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 23, №3, 2022

Back to issue

Experimental study of the dynamics of biodegradation of a material based on polylactide and tricalcium phosphate after filling bone defects with it

Authors: Хвисюк О.М. (1), Гонтар Н.М. (1), Пастух В.В. (1), Карпінський М.Ю. (2), Карпінська О.Д. (2)
(1) — Харківська медична академія післядипломної освіти, м. Харків, Україна
(2) — ДУ «Інститут патології хребта та суглобів ім. проф. М.І. Ситенка НАМН України», м. Харків, Україна

Categories: Traumatology and orthopedics

Sections: Clinical researches

print version


Summary

Актуальність. Лікування порушень репаративного остеогенезу є актуальною проблемою сучасності. Завдяки розвитку 3D-технологій дослідження регенеративного потенціалу кісткової тканини можливе якісне розв’язання питання пластики кісткових дефектів. Мета: в експерименті на тваринах вивчити динаміку заміщення кістковою тканиною біодеградуючого матеріалу на основі пористого полілактиду з трикальційфосфотом після заповнення кісткового дефекту. Матеріали та методи. Роботу виконано на 15 лабораторних білих щурах-самцях — 3 групи по 5 тварин. Усім тваринам за допомогою стоматоло-гічного бура виконували порожнинний дефект у дистальному відділі стегнової кістки. Дефект заповнювали біодеградуючим матеріалом на основі полілактиду з додаванням 45% трикальційфосфату і розміром пор 300 мкм. Тварин виводили з експерименту групами через 15, 30 і 90 діб після операції. На рентгенограмах вимірювали показники оптичної щільності в зоні кісткового дефекту оперованої кістки й аналогічній зоні контралатеральної кістки (контрольна група). Результати. Щільність кісткової тканини щурів зростала протягом експерименту, про що свідчать показники щільності інтактних кісток від 15-ї до 90-ї доби, коли щільність змінювалась від 148 ± 31 опт.од. до 183 ± 2 опт.од., що виявилось статистично значущим на рівні р = 0,045. Статистично значуще (р = 0,015) зростання щільності спостерігали і в період між 30-ю і 90-ю добою — від 156 ± 15 опт.од. до 183 ± 2 опт.од. На етапі між 15-ю і 30-ю добою статистичної значущості зміни оптичної щільності інтактної кісткової тканини не спостерігали (р = 0,658). У зоні дефекту стегнової кістки статистично значущих змін оптичної щільності не виявлено в жодному періоді експерименту. Це пов’язане у першу чергу з різною спрямованістю динаміки процесу. Так, у період з 15-ї до 30-ї доби спостерігали зниження оптичної щільності в зоні дефекту від 185 ± 29 опт.од. до 163 ± 24 опт.од. (р = 0,342), що свідчить про запуск процесу біодеградації матеріалу, яким заповнювали дефект. У період з 30-ї по 90-ту добу, навпаки, визначається зростання оптичної щільності до 182 ± 3 опт.од, що може буди наслідком процесу кісткоутворення і заміщення заповнювача кістковою тканиною, але статистичної значущості змін також не визначено (р = 0,126). Висновки. Протягом експерименту щільність інтактної кісткової тканини щурів статистично значуще (р = 0,045) зростала, що пов’язано з віком тварин. У зоні дефекту стегнової кістки в період з 15-ї по 30-ту добу спостерігали зниження оптичної щільності від 185 ± 29 опт.од. до 163 ± 24 опт.од., що може свідчити про запуск процесу біодеградації матеріалу, яким був заповнений дефект. У строк від 30-ї до 90-ї доби в зоні дефекту спостерігали зростання оптичної щільності до 182 ± 3 опт.од, що наблизилося до рівня інтактної кістки — 183 ± 2 опт.од., про що свідчить відсутність статистичної значущості між цими показниками (р = 0,642). Це може буди наслідком процесу кісткоутворення й заміщення ­заповнювача кістковою тканиною.

Background. Treatment of impaired reparative osteogenesis is an urgent problem of our time. Thanks to the development of 3D technologies for the study of the regenerative potential of bone tissue, a qualitative solution to the problem of plasticity of bone defects is possible. In an animal experiment, the dynamics of bone tissue replacement with a biodegradable material based on porous polylactide and tricalcium phosphate after filling a bone defect was studied. Materials and methods. The work was performed on 15 laboratory white male rats, 3 groups of 5 animals each. A cavity defect in the distal femur was performed in all animals with the help of a dental drill. The defect was filled with a biodegradable material based on polylactide with the addition of 45% tricalcium phosphate and a pore size of 300 μm. Animals were sacrificed 15, 30 and 90 days after the surgery. On radiographs, optical density indicators were measured in the area of defect in the operated bone and in the similar area of the contralateral bone (control group). Results. The density of the bone tissue of rats increased during the experiment, as evidenced by the density of intact bones from days 15 to 90, when it varied from 148 ± 31 HU to 183 ± 2 HU, which turned out to be statistically significant at the level of p = 0.045. A statistically significant (p = 0.015) increase in density was also observed between days 30 and 90, from 156 ± 15 HU to 183 ± 2 HU. Between days 15 and 30, no statistically significant changes in the optical density of intact bone tissue were observed (p = 0.658). No statistically significant changes in optical density were found in the femoral defect zone in any period of the experiment. This is connected, first of all, with the shear direction of the dynamics of the process. Thus, in the period from days 15 to 30, a decrease in optical density in the defect zone was observed, from 185 ± 29 HU to 163 ± 24 HU (р = 0.342), which indicates the start of the biodegradation of the material used to fill the defect. Between days 30 and 90, on the contrary, the optical density increased to 182 ±
± 3 HU, which may be a consequence of the bone formation process and the replacement of the filler with bone tissue, but the statistical significance of the changes was not also determined (р = 0.126). Conclusions. During the experiment, the density of intact bone tissue of rats increased statistically significantly (p = 0.045), which is related to the age of the animals. In the area of femoral defect, a decrease in optical density on days 15–30 was observed, from 185 ± 29 HU to 163 ± 24 HU, which may indicate the start of the biodegradation of the material that filled the defect. In the period from days 30 to 90, an increase in optical density in the defect zone was observed — up to 182 ± 3 HU that approached the level of intact bone (183 ± 2 HU), which is evidenced by the lack of statistical significance between these indicators (р = 0.642). This may be a consequence of the process of bone formation, and replacement of the filler with bone tissue.


Keywords

кістковий дефект; рентгенометрія; щільність; полілактид

bone defect; radiography; density; polylactide


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


Bibliography

1. Хесуани Ю.Дж., Сергеева Н.С., Миронов В., Мустафин А.Г., Каприн А.Д. Введение в 3D-биопринтинг: история формирования направления, принципы и этапы биопечати. Гены и клетки. 2018.
2. Caddeo S., Boffito M., Sartori S. Tissue engineering approaches in the design of healthy and pathological in vitro tissue models. Front. Bioeng Biotechnol. 2017. 5. 40. 
3. Європейська конвенція про захист хребетних тварин, що використовуються для дослідних та інших наукових цілей. Страсбург, 18 березня 1986 року: офіційний переклад / Верховна Рада України. Офіц. веб-сайт. http://zakon.rada.gov.ua/cgi-bin/laws/main.cginreg = 994_137.
4. Про захист тварин від жорстокого поводження: Закон України № 3447-IV вiд 21.02.2006 / Верховна Рада України. Офіц. веб-сайт. http://zakon.rada.gov.ua/cgi-bin/laws/main.cgi?nreg = 3447-15.
5.  Авер’янова Л.О., Шармазанов С.А. Спеціалізовані програмні засоби для моніторингового дослідження стану кісткової системи населення. Радіотехніка: Всеукр. міжвід. наук.-техн. зб. 2001. Вип. 120. С. 206-209.
6. Тимошенко О.П., Карпинский М.Ю., Верецун А.Г. Исследование диагностических возможностей программного комплекса «Х-rays». Медицина и. 2001. № 1. С. 62-64
7. Головіна Я.О., Малик Р.В., Карпінський М.Ю., Карпінська О.Д. Дослідження рентгенологічної кісткової щільності у пацієнтів з кістковими пухлинами у разі застосування сегментарних кісткових алоімплантатів. Травма. Т. 23. № 1. С. 43-50. DOI: 10.22141/1608-1706.1.23.2022.881.
8. Бююль А., Цефлер П. SPSS: искусство обработки информации. Анализ статистических данных и восстановление скрытых закономерностей: Пер. с нем. СПб.: ДиаСофтЮП, 2005. 608 с.

Back to issue