ПЕРЕЧЕНЬ УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ, СИМВОЛОВ, СОКРАЩЕНИЙ,
ТЕРМИНОВ 4
ВВЕДЕНИЕ 5
1 Обзор литературы 7
1.1 Развитие применения пористых костных имплантатов 7
1.2 Физико-химические свойства нитинола и его поверхности 8
1.3 Биосовместимость и цитотоксичность нитинола 11
1.4 Роль серебра как антимикробного агента 14
1.5 Особенности исследований на живых организмах и культурах клеток 17
1.6 Структурная организация костной ткани 19
1.7 Особенности остеогенеза на имплантатах 21
2 МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ 25
2.1 Дизайн эксперимента 25
2.2 Методика установки имплантата из пористого сплава TiNi-Ag(0,5%) . 26
2.3 Оценка состояния животных 27
2.4 Гистологическая обработка образцов костной ткани 27
2.4.1 Фиксация образцов костной ткани 27
2.4.2 Декальцинация образцов костной ткани 28
2.4.3 Микротомия образцов костной ткани 29
2.4.4 Окрашивание срезов костной ткани гематоксилин-эозином 29
2.4.5 Иммуногистохимическое окрашивание срезов костной ткани 30
2.5 Фиксация и окрашивание гематоксилин-эозином клеточных культур,
полученных с имплантатов 30
2.6 Морфологический и иммунофлуоресцентный анализ срезов костной
ткани и культур клеток, полученных с имплантатов 31
2.7 Исследование периферической крови 31
2.7.1 Приготовление и окраска мазков крови 31
2.7.2 Подсчет клеток субпопуляций лейкоцитов 32
2.8 Статистический анализ 32
3 РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ 33
3.1 Разработка методики установки краниального пористого пластинчатого
имплантата на мышах линии Balb/c 33
3.2 Морфологический анализ тканей, контактирующих с имплантатом .... 34
3.3 Иммунофлуоресцентный анализ тканей, контактирующих с имплантатом 38
3.4 Исследование иммунного клеточного ответа, реализуемого по отношению к сплаву TiNi-Ag(0,5%) 43
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 45
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ И ЛИТЕРАТУРЫ 47
Разработка новых и совершенствование составов уже существующих сплавов для замещения костных дефектов на настоящий день является актуальной задачей медицинской промышленности.
В мире продолжает расти число операций по восстановлению костных дефектов, возникающим в результате травм, замедленной консолидации переломов и ряда других причин, что обусловлено ростом уровня травматизма и заболеваниями, сопровождающимися поражениями опорно - двигательного аппарата.
Многие существующие имплантаты не отвечают всем требованиям реконструктивной хирургии и пока не способны заменить аутотрансплантаты. Одной из главных проблем остается нарушение приживаемости имплантата, основной причиной которого является образование на поверхности материала биопленок. По этой причине крайне важным является способность сплава к проявлению антибактериальной активности.
В связи с этим в лаборатории сверхэластичных биоинтерфейсов НИ ТГУ был создан сплав никелида титана с наночастицами серебра, который ранее был исследован нами на биоцидные свойства. Подтверждение в эксперименте in vitro антибактериальной активности наночастиц серебра в составе сплава послужило основой для исследования сплава in vivo. Этот этап является обязательным, так как может с определенной долей вероятности прогнозировать его токсичность, долгосрочную безопасность и клиническую эффективность в рамках целостного организма.
Цель работы: изучение влияния костного имплантата пористого никелида титана, легированного наночастицами серебра, на окружающие живые ткани в эксперименте in vivo.
Задачи исследования:
1) Разработка методики установки краниального пористого пластинчатого имплантата на мышах линии Balb/c.
2) Морфологический и иммунофлуоресцентный анализ тканей, контактирующих с имплантатом;
3) Исследование иммунного клеточного ответа, реализуемого по отношению к сплаву TiNi-Ag(0,5%).
Изучение свойств нитинола как сплава для протезирования, в том числе исследование эффектов, оказываемых им на прилежащие живые ткани в экспериментах in vivo, является актуальной на сегодняшний день задачей, так как, вкупе с исследованиями in vitro, поможет с некоторой долей вероятности спрогнозировать его поведение и безопасность при имплантации в организм человека.
В настоящем исследовании изучено влияние костного имплантата пористого сплава никелида титана, легированного наночастицами серебра, на окружающие живые ткани в эксперименте in vivo. По результатам исследования можно сделать следующие выводы:
1) разработана методика установки пластинчатого имплантата на мышах линии Balb/c;
2) в результате морфологического анализа срезов тканей, окружающих имплантат, выявлены характерные для соединительной и костной ткани типы популяций клеток; установлено прорастание клеточных тяжей капсулы в поры имплантата и активная пролиферация клеток внутри пор, свидетельствующая о хорошей биосовместимости материала в in vivo; выявлено наличие в соединительнотканной капсуле, окружающей имплантат, очагов экспрессии Opn. Установленные факты говорят о нормальном протекании реакций остеогенеза и репарации костной ткани.
3) при исследовании иммунного клеточного ответа не обнаружено статистически значимых различий относительного содержания субпопуляций лейкоцитов периферической крови между контрольной и экспериментальными группами, что говорит о том, что материал обладает относительной инертностью по отношению к живым тканям, а также проявляет биоцидные свойства.
Таким образом, пористый сплав никелида титана, содержащий 0,5% наночастиц серебра, прошел испытания in vivo и может быть в дальнейшем включен в доклинические испытания в качестве кандидата в биоматериалы для изготовления имплантатов.
