістковою тканиною. Індекс остеоінтеграції на 270-ту добу в метафізарних та діафізарних дефектах становить 97,1 та 94,3 % відповідно і статично більший порівняно з 15-ю добою в 2,2 та 2,3 раза (p < 0,001). Висновки. Імплантати із полілактиду Ingeo™ Biopolymer 4032D є біосумісними, характеризуються високими остеоінтегративними якостями, не викликають запалення в прилеглих м’яких тканинах та кістковому мозку, не призводять до деструктивних змін кістки в ділянці імплантації. На кінцевий термін дослідження (270 діб) деградація біоматеріалу не встановлена, що надає можливість використати його як фіксатор або для заповнення порожнин у компактній та губчастій кістках на тривалий термін.

Background. Materials degrading after implantation into bone are in the field of actual vision of orthopediс surgeon. These materials include polylactides, which are the ideal material for creating bone implants in 3D-printer, especially implants of complex shapes and different sizes. The purpose of the study is to conduct a comparative analysis of bone remodeling under conditions of implantation of polylactide 3D-printed screws into metadiaphyseal and diaphyseal defects of the rat femur. Materials and methods. Comparative analysis of bone remodeling under conditions of implantation of polylactide Ingeo™ Biopolymer 4032D 3D-printed screws into the metadiaphyseal and diaphyseal defects of the rat femur for 15, 30, 90, 180 and 270 days are conducted. After implantation of polylactide, areas of bone with implants were examined by the histological method with the determination of the osteointegration index. Results. It was found that for all the study periods the implants kept their shape, were surrounded by bone tissue. The osseointegration index on the 270th day in metadiaphyseal and diaphyseal defects is 97.1 and 94.3 %, respectively, and is statistically higher compared to the 15th day by 2.2 and 2.3 times (p < 0.001). Conclusions. The polylactide-based Ingeo™ Biopolymer 4032D implants are biocompatible, have high osteointegration qualities, do not cause inflammation in the surrounding soft tissues and bone marrow, do not lead to destructive changes of the bone in the implantation sites. At the end of the study (270 days), the degradation of polylactide is not found, which makes it possible to use it for fixation or filling cavities in compact and spongy bones for a long time.


Keywords

полілактид Ingeo™ Biopolymer 4032D; біодеградація; остеоінтеграція; щури; стегнова кістка; гістологія

polylactide-based Ingeo™ Biopolymer 4032D; biodegradation; osteointegration; rats; femur; histology


For the full article you need to subscribe to the magazine.


Bibliography

1. Агаджанян В.В., Пронских А.А., Демина В.А., Гомзяк В.И., Седуш Н.Г., Чвалун С.Н. Биодеградируемые имплантаты в ортопедии и травматологии. Наш первый опыт. Политравма. 2016. № 4. С. 85-93.
2. Автандилов Г.Г. Медицинская морфометрия. М.: Медицина, 1990. 381 c.
3. Дєдух Н.В., Нікольченко О.А., Макаров В.Б. Перебудова кістки навколо полілактиду, імплантованого у діафіз стегнової кістки. Вісник проблем біології і медицини. 2018. № 1(142). С. 275-9. DOI: 10.29254/2077-4214-2018-1-1-142-275-279.
4. Должиков А.А., Колпаков А.Я., Ярош А.Л., Молчанова А.С., Должикова И.Н. Гигантские клетки инородных тел и тканевые реакции на поверхности имплантатов. Курский научно-практический вестник «Человек и его здоровье». 2017. № 3. С. 86-94. DOI: http://dx.doi.org/10.21626/vestnik/2017-3/15.
5. Макаров В.Б., Дедух Н.В., Никольченко О.А. Остеорепарация вокруг полилактида, имплантированного в метадиафизарный отдел бедренной кости (экспериментальное исследование). Ортопедия, травматология и протезирование. 2018. № 2(611). С. 102-7. DOI: http:// dx.doi.org/10/15674/0030-598720182102-107.
6. Макєєв В.Ф., Черпак М.О. Застосування полімерних остеопластичних матеріалів у стоматології. Український стоматологічний альманах. 2013. № 1. С. 116-9.
7. Саркисов Д.С. Микроскопическая техника. М.: Медицина, 1996. 542 с.
8. Bohner M. Resorbable biomaterials as bone graft substitutes. Materials Today. 2010. Vol. 13(1–2). Р. 24-30. DOI: https://doi.org/10.1016/S1369-7021(10)70014-6.
9. Hamad K., Kaseem M., Yang H.W., Deri F., Ko Y.G. Properties and medical applications of polylactic acid: A review. eXPRESS Polymer Letters. 2015. Vol. 9(5). Р. 435-55. DOI: 10.3144/expresspolymlett.2015.42.
10. Kontakis G.M., Pagkalos J.E., Tosounidis T.I., Melissas J., Katonis P. Bioabsorbable materials in orthopaedics. Acta Orthop. Belg. 2007. Vol. 73(2). Р. 159-69.
11. Liu A., Xue G-h, Sun M., Shao H-f, Ma C-y, Gao Q., Gou Z-r, Yan S-g, Liu Y-m, HeY. 3D Printing Surgical Implants at the clinic: A Experimental Study on Anterior Cruciate Ligament Reconstruction. Sci. Rep. 2017. No 6(21704). Р. 1-13. DOI: 10.1038/srep21704.
12. Murphy S.V., Atala A. 3D bioprinting of tissues and organs. Nat. Biotechnol. 2014. Vol. 32(8). Р. 773-85. DOI: 10.1038/nbt.2958
13. Oh T-J, Yoon J., Misch C.E., Lau K. The Causes of Early Implant Bone Loss: Myth or Science? Journal of Periodontology. 2002. Vol. 73(3). Р. 322-33. DOI: 10.1902/jop.2002.73.3.322.
14. Schaschke C., Audic J.L. Editorial: Biodegradable materials. Int. J. Mol. Sci. 2014. Vol. 15. Р. 21468-75. DOI: 10.3390/ijms151121468.
15. Sheikh Z., Najeeb S., Khurshid Z., Verma V., Rashid H., Glogauer M. Biodegradable Materials for Bone Repair and Tissue Engineering Applications. Materials. 2015. № 8. Р. 5744-94. DOI: 10.3390/ma8095273.
16. Steffi C., Shi Z., Kong C.H., Wang W. Modulation of Osteoclast Interactions with Orthopaedic Biomaterials. J. Funct. Biomater. 2018. Vol. 9(1). Р. 18. DOI: 10.3390/jfb9010018.

Back to issue