close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

33

код для вставкиСкачать
Федеральное государственное автономное образовательное
учреждение высшего профессионального образования
«Белгородский государственный национальный
исследовательский университет» (НИУ «БелГУ»)
на правах рукописи
Павлова
Любовь Арнольдовна
Патологическая анатомия репаративных процессов
при имплантации наноструктурированных объектов
(экспериментальное исследование)
14.03.02 – патологическая анатомия
диссертация на соискание ученой степени
доктора медицинских наук
Научный консультант: проф.
проф. Щеголев А.И.
г. Москва, 2014 г.
1
Оглавление
Список сокращений и условных обозначений
4
Введение
6
1. Глава 1. Обзор литературы
13
2. Глава 2. Материалы и методы исследования
75
3. Глава 3. Репарация костной ткани у животных вследствие оперативного
повреждения без применения наноструктурированных имплантатов и
биокомпозитов
88
4. Глава. 4. Регенераторные процессы при применении имплантатов из
наноструктурированного титана ВТ1-0 покрытого кальций - фосфатным
слоем и без покрытия
104
5. Глава. 5. Экспериментальное исследование регенерации костной ткани
при применении биокомпозитов, состоящих из коллагена гидроксиаппатита,
декстрана
113
6. Глава. 6. Исследование в эксперименте репаративных процессов ткани
кости при имплантации биокомпозитов, состоящих из декстрана,
гидроксиаппатита, желатина
132
7. Глава 7. Экспериментальное исследование регенерации ткани кости при
внедрении имплантантов из наноструктурированного титана Grey, при
пескоструйной обработке и микродуговом оксидировании
143
8. Глава 8. Экспериментальное исследование регенерации костной ткани при
применении имплантатов, состоящих из наноструктурированного титана
Grey с различными видами покрытия
169
9.Глава. 9. Экспериментальное исследование регенерации костной ткани при
применении
композитов
из
наноструктурированного
различными видами покрытия и ВМР факторами
титана
Grey
с
199
10. Глава. 10. Изменения в головном мозге в период послеоперационной
2
реституции
228
11. Глава 11. Изменения в органах в период послеоперационной
реституции
11. 1. Перестроение почек в период послеоперационной реституции 241
11.2 Изменения в печени в период послеоперационной реституции
248
11.3 Престройка в легких в период послеоперационной реституции
254
11.4 Изменения в сердце в период послеоперационной реституции
260
12. Глава 12. Особенности распределения наночастиц
269
12.1. Особенности распределения наночастиц при их распылении
Обсуждение результатов исследования
278
Выводы
308
Список литературы
311
3
Список сокращений и условных обозначений
ААА - аллогенная костная ткань,
АЛК - минерализованная лиофилизированная кость
АДЛК - деминерализованная лиофилизированная кость
БАВ – биологически активные вещества
BMP - «Bоnеmorphogeneticprotein» , костные морфогенетичекие белки
ГА, ГАП - гидроксиапатит
ГАГ - гликозаминогликанами,
ДНК – дезоксирибонуклеиновая кислота
ЕМЕА - Европейское агентство по оценке лекарственных продуктов
КМП, КМБ костные морфогенетические протеины, белки
КТ – компьютерная томография
МДО - обработка титана путем микродугового оксидирования
МРТ - магнитно-резонансную томографию
мРНК – маричная рибонуклеиновая кислота
ДКМ - деминерализованный костный матрикс,
HTR-полимер (hard tissue replacement) –
PLA - резорбируемаяполимолочная кислота,
ПТДЧ – посттравматические дефекты черепа
ЧМТ - черепно-мозговая травма
ПММА - полиметилметакрилат
4
ПГЭМА -полигидроксилэтилметакрилат,
ПСО - пескоструйная обработка титана
рчКМБ - рекомбинантный костный морфогенентический белокССК стволовая стромальная (мезенхимальная) клетка.
ССК - сеть стромальных клеток,
УНТ – углеродные нанотрубки
ЭМП - эмалевые матричные протеины
PDGF - тромбоцитопроизводный фактор роста
VEGF - фактор роста эндотелия сосудов
FDA - Управлением по санитарному надзору за качеством пищевых
продуктов и медикаментов США
TGF-Р - трансформирующий фактор роста
aFGF и bFGF- кислый и основной факторы роста фибробластов
IGF - инсулиноподобный фактор роста типа I и II
EGF - эпидермальный фактор роста.
5
Введение
Актуальность темы
Современные
направления
развития
инноваций
медицины
основываются как на применении новых методов исследования и лечения,
так и на поиске инновационных материалов, способных воссоздать
поврежденные органы и ткани, что во многом будет определять будущий
облик человечества. Один из таких аспектов, широко изучаемый на
современном этапе и претендующий на значительный прогресс в медицине,
это применение наночастиц, а также состоящих из них наноматериалов.
Перспективным методом на современном этапе считается применение
наноструктурированных частиц, а также состоящих из них материалов,
порошков, паст, лекарственных препаратов (Дыкман Л.А., Богатырев В.А., и
соавт.,
2008).
Интересно
воссоздание
природной
структуры
ткани,
сохранение функции что, несомненно определяет качество жизни пациента, в
том числе и с применением наноструктурированных материалов (Берченко
Г.Н. , 2007, Григорьян А.С. и соавт., 2003; Коваленко Л.В., 2006, Павлова
Т.В. и соавт., 2012). Уже формируются такие новые направления как:
наномедицина (Гветадзе Р.Ш. и соавт., 2012; Freitas R.A, 2008; Boisseau P.,
Loubaton B., 2011), наноонкология (Давыдов М.И., А.Ю. Барышников, 2009;
Четверина Е.В., 2009), нанотерапия (Классен Н.В. и соавт., 2008),
наностоматология
(Румянцева
В.А.,
2010).
Применение
наноструктурированных объектов расширяет возможности оперативного
лечения
больных
в
нейрохирургии,
онкологии,
травматологии,
отоларингологии, офтальмологии, челюстно-лицевой, косметологической и
сосудистой хирургии (Нероев В.В., 2008; Добрецов К.Г.,2009; Булгаков В. Г.
и соавт., 2012, 2013; Никитюк И.Е. и соавт., 2012, 2013; Чиссов В.И. и соавт.,
2012; Long J.H. et al., 2008). Помимо этого, в стоматологии актуальна
дентальная
имплантация,
в
том
числе,
и
с
применением
наноструктурированных материалов. Усилены федеральные стандарты
лечения в сосудистой хирургии, в частности хирургическое лечение
6
аневризм,
инсультов,
определяющее
восстановление
дефекта
кости
(Казанчян П.О. и соавт., 2012).По-прежнему актуально восстановление ткани
после онкологических операций (Чиссов В.И. и соавт., 2012).
При этом они способствуют воссозданию природной структуры ткани и
сохранению функции, что, несомненно, улучшает качество жизни пациентов
(Коваленко Л. В., 2006; Берченко Г. Н., 2007). В стоматологии особую роль
приобретает применение наноструктурированных препаратов и материалов,
в частности, при лечении кариеса и дентальной имплантации (Кречина Е.К.,
2009; Месхи К.Т., Аганесов А.Г., 2012; Hetz G., 2004).
Однако имеются работы, в которых показано, что использование
наноструктурированных материалов может отрицательно воздействовать на
человеческое здоровье и природные экосистемы (Глушкова А.В., Радилов
А.С., 2007, Павлова Т.В. и соавт., 2013).
Одной из наиболее повреждаемых структур является костная ткань.
Нарушение ее целостности может быть связано с травмами, в том числе и
огнестрельными, специфическими и неспецифическими воспалительными
процессами, разного похода оперативными вмешательствами, а также
осложнениями в периоде реституции (Лаврищева Г.И. и соавт., 2000;
Штейнле А.В., 2008; Payne M. et al., 2000). И это может быть причиной
инвалидности и стойкой потери трудоспособности (Пул Ч., Оуэнс Ф., 2006).
Травмы влекут последующее снижению регенераторных возможностей кости
и синдрому «остеогенной недостаточности», необходимы усилия по
улучшению репаративного остеогенеза или выполнения костной пластики.
Известен
опыт
применения
отдельных
имплантатов,
когда
они
инкапсулировались, создавали возможность для хронического воспаления,
усиливали резорбцию кости, частично или полностью отторгались (Булгаков
В.Г. и соавт., 2012, 2013). Важным принципом имплантологии является
применение
материалов,
соответствующих
целому
ряду
требований:
вводимые объекты должны обладать биосовместимостью, бактериальной и
вирусной
безопасностью,
сочетать
7
остеоиндуктивность
и
остеокондуктивность при отсутствии токсичности (Ненашев Д.В. и соавт.,
2012; Машков В.М. и соавт., 2012). Существующие материалы, в той или
иной степени отвечающие указанным требованиям, делятся на несколько
групп: биоорганические (деминерализованный костный матрикс, коллаген,
фибриновый
клей,
фибрин-
(наноструктурированная
синтетические
коллагеновая
керамика,
полимеры,
сплавы
коралл,
металлов,
паста);
керамические
парижский
в
том
пластырь);
числе
и
из
наноструктурированных составляющих. В последние годы все большую
актуальность приобретает композиционное применение этих материалов
(BilicR. et al., 2007; Chen F.M., et al., 2007).
Отдельным направлением в остеосинтезе стало изучение факторов
роста и костных морфогенетических белков (КМБ), которые могут
стимулировать синтез остеобластами и пополнять количество последних за
счет воздействия на дифференцировку их предшественников. Остеогенные
белки должны играть важную роль в системе лечения различной костной
патологии
у
человека.
Созданные
с
помощью
генной
инженерии
рекомбинантные формы КМБ (ВМР – bone morphogenetic protein), оказались
способными
обеспечивать
результаты,
эквивалентные
тем,
которые
получают при использовании костных аутотрансплантатов (Fukuroku J., et
al., 2007; Kwong F.N., et al., 2008).
Необходимо дополнительное освещение в фундаментальных медикобиологических дисциплинах морфологического профиля этих вопросов. В
ткани кости, обмен веществ активен, интенсивность его определяет тяжесть
функциональной
нагрузки,
что
и
обуславливает
морфогенез
и
микроэлементный состав (Павлова Т.В. и соавт., 2012; K.P. Campbell et al,
2002).
Значительные
успехи,
достигнутые
в
понимании
теории
посттравматического определили актуальное понимание физиологической и
патологической функциональной перестройке костной ткани (Payneetal M.,
2000).
8
Итак,
проведение
операционных
вмешательств,
с
активной
перестройкой макро организма, а, особенно, с применением различных видов
трансплантатов,
особенно
их
современных
видов
с
применением
наноструктурированных материалов, по-прежнему является важной и не до
конца изученной проблемой современной медицины.
В связи с этим, целью исследования явилось: изучить морфогенез и
патогенез репаративных процессов на различных структурных уровнях
организма
при
имплантации
наноструктурированных
объектов
с
использованием оригинальных экспериментальных моделей
Задачи исследования
1. Уточнить особенности морфогенеза регенерации костной ткани в
оригинальной экспериментальной модели трефинации черепа с применением
инновационных морфофункциональных методов исследования (зондовой и
электронной сканирующей микроскопии с использованием макро- и
микроэлементного анализа, люминесцентной микроскопии).
2. Изучить влияние различных комплексов биокомпозитов (желатин гидроксиапатит - декстрана; коллаген - гидроксиапатит- декстрана)на
посттравматическую репарацию костной ткани.
3. Провести сравнительный анализ репаративного остеогенеза костей
черепа при применении имплантатов из наноструктурированого титана,
подвергнутых
пескоструйной
обработке
(ПСО)
и
микродуговому
оксидированию (МДО).
4.
Изучить
особенности
регенерации
костей
черепа
при
имлантировании образцов из различных видов наноструктурированых
титанов с биокомпозитами (титан "Grey" с ПСО и МДО обработкой одним
(желатин, декстран) и двумя (1-й: желатин, декстран, коллаген; 2-й:
гидроксиапатит, коллаген, декстран) слоями покрытия; из титана "ВТ1-0" с
кальций - фосфатным покрытием).
9
5.
Выявить
применении
регенеративные
имплантатов,
особенности
содержащих
в
костной
ткани
биокомпозитах
при
костные
морфогенетические белки.
6. Выявить изменения содержания макро- (углерода, кислорода,
фосфора, кальция, азота, натрия, магния, алюминия, серы) и микроэлементов
(железо) в матриксной кости и новообразованной ткани после имплантации
биокомпозитов при помощи растровой электронной и люминесцентной
микроскопий.
7.
Изучить
экспериментальных
изменения
моделях
внутренних
при
органов
повреждении
животных
костей
черепа
в
и
последующего применения имплантатов на основе наноструктурированного
титана.
8. Изучить морфофункциональные изменения органов (сердца, легких,
почек, печени) и тканей (волосяного покрова, кожи) животных при контакте
(кожном и назальном) с наночастицами оксида железа.
Научная новизна
Впервые,
в
сравнительном
плане
изучены
макроскопические,
гистологические и ультраструктурные особенности регенерации тканей и
органов при ряде имплантатов. Исследован морфогенез регенерации костной
ткани черепа при применении композитов из желатина, гидроксиапатита и
декстрана, а также коллагена, гидроксиапатита и декстрана. Помимо этого,
охарактеризованы
репаративные
процессы
при
использовании
наноструктурированных титанов ВТ1-0 и Grey, подвергнутых методам ПСО
и МДО способов обработки как без покрытия, так и окруженными
композиционными препаратами, одним (желатин, декстран) и двумя (1:
желатин,
декстран,
2:
гидроксиапатит,
коллаген,
декстран)
слоями.
Применение объектов из наноструктурированного металла способствовало
10
как закрытию дефекта, так и ускорению регенераторных процессов. Наличие
биокомпозитов создавало условия как для улучшения репарации, так и для
идентичности вновь образованной кости. Еще в большей степени этому
благоприятствовало применение КМБ (ВМР-2) с точным расположением
сформировавшейся ткани в данной группе в области дефекта над- и под
имплантатом. При применении всех групп композиционных материалов
доказано отсутствие побочных эффектов в виде их влияния на внутренние
органы, а также скопления фрагментов биокомпозитов в легких, сердце,
печени, почках и головном мозге.
Впервые
сопоставлен
профиль
макро-
и
микроэлементов
с
морфологической картиной процессов репарации в динамике. При этом с
помощью точечного элементного анализа и люминесцентной микроскопии
показана ведущая роль калия, фосфора и магния в репаративных процессах
костной ткани.
Впервые выявлены патологические изменения в организме при
контакте с наночастицами оксида железа, приводящие в ряде случаев к
летальному исходу в результате синдрома полиорганной недостаточности.
Практическая значимость. Экспериментальные данные могут быть
использованы
для
лечения
больных
в
травматологии,
ортопедии,
нейрохирургии, пластической и челюстно-лицевой хирургии, стоматологии и
эстетической медицине. Кроме того, в изучении ряда доклинических и
клинических дисциплин важно использовать знания морфогенеза костной
ткани при применении имплантатов, в частности, из наноструктурированных
материалов.
Полученные данные используются на лекциях и семинарских
занятиях по предмету «Патологическая анатомия» по специальности
«Лечебное дело и педиатрия», а также «Стоматология» медицинского
института НИУ «БелГУ». Оригинальные модели дефектов костной ткани
11
должны учитываться в теории процессов посттравматической регенерации
при имплантировании наноструктурированными материалами для замены
костной ткани в нейрохирургии, травматологии, онкологии, челюстнолицевой, косметологической, сосудистой хирургии благодаря показанному
эффективному морфогенезу, улучшающему качество жизни больного.
Выявленные в послеоперационном периоде процессы, носящие характер
послеоперационной реституции в головном мозге, почках, печени, легких,
сердце (согласно данным растровой и трансмиссионной электронной
микроскопии,
с
использованием
точечного
анализа
макро
микроэлементов) могут учитываться в послеоперационном
-
и
периоде в
отделениях хирургического профиля для улучшения общего состояния
реципиентов.
Изученный патогенез и морфогенез макроорганизма при контакте с
наночастицами оксида железа должен вызвать настороженность при
использовании наноструктурированных объектов.
12
1. Глава 1. Обзор литературы
В современном мире значительно расширены возможности оперативной
помощи пациентамс вектором в сторону нативной ткани, в том числе,
костной. Эта тенденция выражена в нейрохирургии, травматологии,
челюстно-лицевой, косметологической, сосудистой хирургии, а также
онкологии. Повреждение ткани и органа в результате ранения или
патологического процесса является главной проблемой здравоохранения,
составляя приблизительно половину общего количества ежегодного расхода
ресурсов в здравоохранении развитых стран. Выборы метода лечения
включают
ауто-,
алло
-
или
ксенотрансплантацию,
хирургическое
восстановление, искусственные протезы, механические устройства и в
некоторых случаях лекарственную терапию. В конечном счете, однако,
основное повреждение ткани или органа может быть не восстановлено,
несмотря на использованиедостаточно удовлетворительных методов лечения
(Валиев Р.З., 2007, 2008).
При этом приоритетно сохранение общей функции и структуры с
последующим
адекватнымуровнем
жизни
человека,
что
неизбежно
предъявляет повышенные требования к качеству оказываемой помощи. При
этом отдельными проблемами является неизбежное изменение нормальной
структуры мягких и костной тканейв ареале травм, оперативного доступа, а
также
развитие
хронических
воспалительных
специфических
и
неспецифических процессов. Важность создания новых технологий и
материалов, позволяющих значительно уменьшить послеоперационные
осложнения с применением искусственных имплантатов, снизить сроки
послеоперационной реабилитации пациентов после их применения и
увеличить срок службы внутренних имплантатов до замены, не вызывает
сомнений (Григоровский В. В., 1997).
Многочисленные ситуации вызывают необходимость пластики кости.
Ведущее место в структуре статистики занятокостным травматизмом, в
частности, черепа. 24 % женщин (6,7 млн.) и 13% мужчин (2,3 млн.)
13
городского населения России в возрасте 50 лет и старше имеют в анамнезе
клинически выраженные переломы.
Наиболее
значимым
фактором
инвалидизации
и
человеческой
летальности при нейротравматизме, конечно, является повреждение мозга, на
первое место выходящее у молодых людей. Статистика черепно-мозговой
травмы: от 1,8 до 5,4 случаев на 1000 человек, и возрастает в среднем на 2% в
год (по данным ВОЗ), (Шукри А.А., 2006). Летальность от черепно-мозговой
травмы
(ЧМТ)
в
мире
1,5
млн.
человек,
а
2,4
млн.
получают
нетрудоспособность ежегодно. ЧМТ в Российской Федерации встречается в
среднем 3-4 на 1000 (Лихтерман Л.Б., 2000). В этиологии событий: дорожнотранспортные происшествия - 30%, травма в быту - 60%, а также
производственная или спортивная травма - 10% (Ермаков С. П. и соавт.,
1996).
Они
отличны
с
учетом
географических,
социальных,
демографических, погодных и иных нюансов. В частности, на территории
Соединенных штатов Америки на 1 месте -автомобильная травма, на Тайване
- мотороллерная, в Шотландии превалируют падения. Помимо этого, травмы,
огнестрельные ранения, и криминальные в том числе, приводят к состоянию
«остеогенной
недостаточности»
в
результате
снижения
собственных
регенераторных ресурсов, что обусловливаетвыполнение костной пластики
или мероприятия по улучшению репаративного остеогенеза (Гололобов В.Г.,
Дулаев А.К., Деев Р.В., Иванов Д.Е., 2001).
При
костной
патологии
вынужден
вторичный
остеосинтез
(замедленная консолидация кости, переломы, образование ложных суставов)
(Шаповалов В.М., Фомин Н.Ф., Дулаев А.К., Рукавишников А.С., 2000). При
леченииЧМТ, в частности, применяется резекционная трепанация черепа
(Гусев Е. И. с соавт., 2004). Определенв последнее время рост количества
больных с посттравматическими дефектами черепа (ПТДЧ), что связано как с
учащением тяжелой ЧМТ, так и с ростом оперативного лечения (Зотов Ю. В.
и соавт., 1998;Кравчук А. Д. и соавт., 2002). Этому способствует и рост
диагностических
и
лечебных
возможностей,
14
расширение
тактики
декомпрессивной трепанации черепа, успехи в сфере нейроанестезиологии и
нейрореанимации. Показаниямидля оперативного закрытия дефектов черепа
являетсяклинико-неврологическая симптоматика ПТДЧ, достаточно широко
литературно освещенная (SchifferJ. et al., 1997; SegalD.H., 1994; YoshidaKet
al., 1996; BarkerF.G., 1997; Зотов Ю. В. и соавт., 1998; Кравчук А. Д. и соавт.,
2002). Неврологическая картина у пациентов с ПТДЧ включает в себя
цефалгический
синдром,
метеочувствительность,
общую
слабость,
когнитивный дефицит, снижение памяти ивысших психических функций,
выбухание подлежащих тканей в дефект, психологические проблемы,
связанные с косметическим дефектом и перманентным страхом травмы
тканей мозга (SegalH., 1994; Зотов Ю. В. и соавт., 1998). Дискутабельны
патофизиологические
механизмы
синдромокомплекса.
Этиология
посттрепанационного синдрома: через область дефекта черепа оказывается
некоторое влияние атмосферного давления на ткани мозга, пролабирование и
пульсация мозгового вещества в дефект иперманентная травматизация мозга
о края дефекта, возникающая в связи с этим, а также ликвородинамические
нарушения (DujovnyMet al., 1997), изменение церебральной гемодинамики
(YoshidaKet. et al., 1996;Зотов Ю. В. и соавт., 1998). ПТДЧ зачастую являются
одним из проявлений последствия ЧМТ. Кроме того, развиваются
посттравматическая
энцефалопатия,
осложненная
эпилептическим
синдромом, нарушениями ликвородинамики (Зотов Ю. В. и соавт., 1998). Их
этиологическиефакторы-посттравматические
мозговые
кисты,
посттравматическая гидроцефалия, оболочечно-мозговые рубцы (Хачатрян
В. А. и соавт., 1996). Эти осложнения ЧМТ зачастую лечатся оперативно.
При этом сами ПТДЧ могут лежать в основенарушений ликвородинамики
мозга и эпилептического синдрома (SegalD.H. et al., 1994; DujovnyM, et al.,
1997; Кравчук А. Д. и соавт., 2002). Это косвенным образом подтверждается
клиническим эффектом вследствие оперативного закрытия дефекта черепа краниопластики.
15
Одним из сложных аспектов краниопластики являются особенности
костей черепа, основная из которых - невысокая репаративная регенерация
(Касумов
Р.Д.,
2006).
Таким
образом,
необходимо
проведение
краниопластики в силу неспособности ПТДЧ самопроизвольно замещаться
костной тканью иразвивающихся вышеприведенных осложнений (Кравчук
А. Д. и соавт., 2002 и др.). Высокая эффективность метода широко описана
(Suzuki Net. et al, 1993,Barker F.G. 1997; и др.).
Однако существует и сложности в ее проведении. Противопоказаниями
к проведению краниопластики, как первичной, так и первично-отсроченной,
являются следующие:тяжелой степени ушибы головного мозга, общая
тяжесть
состояния
больного,
любые
воспалительные
изменения
и
осложненное течение ЧМТ, ранения лобных пазух, открытая проникающая
ЧМТ. Проведение поздней краниопластики не показано при определении
инородных тел на стороне дефекта, значительных психическиерасстройства,
выраженном гипертензионно-гидроцефальный синдроме с пролабированием
в дефект черепа ткани мозга (Зотов Ю. В. и соавт., 1998).
Еще однойпроблемой, требующей после оперативного вмешательства
восстановления строения костей черепа является неопластический синдром
головного мозга (DisabatoJ.A. et al, 1999; CairncrossJ.G., 2000). Существуют
данные, что в США выявляется до 40 000 новых случаев злокачественных
опухолей головного мозга каждый год (KayeA.H. et al., 2000; Mansur D.B., et
al., 2000; Nakamura M. et al., 2000). Вследствие их, согласно данным
статистикиежегодно погибают 13000 человек водних только Соединенных
Штатах. Встречаются во всех возрастных группах, стоят на 2-м месте у
людей в возрасте до 35 летпо частоте среди причин смертности от
злокачественных новообразований. Опухоли центральной нервной системы
по частоте развития занимают второе место среди злокачественных
новообразований в детском возрасте, уступая только лимфомам и лейкозам,
и составляют среди них 14-20%. Ежегодно в России 1,4 случаев на 100000
16
детей в возрасте до 16 лет, что составляет примерно 450 новых случаев в
году (Двойрин В. В., Трапезников Н. Н., 1995).
Все
более
серьезную
проблему
составляет
цереброваскулярная
патология, и особенно, острых нарушений мозгового кровообращения. Все
чаще осуществляется оперативное лечение геморрагических инсультов
(Чехонацкий А.А., 2009). Ежегодно, по данным Всемирной федерации
неврологических обществ мире, определяется не менее 15 млн. инсультов
(Дамулин И.В. и соавт. 2003, BogousslavskyJ., 2005). Статистика в
Российской Федерации - более 450 000 впервые выявленных острых
нарушений мозгового кровообращения ежегодно. В Москве пациенты с
инфарктом головного мозга почти в течение 20 лет составляют примерно 36
000 ежегодно (Верещагин Н.В. и соавт., 2007). В США это третья по частоте
причина смерти, каждый год регистрируется 500 000 острых нарушений
мозгового кровообращения, в годуумирают 150 000 больных. Различные, в
том постинсультные нарушения имеются у 2 млн. американских пациентов
(EastonJ.D. et al. 2009, RinglebP.A. et al., 2008, Johnston S.C. et al., 2006).Таким
образом,
особогоразвития
оперативное
лечение
заслуживает
инсультов,
раздел
аневризм,
ангиохирургии,
требующих
как
дальнейшего
восстановление костного дефекта.
Активно
развивающимся
направлением
имплантологии
является
стоматология и челюстно-лицевая хирургия. Больным с полной и частичной
утратой зубов необходима дентальная имплантация. Имплантация сегодня
неотъемлемый метод лечения в повседневной стоматологической практике,
так как развитие ортопедического лечения повышает качество жизни
больных, (Безруков В. М. с соавт., 2002; Hetz G., 2004, Миргазизов М. З. с
соавт.,
2007).
При
этом
актуальны
проблемы
развития
осложненийпослеоперации, качествоимплантатов в вопросах снижения
биомеханического риска и повышения эстетического компонента помощи
(Иванов С. Ю. с соавт., 2000, 2004; Кащенко П. В., 2000; Базикян Э. А., 2001;
Бениашвилли Р. с соавт., 2001; Дробышев А. Ю., Агапов В. С., 2002;
17
Темерханов Ф. Т., Анастасов А. Н., 2002;Ушаков А. И., 2002; Babbush С.,
2001).
Таким образом, важность создания новых технологий и материалов,
позволяющих значительно уменьшить послеоперационные осложнения с
применением
искусственных
имплантатов,
снизить
сроки
послеоперационной реабилитации пациентов после их применения и
увеличить срок службы внутренних имплантатов до замены, не вызывает
сомнений. При этом идеальные остеопластические имплантаты должны
обладать
следующими
безопасностью,
характеристиками:бактериальной
отсутствием
сочетаниемсвойств
токсичности,
остеокондуктивности
и
и
вирусной
биосовместимостью,
остеоиндуктивности.Для
оптимизации остеогенеза важно, что эти качества они должны проявлять на
всех этапах восстановления кости.
Прорыв в сферебионанотехнологий, в частности, связан с разработкой
наноструктурированных
материалов
для
медицины.
Насегодняшний
деньсформулировано новое направление - наномедицина. Разработка новых
высокоэффективных технологий и материалов для использования в
хирургии, ортопедии и стоматологии на основе оригинального подхода и
отечественной компонентной базы будет иметь значительный экономический
и социальный эффект ввиду существенного удешевления материалов,
сокращения сроков пребывания пациентов в стационаре, уменьшения
количества
послеоперационных
разработанных
дешевых
осложнений,
материалов
и
большей
методов
доступности
лечения
для
малообеспеченных слоев населения.
Сегодня
актуально
пластическое
замещение
дефектов
черепа.
Продолжают модернизироватьсявыбор для краниопластики пластического
материала и хирургическая техника (Зотов Ю. В.,1998). Необходим материал
для
краниопластики,
отвечающегоактуальным
нейрохирургическим
требованиям. Он должен обладать следующими свойствами: представлять
собой некую строму, благоприятную для активной васкуляризации и
18
быстрейшего замещения трансплантанта аутокостью; должен замещаться со
временем аутокостью реципиента; стимулировать репаративные процессы в
области дефекта. В реконструктивной хирургии используются материалы как
биологического, так и небиологического генеза для замещения врожденных
или приобретенных дефектов кости. Оптимальным материалом для
пациентов с патологиейкостидолго считали аутокость. Однако применение
ограничено вследствиевозможности возникновения переломов в месте взятия
аутотрансплантатов,
инфицирования
недостаточности
при
их
заборе.
донорских
ресурсов
Биологические
или
неаутогенные
имплантатывозможны в качестве альтернативной замены аутокости после
помещения в область костных дефектов, которыезамещались бы тканями
реципиента, а процессы перестройки в них проходили бы, как в аутоткани
(Панасюк А.Ф., 2001).
Преимущественным аллогенным пластическим костным материалом в
Российской
Федерации
до
недавнего
времениявлялиськортикальные
замороженные аллоимплантаты, подвергнутые консервированию парами
формалина (Бухабиб Э. Б., 1978). Но за более чем полувековую историю
использования этого пластического материала определились и его минусы:
случаи нагноения, процесс формирования регенерата по типу "ползущего
замещения",
применяемого
эффекттоксического
при
консервации
воздействия
собственно
имплантатов
с
формалина,
одновременной
стерилизацией. Применяемые имплантаты часто или резорбировались без
образования регенерата, так как не были остеоиндуктивными, или
значительное
время
были
неизменны,
срастаясь
с
окружающими
тканямилишь по периферии.
Разработаны стадии репаративного остеогенеза по отдельности либо в
их взаимосвязи (Мяделец О.Д., 2002; Хуссар П.Ю., 2001; Шевцов В.И., 1999;
Le A.X. et al., 2001). Т.П. Виноградова и Г.И. Лаврищева выделяли2 этапа:
1)построение соединительнотканной мозоли и замещение ее незрелой
костной тканью; 2) перестройку в дефинитивную, сформированную зрелой
19
костьюпредварительной костной мозоли. Сходные схемы репаративного
процесса сформулированы и другими учеными (Корж А.А. и соавт., 2004).
Как вариант выделяют 3 этапа сращения кости - начальную воспалительную
фазу, среднюю фазу мягкой мозоли и фазу твердой мозоли (Le A.X. et al.,
2001).
И.М. Стецула
дифференцирует 5
стадий
заживления
костных
переломов.Поего мнению, функциональные единицы, участвующие в
репарации костной ткани, это капиллярно-тканевые системы (КТС).
Выделяются стадии: 1) нарушения циркуляции; 2) возникновения и
прогрессирования реактивных процессов репарации; 3) сращения костных
отломков; 4) финализирования костных отломков; 5) функционального
усовершенствованияи
органотипической
перестройки
костной
мозоли
(Стецула В.И., 1993).
При
анализе макро
-
и микроскопических
восстановительных
процессов в кости выделены стадии и зоны, иные по этиоморфогенезу
фрагменты структуры регенерата. Зональность его состава обусловлена
нормальным
костным
строением,
где
определены
периостальная
и
эндостальная поверхности, кроме того учитывается патоморфологические
процессы в кости, предполагающиепромежутки между отломками после
травмы. Так, различают периостальный, эндостальный и межотломковый
(интермедиарный
или
промежуточный)
эндостальныйрепаративные
отделы
регенерат.
Периостальный
стабилизируют
и
отломки,
асформированная временно промежуточная мозоль определяет конкретно
сращение,
прикрепляя
отломки
по
черте
перелома.
В
литературе
используетсятермин «интермедиарная мозоль», о тканях, расположенных
между
раневыми
сторонами
корковой
пластинки
диафиза
длинных
трубчатых костей (Мяделец, О. Д., 2002; Хуссар П.Ю., 2001).
В области сращения перелома, в структуре определяют хрящевую,
волокнистую соединительную и костную ткани. Учитывая степени зрелости
тканевых компонентов и их соотношение, регенерат относят к одному из
20
этапов формирования и определяют как фиброзный, хрящевой, фибрознохрящевой, костно-хрящевой, костно-фиброзный, костно-фиброзно-хрящевой,
костный (Хуссар П.Ю., 2001; Шевцов В.И., 2000). Тканевой состав
регенерата определяет первичное и вторичное сращение перелома. Вслед за
костным сращением отломков в случае их неподвижности происходит
первичное сращение кости без формирования фиброзно-хрящевой мозоли.
Этап организации гематомы предшествует образованию костной ткани с
последующим наполнением диастаза между отломками грануляционной
тканью. Ряд авторов обозначаетэтот вид сращения мезенхимальным (Стецула
В.И., 1993). При небольшом объёме регенерата скорость образования
первичного костного сращениеясращения кости выше. Фиброзно-хрящевую
мозоль
формирует
при
вторичном
сращении
кости
созревающая
грануляционная ткани, обеспечивающую стабилизацию костных отломков.
Мягкотканный регенерат признан патологическим как псевдартроз (ложный
сустав) (Ярыгин Н.Е., 1977). При аваскулярности определяют «атрофическое
несращение», нередкое в клинике, в отличие от экспериментальных условий
при заживления переломов (Корж Н. А. и соавт., 2001; Hausman M.R. et al,
2001).
Условное разделение на фазы тождественно применяемым методам
исследования. Более всего при этом значим тканевой уровень организации
регенерата. Опорно-механическая функция соединительной ткани полностью
определяется физическими свойствами межклеточного вещества. Значим, в
частности, химический состав и архитектоника. Система клеточных
элементов соединительной ткани ответственна за синтез и деструкцию
компонентов межклеточного матрикса. Функционирование контролируется
совокупностью местных и системных факторов, диктующих тип метаболизма
и направление специализации в пределах клеточного дифферона. Ситуацию
определяют при этом: направление механических нагрузок и парциальное
давление кислорода (Гололобов В. Г., 2003; Десятниченко К. С., 2000;
Суханов Л. В. и соавт., 1997; Tay В. К. et al 1998).
21
В поврежденной кости ангиогенез предшествует остеогенезу и является
начальным этапом регенерации. Обработка ингибитором ангиогенеза
полностью предотвращает консолидацию перелома, при этом уменьшается
образование как периостальной губчатой кости, так и каллуса, что говорит о
влиянии на эндохондральный и десмальный пути остеогенеза (Hausman M.R.
et al., 2001). В хряще костной мозоли определяются сохранившиеся от
дифференцировки клеток грануляционной ткани в хондробластическом
направлении сосудоподобные нефункционирующие структуры (Hulth A. et
al., 1990). Ангиогенез происходит на основе кист и полостей грануляционной
ткани. В первую очередь их стенки, сформированные фибриллярными
структурами,
выстилают
фибробластоподобные
клетки,
малодифференцированные,
которые
затем
далее
дифференцируются
в
эндотелиальные. Через 3 суток при неподвижном сопоставлении отломков в
незрелой волокнистой ткани образуются капилляры типа синусоидов. В зону
сращения перелома проникают также сосуды, сформировавшиеся путем
почкования мелких сосудов и капилляров костных отломков (Шевцов В. И. и
соавт., 1995; Ярыгин Н. Е. и соавт., 1977). При миграция клеток усилена
проницаемостью стенок сосудов для макромолекул белков и диапедезом
эритроцитов и лейкоцитов, что обусловлено временным образованием
межэндотелиальных щелей и люков. В следующие 2 недели продолжается
формирование микрососудистой сети регенерата (Лаврищева Г. И. и соавт.,
1996). Интенсивно васкуляризированные участки, занимающие не менее
трети от общей площади тканей зоны интермедиарного сращения, являются
признаком благоприятного заживления кости (Волков Г. П. и соавт., 2003). В
грануляционной ткани серединной прослойки дистракционного регенерата,
зоне интенсивного
ангиогенного
остеогенеза,
множество
капилляров
достигает 70 - 100 на 1 мм3 (Ирьянов Ю.М., 1998). Кроме того, формируются
венозные пути оттока из зоны перелома в параоссальные сосуды (Волков Г.
П. и соавт., 2003).
22
Костная ткань регенерата морфологически ретикулофиброзна и
визуализируется сетью анастомозирующих трабекул, формирующих стенки
округлых костных лакун. В центральной части лакуны - 2-3 кровеносных
сосуда, представленных синусоидными капиллярами, прекапиллярами,
синусоидным капилляром и венулой. Восстановление сосудистой и костной
структуры вновьобразованного участка кости определяется после 4 месяцев
(Ирьянов Ю.М., 1998).
Пересечение внутрикостных капилляров медуллярной полости немного
замедляет восстановление непрерывности сосудистой сети отломков. При
полном разрушении медуллярного содержимого компенсация расстройств
микроциркуляции производится за счет сосудистой сети надкостницы и
окружающих мягких тканей. Восстановление внутрикостной капиллярной
сети происходит после 4-10 недель, консолидация отломков по типу
первичного костного сращения - через 8-12 недель перелома, а для
восстановления дефинитивной структуры кости может осуществляться более
года. Отсутствие периоста также задерживает нормализацию показателей
внутрикостного кровотока и консолидацию перелома (Шрейнер Л. Л., 1999;
Nakase T. et al., 1994). Смешение костных отломков более чем на 0,5 мм
разрушает сосудистые связи между периостом и окружающими мягкими
тканями, что лежит в основе этиопатогенеза объемной периостальной
хрящевой мозоли и в условиях стабильной фиксации (Thompson Z. et al.,
2002).
В современной имплантологии есть ряд технологических моделей при
получении
биопластических
ксеноимплантатов кости
материалов,
в
частности
алло-
и
(Волова Л.Т.,2005). Использование костных
материалов или заменителей кости основывается на предположении о том,
что такие материалы могут приводить к формированию новой кости
посредством одного из следующих механизмов остеогенеза: когда материал
содержит образующие кость клетки, остеокондукция – материал, который
служит каркасом для формирующейся кости, а также остеоиндукции при
23
содержании веществ, которые индуцирующируют рост кости (Sculean A. et
al., 2000, Torricelli P., 1998). Такие материалы постепенно резорбируются и
замещаются новой жизнеспособной костью. В лечении внутрикостных
дефектов давно использовали трансплантаты из гребня подвздошной кости,
свода черепа, головки большеберцовой кости (Pataraya G., 2001; GestreliusS.
et al., 1997, Параскевич В. Л., 2006), однако имеется ряд осложнений при их
применении (SculeanA. et al., 2004). С общебиологических позиций,
аутотрансплантация
является
наиболее
выгодной,
так
как
между
пересаженной тканью и организмом не возникает иммунного конфликта,
хотя в ряде случаев после операции отмечают быструю резорбцию
трансплантата, что связано с нестойкостью его к инфекции (Папикян А.В.,
2000). Невозможность заготовки аутотрансплантатов впрок и другие
моменты, связанные с получением и хранением аутогенного пластического
материала,
существенно
ограничивают
применение
аутопластики
в
практической медицине. Не всегда также можно получить достаточное
количество материала (Иорданишвили А.К., 2000; Sculean A. et. al., 2004).
Актуальны разработка и внедрение в клинику титановых конструкций с
рядом
физико-механических
физико-химических
особенностей-
без
токсичности, с биологической инертностью, пластичностью, коррозионной
устойчивостью, повышенной механической прочностью и небольшим
удельным весом. Возможно проводить рентгенографию и компьютерную
томографию(КТ)
и
магнитно-резонансную
томографию
(МРТ)
после
операции, так как пластины из титана не являются ферримагнитными.
Применение при конструировании эндопротезов обладает преимуществами
сосплавами
и
металлами,
включающими
ванадий
и
молибден,
подвергающимися коррозии в операционной ране. Для замещения дефектов
кости
металлоконструкциями
используется
покрытие
металлов
слоя
гидроксиапатита для улучшения скрепления имплантата с окружающими
тканями за счет внедрения их в слойгидроксиапатита (Cui Y., 2009). Кроме
того, используются слои соединений органики для усиления регенерации, в
24
частности, соединения коллагена и костные морфогенетические белки в виде
факторов роста (Burkus J.K., 2005).
Улучшение
методов
оперативного
лечения,
в
частности,
при
использовании имплантатов, может привести к снижению осложнений,
сокращению
собственно
послеоперационного
периода,
инвалидизации
больных, ускорению восстановления костной ткани.
Патологическая анатомия регенерации кости.
Регенераторный потенциал кости значителен, но процент осложнений в
виде деформации элементов костно-суставной системы, несращений,
приводящих к стойкой потере трудоспособности и даже инвалидности попрежнему высок (Дедух Н.В., 2004). При этом регенерация костной ткани
после травмы скелета является, одним из важных разделов актуальной
травматологии (Кожокматова Г.С., 1995), а также частью единого
общебиологического перестроечного процесса (Мартынова Н.В. и соавт.,
2000). Расширено актуальное мнение о физиологической и патологической
функциональной перестройке в терапии переломов костной ткани (PayneM.
etal, 2000).
При применениинекоторых соединений в клинической практике
показанаих невысокая эффективность, особенно при значительных дефектах
кости, когда они инкапсулируются соединительной тканью, недостаточно
заполняются нативной тканью, предусловливают хроническую инфламацию,
местами отторгаются или повышают резорбцию костной ткани (Бенуа Ф.,
2007).Это важно в стоматологии при имплантации кости, применении
дентальных
имплантатов,
возникновении
кист
и
некоторых
других
проблемах (Айбестер П., 1998).
При подвижности костных фрагментов они усугубляются вторичными
нарушениями
микроциркуляции.
При
реваскуляризации
происходит
активная остеокластическая резорбция костной ткани вдоль сосудистых
каналов и на периостальной поверхности корковой пластинки. Далее
возникает распространенная реконструктивная перестройка костной ткани,
25
при рарефикации корковой пластинки и значительной потере костной ткани
отломков. Появление кист в составе волокнистой рыхлой соединительной
ткани интермедиарного пространства наблюдается на 14-е сутки, капилляры
синусоидного типа выявляются на 21-е сутки костного повреждения. По мере
наращивания массы коллагеновых структур волокнистой соединительной
ткани уменьшается популяция эндотелиоцитов капилляров. Наблюдаются и
васкуляризированные и малососудистые участки зрелой волокнистой
соединительной ткани и полностью аваскулярные поля хрящевой ткани.
Консолидация перелома при этом не наступает или задерживается на
длительный период (Лаврищева Г. И. и соавт., 1996; Аврунин А. С. и соавт,
2001).
Кровоснабжение зоны сращения перелома является важным фактором
в характере репаративного процесса. Острые нарушения микроциркуляции и
периваскулярный
отёк
в
области
повреждения
является
пусковым
механизмом для начала репаративного остеогенеза, так как создают условия
для возвращения к эмбриональному типу тканевого кровообращения. В
результате травмы происходит повреждение (разрыв, пережатие или
пересечение) крупных внутрикостных артериальных сосудов, вследствие
чего развивается инфаркт кости.
В
области
сращения
перелома
проходят
также
капилляры,
сформировавшиеся путем почкования мелких сосудов и капилляров костных
отломков (Шевцов В. И. и соавт., 1995;Ярыгин Н. Е. и соавт., 1977).
Характерна
артериальная
гиперваскуляризация
просветов
функционирующих
сосудов,
от
за
счет
расширения
магистральных
до
микроциркуляторного уровня, и раскрытие многочисленных резервных
сосудов. Явления реактивной гиперемии нарастают к концу 1 недели и
наблюдаются до 3 недель, затем гиперваскуляризация снижается и исчезает
после 6 - 8 недель после травмы. Иным отличием кровотока в отломках
определено
новообразование
микрокист,
призванное
синусоидных
компенсировать
26
капилляров
и
тканевых
недостаточность
системы
микроциркуляции и ускорить транскапиллярный обмен регенерирующих
тканей (Оноприенко Г. А., 1993).
В костной ране ангиогенез является инициальным этапом регенерации
и предшествует остеогенезу. (HausmanM.R. etal., 2001). Присутствие
интенсивно васкуляризированных участков, на площади не менее трети от
общей тканей зоны интермедиарного сращения, является признаком
благоприятного заживления перелома (Волков Г. П. и соавт., 2003).
Для формирования интермедиарной мозоли в структуре компактной
костной ткани необходимо наличие щели шириной от 50 мкм до 2 мм
(Лаврищева Г. И. и соавт., 1996). В этом случае при обездвиженности краев
костной раны создаются условия для врастания сосудов и клеточных
элементов со стороны периоста или эндоста и последующей консолидации
отломков. Если фиксирующие средства несовершенны и не обеспечивают
иммобилизации костных фрагментов, то целесообразно оставлять более
широкую (1,5-2 мм) щель между отломками. Это менее травматично для
новообразованных сосудов, в короткие сроки формируется интермедиарная
мозолькости (Шевцов В. И. и соавт., 2000;WiltfangJ., 1997).
Согласно актуальным представлениям об источниках репарации
костей, остеогенными потенциями во взрослом организме обладают
периваскулоциты, остеоциты внутреннего слоя надкостницы, эндоста,
циркулирующие в периферической крови стволовые клетки (Гололобов В. Г.
и соавт., 2003;Дедух Н. В., 2004; Ирьянов Ю. М., 1998; Ирьянов Ю. М. и
соавт., 1998; Мяделец О. Д., 2002; LacroixD. Et al., 2002; Bruder S. P. et al.,
1994; BaroukhB. et al., 2000). Клетки, расположенные в костной ткани,
надкостнице и эндосте, детерминированны к остеогенезу, периваскулоциты
считаются индуцибельными. И те, и другие являются элементами
остеобластического дифферона, его родоначальная клетка обозначена как
стволовая стромальная (мезенхимальная) клетка. ССК локализуются в строме
костного мозга, других кроветворных органов и визуально представляют
собой
фибробластоподобные
веретеновидные
27
клетки.
Общеизвестной
особенностью ССК является отсутствие строгой детерминированности.Так
называемая фаза G0 клеточного цикла составляет митотический резерв
костной
ткани,
задействованный
в
процессах
физиологической
и
репаративной регенерации (Dennis J.E. et al., 2002). Остеогенные клетки,
образовавшиеся из периваскулоцитов, разделены исследователями по объему
ядра на 4 класса: A - 10-79 мкм3; B - 80 -119 мкм3; C - 120-169 мкм3; D - более
169 мкм3. Менее дифференцированные клетки первых двух классов
располагаются в радиусе 20 мкм от сосуда, клетки двух последних классов в
радиусе 30 мкм от сосуда являются преостеобластами на промежуточной
стадии дифференцировки в направлении остеобластов. После 2-3 дней
перелома в периостальной зоне регенерации кости наблюдается бурная
пролиферация и дифференцировка клеток. К 7 суткам остеобластические
элементы
формируют
сеть
трабекул
фиброретикулярной
кости
на
протяжении от зоны травматического повреждения. Примыкает к раневой
поверхности
компактного
вещества
корковой
пластинки
зона
бесструктурных некротизированных масс. При выраженном смещении
отломков
малодифференцированные
располагающиеся
поверх
остеогенные
новообразованных
клетки
периоста,
костных
трабекул,
дифференцируются в хрящевые, затем образуется объёмная хрящевая
мозоль. Она соединяет концы костных отломков, устраняя их подвижность.
При гипсовании конечности хрящ в периостальной мозоли появляется на 2-3
дня позже, чем в отсутствие фиксации. Соответственно при меньшей
интенсивности механического раздражения хрящ и мозоли развивается в
меньшей степени. В тех случаях, когда при переломе нет выраженного
смешения
отломков,
образуется
костная
периостальная
мозоль,
не
содержащая хрящевой ткани. Новообразованные кость и хрящ изолированы
от
окружающих
тканей
нечетко
выраженным
слоем
обильно
васкуляризированной волокнистой соединительной ткани (Ирьянов Ю. М.,
1998; Гололобов В. Г. и соавт., 2003; Ирьянов Ю. М. и соавт., 2004).
28
В эндостальной зоне определяется более тонкий по сравнению с
периостальной зоной слой клеточных пролиферирующих элементов. К 7
суткам здесь также образуется сеть из новообразованных костных трабекул.
Увеличиваясь
в
объеме
в
направлении
поврежденной
плоскости,
мелкопетлистая сеть с кроветворно-жировым и фиброзным костным мозгом
переходит в поля хрящевой ткани. Компактное вещество кости в
эндостальной зоне сохраняет пластинчатую структуру на всем протяжении
фрагментов. Гибель остеоцитов компактной кости наблюдается около
раневых поверхностей. Гаверсовы каналы остеонов корковой пластинки
расширены вследствие остеокластической резорбции, содержат большое
количество клеточных элементов и заполненных кровью сосудов.
К этому времени в интермедиарной зоне выявляются остатки гематомы
с пучками фибрина, которые подвергаются организации за счет прорастания
в них фибробластических элементов, проникающих с периостальной
поверхности
кости.
Итак,
«промежуточная
бластема»
составляет
продолжение соединительной периостальной ткани. Грануляционная ткань
интермедиарной зоны последовательно преобразуется в хрящ, который
осуществляет промежуточную консолидацию отломков. Изначально хрящ
образуется в интермедиарном пространстве между смещенными отломками
корковой пластинки. В хрящевой ткани возникают узлоподобные поля,
которые
не
разделены
соединительнотканными
перегородками.
Молекулярное картирование костной мозоли показывает, что экспрессия
гена, контролирующего созревание хондроцитов, появляется ранее и
сохраняется долее в случае нестабильных переломов (Hankemeier S. et al.,
2001; Le A.X. et al., 2001). Пролиферация хондробластов в плоскости
перелома возникает с 1 суток экспозиции, достигает максимума к 14-м
суткам и определяется вплоть до 28-х суток (Lee F.Y. et al., 1998).
Морфологически обособленные островки хрящевой ткани в составе
костной мозоли наблюдаются на 5 сутки, эндохондральный процесс
развивается на 9-11-е сутки после травмы (Hulth A. et al., 1990; OzakiA. et al.,
29
2000). К 9 суткам после перелома в молодой хрящ проникают сосуды из
костномозговых пространств новообразованной периостальной кости в
сопровождении остеогенной ткани. Описанный процесс не сопяженс
дегенеративными изменениями в хрящевой ткани, с чего часто начинается
энхондральное
окостенение.
Резкая
демаскировка
волокон
хряща
определяется на границе с костью, возрастает количество хондроцитов, они
приобретают полигональную форму. В отдельных фрагментах кости,
пограничных с хрящом, рядом с костными обнаруживаются типично
хрящевые клетки. При этом прослеживаются все стадии клеток с
промежуточными морфологическими характеристиками. Предполагается,
что остеогенные клетки могут менять направление дифференцировки на
ранней стадии под влиянием местных факторов (Tay B.K. et al., 1998).
Характерна экспрессия мРНК коллагена типа IIA для клеток, находящихся на
ранней
стадии
направлениях.
дифференцировки
Коллаген
в
хондро-
и
остеобластическом
вырабатывается
мезенхимальными
малодифференцированными клетками-предшественниками. Но клетки с
фенотипом хондроцитов экспрессируют также внутриклеточные мРНК
остеокальцина и коллагена типа I, маркеров остеобластов (Bland Y.S. et al.,
1999; HughesS.S. et al., 1995).
Через 12-14 суток после повреждения хрящ достигает определенной
степени зрелости, в нем образуются полости разрушения, начинаются
процессы
дегенерации,
так
как
происходит
типичный
процесс
эндохондрального окостенения (Nakase T. et al., 1994). Врастая в хрящевую
ткань, комплекс капилляров разрушает ее, периваскулярные клетки
дифференцируются в остеобласты и откладывают костное вещество на
стенках полостей резорбции. На 21-е сутки, при этом морфологически
хрящевая ткань преобладает в составе регенерата, выявляется значительно
меньше клеток со смешанными морфологическими характеристиками
(Hughes S.S. et al., 1995). С 14-х по 28-е сутки преимущественно определяется
элиминация
клеточных
элементов
путем
30
апоптоза.
В
остеобластах
определяется экспрессия мРНК остеокальцина, в отличие от хондроцитов. На
30 сутки после повреждения определяются в межотломковой зоне поля
хрящевой ткани неравномерной величины, которые посредством узкой
смешанной костно-хондроидной зоны без четких границ переходят в
мелкопетлистую сеть периостально и эндостально полученных костных
трабекул. Новообразованные трабекулы содержат окруженную костным
слоем хрящевую сердцевину. Остеобласты нередко располагаются попарно,
формируя изогеноподобные группы. Хрящевая и костная ткани регенерата
срастаются непосредственно со структурами компактного вещества кости
отломков (Ozaki A. et al., 2000).
В ситуации растягивающих и ротационных и смешений между
отломками формируется фиброзное или фиброзно-хрящевое сращение
перелома.
Возникновение
обусловлено
краевой
остеокластической
резорбцией и возникновением участков вторичного некроза кости отломков и
регенерата. Прогрессирование резорбции делает возможным образование
молодой соединительной ткани, смещающейся в щель между костными
отломками. Усилению устойчивости структуры помогает увеличение
площади соприкосновения отломков за счет созревание волокнистой
соединительной ткани и усиленного периостального костеобразованнии.
Краевая
резорбция
замедляется
за
формированием
грубых
пучков
коллагеновых волокон. В результате редукции сосудистой сети резко
замедляется десмальная оссефикация зоны сращения на границе с костными
отломками и формирование замыкающих костных пластинок (Аврунин А. С.
и соавт, 2000; Fuchtmeier B. et al., 1998). Итак, между отломками образуется
соединение по типу синдесмоза, типичное для заживления нефиксированных
переломов плоских костей. Для образования вторичного костного сращения
всегда необходимо большее время, чем для первичного сращения.
Длительность стадии замещения провизорных мягкотканных структур
регенерата десмально или эндохондрально образованной костной тканью
различна в зависимости от места повреждения и условий сращения кости. В
31
условиях нестабильных изломов трубчатых костей интермедиарная костная
мозоль формируется не ранее, чем через 2,5 месяца после повреждения.
Однако показано отсутствие костного сращения вплоть до 12 месяцев в
экспериментальных работах по моделированию переломов нижней челюсти.
Показано при сращении переломов-трещин костей черепа, что костная
консолидация наступает в среднем через 5-6 лет после перенесенной травмы.
Для этой стадии определено изменение гистоархитектоники регенерата и
снижение внутри - и междифферонной гетероморфии. Образуется губчатая
костная ткань с трабекулами различной толщины и степени зрелости.
Адаптивная перестройка регенерата с учетом функциональных нагрузок
завершается формированиемновых фрагментов костной ткани: резорбцией
избыточно образованной периостальной костной ткани, формированием
корковой
пластинки
с
развитой
системой
гаверсовых
каналов
и
восстановлением эндостального и периостального кровоснабжения (Данилов
Р. К. и соавт., 2000).
Процесс репаративного костеобразования в условиях обездвиженности
краев костной раны изучен при экспериментальном создании дырчатых
дефектов на моделях переломов трубчатых и плоских костей с фиксацией
отломков внутрикостными, накостными и наружными фиксаторами. При
стабильном остеосинтезеопределены: точность сопоставления отломков,
неподвижность выбранного приспособления для фиксации. На 1-6 сутки
активируются клетки описанной раннее инициальной фазы репарации
(Ирьянов Ю.М., 1998). Количество моноцитов - макрофагов, по данным
экспрессии
макрофаг-специфического
поверхностного
антигена,
значительнее при обездвиженности костных отломков, чем при отсутствии
стабильной фиксации (Hankemeier S. et al., 2001). Через 2-5 суток после
травмы появляются центры кальцификации новообразованных костных
трабекул в эндостальной части отломков (Ирьянов Ю.М., 1998; Postacchini F.
et al., 1995). На 7 сутки прогрессивно увеличивается число полиморфных
мезенхимальных
клеток
в
интермедиарной
32
костной
мозоли
и
фибробластоподобных клеток - в периосте. Незначительные костные осколки
в травматической области резорбируются остеокластами. В начале второй
недели после травмы в медуллярной мозоли определяются многочисленные
фибробласты и мезенхимальные клетки, а во внешних периостальных слоях
видно множество остеобластоподобных клеток (Хуссар П.Ю. и соавт., 2001;
PostacchiniF. et al., 1995). На 12-е сутки после травмы появляется сеть
трабекул новообразованной кости в эндосте и периосте. К 15-м суткам
грануляционная ткань интермедиарного каллуса замещается волокнистой
соединительной тканью с множественными остеоидными трабекулами.
Сохраняются очагиостеокластического поглощения кости между отломками
и
наряду
с
этим
-
участки
пролиферации
периадвентициальных
фибробластоподобных клеток. Между 20-ми и 30-ми сутками из незрелой
костной ткани формируется интермедиарная мозоль. По периостальной и
эндостальной поверхностям кости отломков формируются небольшие
костные разрастания, возникающие как непосредственная реакция на травму.
По своей малой мощности они не могут быть отнесены к костной мозоли в
физиологическом ее значении. Спустя 40 суток происходит перестройка
костной ткани отломков, созревание костной ткани каллуса и частичная
редукция периостальной костной мозоли. При переломах плоских костей
челюсти зрелые костные трабекулы и образование остеонов корковой
пластинки выявлено в центральных отделах костной мозоли. Через 60 суток
после костной травмы продолжаются процессы перестройки ткани отломков
и костной мозоли. Спустя 3-4 месяца зона перелома на уровне корковой
пластинки заполнена костной тканью с хорошо развитой системой
гаверсовых каналов. Периостальная и эндостальная костные мозоли в
трубчатых костях редуцируются. В костномозговом канале располагается
жировой костный мозг с прослойками рыхлой волокнистой ткани. Спустя 8
месяцев после перелома определяется полная нормализация структуры и
строения кости (Шевцов В. И. и соавт., 1998).
33
Неблагоприятными моментами для сращения переломов являются
разрушение костного мозга и эндостальной сосудистой сети (например, при
проведении интрамедуллярного остеосинтеза), а также значительные
повреждения периоста. Физические и кинезиотерапевтические нагрузки
ускоряют посттравматический остеогенез, органогенез и ремоделирование
кости, а иммобилизация и интоксикация напротив - подавляют (Desoky
Sh.El., 1999). Процесс заживления переломов костей у человека является
сходным, хотя и не идентичным процессу, описанному для лабораторных
животных в экперименте (Suger G. et al., 1998; Oni О. O., 1997).
Различия в условиях, оптимальных для костного сращения при
переломах костей различных типов определяют особенности строения
губчатой и компактной костей. В губчатой костной ткани сотообразно
расположены
костные
трабекулы
с
широкими
костномозговыми
пространствами. Имеет значение также артериальное кровоснабжение и
густая капиллярная сеть. При переломах, часто, раневые поверхности хорошо
адаптируются друг к другу, чему способствует васкуляризация отломков на
границе с плоскостью перелома. Это благоприятствует репаративному
остеогенезу в условиях плотного контакта раневых поверхностей отломков.
Поэтому в клинической практике при переломах губчатых костей и при
эпифизарных
переломах
используют
компрессионный
остеосинтез
с
взаимодавлением отломков (Васюта В. С. и соавт., 2000).
Интермедиарная костная мозоль образуется быстрее, ситуация менее
травматична для новообразованных сосудов (Стецула В.И. 1993; Шевцов В.
И. и соавт., 2000; Wiltfang J., 1997).В кости обмен веществ активен,
интенсивность его определяется
уровнем тяжести
и особенностями
функциональной нагрузки (Campbell K.P. et al, 2002). Данный фактор, в
частности, обусловливает особую совокупность микро и макроэлементов и
морфофункциональное положение костной ткани (Cramor C.F., 1998).
Существенным аспектом является изучение минерального состава в
регенерируещей костной ткани. Известно, что в костях скелета содержится
34
почти 99 % тканевого кальция, 87 % фосфора и 58 % магния (Котельников Г.
П., 1999). Основную массу минеральных веществ кости составляют апатиты:
бетатрикальцийфосфат Са9(РО4)6(ОН)2., карбонатапатит Ca10(PO4)6CO3 и
преобладающий гидроксиапатит Ca10(PO4)6(OH)2- с небольшой примесью
карбоната кальция (СаСО3). Гидроксиапатит в костной ткани находится в
виде тонких призм размером 13-14х7-8х3-4 нм, группирующихся в
копланарные кристаллы, достигающие 50х20х4 нм. Кристаллы образуют
волнистый плотный слой со средней толщиной порядка 50 нм на волокнах
коллагена (Жилкин Б. А. и соавт., 2000). Они располагаются между
микрофибриллами с диаметром 4,5 нм, пучками фибрилл и ориентированы
параллельно
продольной
минерализации
кости
оси
фибрилл.
вызван
Изначально
разобщенностью
ядер
такой
уровень
кристаллизации
гидроксиапатита, лежащих изолированными группами между фибриллами и
по периферии коллагеновых волокон, центральная часть которых остается
наименее минерализованной (Аврунин А. С. и соавт., 2001; Ирьянов, Ю. М. и
соавт., 2004; Hoshi, K. et al., 1999). Слияние центров кальцификации
приводит к завершению минерализации матрикса кости (Hoshi K. et al., 2000).
Костный скелет - главное депо кальция и фосфора,у взрослого человека
в скелете сосредоточенно 1,2 кг кальция, в костях он содержится в виде
фосфата
кальция.
посредством
Всасывание
связывания
производится
иона
кальция
со
в
тонком
кишечнике
специфическим
белком-
переносчиком - кальмомодулином (Аристенко В.Г. и соавт., 2002).Комплекс
кальцияи
кальмомодулина
циклических
нуклеоэстераз
это
белковыйактиватор
(Фомина
Л.И.
и
фосфодиэстераз,
соавт.,
2002).
Всасываясь,кальций попадает в кровь, и 30% от его всосавшегося объема
содержится в свободной ионизированной форме, при этом количество его
тесно зависит от рН и рСО2 (Лобко И.В., 2002). Большая часть
кальциясвязана с белками плазмы, при этом уровень кальция имеет четко
регулируемые пределы в крови. Известно, что содержание кальция в крови тот биохимический критерий, разрешающий распознавать исподволь
35
консолидирующиеся переломы (Малюк В. И. и соав., 2000). Механические
особенности кости определяются по соотношению Са+2 / Р+4, с увеличением
этого показателя кость становится механически прочнее (Коротный B.C. и
соавт., 1999). Внутриклеточный Са+2играет значительную роль среди
холинорецепторов (Денисов А.Б. и соавт.,1999). Регулирует активность Са +2 АТФ-азы, кальций и присутствует в митохондриях, где он контролирует
кальциевый насос (Тугай В.Л. и соавт., 1999). Кальций регулирует синтез
РНК и ДНК, активирует иммунокомпетентные клетки (лимфоциты) костной
ткани (Лукашев А.А. и соавт., 1999). При этом включение кальция в костную
ткань зависит от иммунного статуса. Удаление тимуса уменьшает включение
кальцияв кость (Аверченко В.И. и соавт., 2002). На уровень кальция в крови
также влияют процессы в почках. При переломе кости уровень кальция в
крови фазно изменяется: вначале (3 дня после перелома) количество
кальцияснижается и затем уровень его в крови возрастает, и остается
повышенным на время формирования первичной мозоли и нормализуется
только при окончании срастании перелома (Cachelin А.В. et al, 1999).
Железо является элементом с переменной валентностью и находится в
организме и в костной ткани в виде Fe+2 и Fe+3 (Morgan D.W. et al, 2002).
Выступает как слабым окислителем, так и слабым восстановителем.
Обнаружен во всех тканях и органах человека, в составенуклеопротеидов
ядерной субстанции клеток и гемоглобина (Бояринова С.Н., 2002).
Fe+2,Fe+3активирует тканевые процессы окисления вследствие катализа
оксидаз и в ферменты входит в виде металлокомплексов (Бызгу Н.Ф., 2002).
Элемент является жизненно важным в регуляции различных уровней обмена,
образует аквакомплексы и аминокомплексы, в организм поступает с пищей и
водой. (Мухамаджанов Х. Р. и соавт., 2000). Имеет координационное число6, что соответствует октаэдрическому расположению связей железа в
различных комплексах. Известно, что кальций в костях расположен также в
виде октагидрооксиапатита.
36
B связи с тем, что основная часть исследований производилась в
условиях высокогорья, интересно, что различные климатогеохимические
зоны, как на земном шаре (Старикова М.И., 2001), так и в странах
Центральной Азии (Свистун Ю.Д., 2002) имеют различную обеспеченность
Fe+2,Fe+3. Всасывание осуществляется в тонком кишечнике и желудке
(Артамонов B.C., 1999). В крови отмечены взаимосвязи Fe+2,+3 с уровнем и
спектром цистеина, лейцина, триптофана, серина, метионина и глицина
(Амелин А., 2002). Также Fe+2,Fe+3в костях легко вступает в связь с
органическими кислотами: лимонной, аскорбиновой, молочной (Горбылев
М.И. и соавт., 2002) и т.д. с образованием комплексов. Репарация костной
ткани после травмы связана с кроветворением, и основная масса
исследований железа посвящена именно этому вопросу. Железо не является
специфическим элементом, но всегда присутствует в костной ткани. В
ситуации внутривенного введения радиоактивного Fe45в крови его основная
масса обнаруживалась в течение 10 дней и через 7 дней после инъекции
происходило включение его в кость (Анисимов А.И. и соавт., 2001). Железо
откладывается в местах энходрального и периостального костеобразования,
то есть в трабекулах метафизарных областей кости, а также в эпифизарных
зонах и периостальных поверхностях. По мере роста кости в ширину и длину
содержание железа вместе с костными структурами смещается вдоль и
радиально оси кости, подобно кальцию и фосфору. Баланс железа еще
зависит от количества молибдена, кобальта, цинка, состояния почек, возраста
(Ахмедова А.С., 2001), состояния нервной системы (Исмаилова Н.А. и соавт.,
2001). Усиленное проникновение в организм железа при росте скелета
провоцирует патологические изменения костей, типа хондродистрофии
Кашина-Бека, так, как и Sr85 успешно конкурирует с кальцием в октаэдрах
гидрооксиапатитах кости (Давыдкин Н.Ф. и соавт., 2002).
При дистрофическом обызвествлении вместе с известковыми солями
на мертвых белковых массах отлагается и железо (Балакина B.C. и соавт.,
2001).Железо также увеличивает окисляемость липидов в кости (Бабенко
37
Г.А. и соавт., 2002). В качестве коферментов участвует в движении, дыхании
(Бовыкин Б.А., 2001), росте и размножении клеток кости. Соединением с
содержанием железа являются цитохромы, благодаря им происходит обмен
О2 и СО2 (Дмитриева М.Л., 1989), внутриклеточное расщепление белков,
жиров,
углеводов,
фосфорилированнии,
происходят
все
декарбоксилирования
стадии
и
окислительного
дегидрирования,
дезаминирования (Балдандорж Д. и соавт., 2002). При этом железо,
содержащееся в кости, имеет прямое отношение к иммунитету. Кроме того,
железо инициирует в кости процесс кооперации Т- и В- лимфоцитов
(Панченко М.К. и соавт., 2002), усиливает их миграцию. И железо
стимулирует рост и развитие микроорганизмов, также и в костной ране
(ДубровЭ.Я., 1987). Е.П. Подрушняк и соавт. (2002) опубликовали данные о
том, что не только при заболеваниях легких изменяется обмен железа в
организме, но и снижается количество железа в кости. Данные исследований
(Заречнова Н.М., 1996) говорят о том, что на 20-е сутки пребывания в горах в
2 раза возрастает содержание железа в костном мозге к селезенке при
параллельном интенсивном росте гемоглобина.
Магний, как кальций и фосфор, является одним из основных элементов
костной ткани, в организм, в частности, в костную ткань он тожепопадает с
пищей и питьевой водой. Для костной ткани наиболее усвояемы
аспартатогенат магния, никотинат магния, оротат магния (La Porte D.C. et al,
2002), гипосульфит магния и сульфат магния (Caroni P. et al, 2002). Магний
стимулирует эритропоэз в кости, меняет электрокинетический потенциал
тромбоцитов (Colquhoun D. et al, 2002). Магний регулирует давление крови в
сосудах костной ткани, дефицит магния в костях оценивается как риск
артериальной гипертензии (Темирбеков А.Н., 2002). Также А.И. Музафаров,
(2002) считает, что магний усиливает сократительную активность клеток
гладких мышц сосудистой стенки в костях. Уровень магния в кости
стимулируется комплексом других микроэлементов (Reutei H., 2002).
Увеличение его количества в кости нормализует уровень витаминов - С, и 38
В, (Верткий А.Л. и соавт, 1997). Магний также в костной ткани регулирует
активность фосфогидролазы, фосфатазы, Mg+2-АТФ-азы (Вахабова У.К. и
соавт., 1999). Уровень магния в костях снижается при усилении функции
паращитовидной железы (Вовша Р. И., 2002). Изучены взаимосвязи между
содержанием магния и состоянием нервной системы, а также опорнодвигательного аппарата, при его дефиците повышается утомляемость мышц,
возбудимость рецепторов (телец Паччини) в костях (Галеева М.Г., 2001) и
развитие деполяризации центральных окончаний афферентных волокон
(Рахимова М.Т. и соавт., 1999), что в итоге формирует пресинаптическое
торможение в костной ткани. Изменения в свертывающей системе крови
определяются вследствие перелома трубчатых костей, существуют данные о
том, что избыток Mg+2может формировать тромбогеморрагический синдром.
Кроме того, обмен магнияизменяется в районах эндемического зоба
(UzunoVet P. et al., 2002), что вызывает снижение как местного, так и общего
иммунитета (Brostrom C. O. et al, 2002). Магний в костях тормозит миграцию
лейкоцитов и, невзирая на стимуляцию красной крови, формирует
лейкопению (С. В. Аничков и соавт., 2002). При росте магния в костной
ткани в ней падает уровень рО2 (Mahindra Л. et al, 2002).При всем том в
доступной
нам
литературе
отсутствуют
данные
об
изменениях
микроэлементного состава как в организме, так и кости, в частности, при
использовании имплантатов из наноструктурированных материалов.Таким
образом, вопросы репарации кости при имплантационных операциях
требуют дальнейшего изучения.
Нередко
применяемы
следующие
аллогенные
материалы:
минерализованная (АЛК) идеминерализованная (АДЛК) лиофилизированные
кости.
АЛК
является
минерализованным
имплантатом
кости,
при
производстве его удалялись живые остеоциты, итак АЛК помогает репарации
через
остеокондукцию.
аллоимплантатом,
АДЛК,
обладает
являющаяся
признаками
декальцифицированным
остеоиндукции.
В
процессе
морфогенетических протеинов кости, возможно индуцирующих костную
39
ткань, проявляется остеогенный потенциал АДЛК (Сумароков Д.Д., 1991;
MeadowsC.L.etal., 1993; FlemmingT.F. etal., 1998; Болонкин В.П., 2005;
Волова Л.Т., 2005; Никольский В.Ю., 2006; Рыбаков П.А., 2006; Рыбаков П.
А., 2007).Остеоиндукциялиофилизированной деминерализованной кости
зависит от различных аспектов: условий и времени его забора и условий
хранения трупа. Деминерализованные костные трансплантаты в связи с
обработкой являются достаточно дорогими (Безруков В.М., 2002).
Следующим вариантом материала для восстановления ПТДЧ являются
ксеногенные имплантаты (Барер Г.М., 2000; CameloM. etal., 1998; SculeanA.
et al., 2003). Основой их является пористый гидроксиапатит (ГА) (Richardson
C.R. et al., 1999; Таль Х., 2001; MarxerM., 2001; Грудянов А.М., 2001;
Заславский С.А., 2003; Модина, Т.Н., 2003; Модина Т.Н., 2004; Никольский
В.Ю., 2007).Опубликованы следующие методы применения биологически
активных синтетических кальций-фосфатсодержащих материалов.Возможно
для замещения твердых органов или их частей (суставы, кости), в качестве
источника кальция и фосфата для организма, с целью соединения отломков
твердых тканей, как составная часть композитных биологических материалов
для замены дефектов твердых тканей, идля стимуляции естественных
процессов остеогенеза (ЛеонтьевВ. К., 2003, 2006, Муллен К. 2003; Antonov
E.N. et al., 1997).
Пористая гидроксиапатитная ткань является остеокондуктором, то есть
проводником регенерата, в который прорастает имплантат изнутри.
Применяется форма пористой керамики в виде гранулята. При имплантации
гранулята высокотемпературной керамики в дефекты кости прорастает
соединительная
межгранулярные
ткань,
и
в
ее
пространства.
составе
остеогенные
Заживление
элементы
в
преимущественно
характеризуется соединительнотканной инкапсуляцией частиц материала,
образование полноценного костного регенерата не происходит даже в
отдаленные сроки после имплантации, так как препарат внутри пор попадает
в нефизиологические условия существования (Безруков В.М., 2002; Gao T. et
40
al., 1996). Формирование костной ткани происходит редко, только в
непосредственной близости к костным стенкам дефекта. ГА (гидроксиапатит)
может полностью или частично резорбироваться в процессе замещения
костного повреждения в присутствии ГА при действиитканевых ферментов и
биологических жидкостей. Вследствие имплантации ГА в полость кости
результат
определяется
не
только
остеокондуктивными
свойствами
материала, но и возможностью собирать белки, индуцирующие остеогенез,
на своей поверхности (Григорьян А.С. и соавт., 2003; Леонтьев В.К., 2003).
В
лечении
дефектов
заменителямиактуальныследующие
(ПММА)
и
кости
полимеры:
полигидроксилэтилметакрилат
костными
полиметилметакрилат
(ПГЭМА),
с
нанесеннымнерезорбируемым гидроксидом кальция. Этот материал считают
HTR-полимером (hardtissuereplacement - заместитель твердой ткани). Другиерезорбируемая полимолочная кислота (PLA), глюконовая кислота. Часто ими
могут быть резорбируемые барьерные мембраны для направленной
регенерации тканей. Нет данных о 100% репарации костной ткани
привнедрении HTR-полимера в дефекты кости, части HTR-полимера
инкапсулированы соединительной тканью, редко обнаруживось образование
костной ткани (Froum S.J. et al., 1996). Данные клинических испытаний
иллюстрируют худшие результаты при применении HTR-полимера, чем без
оного (Meadows C.L. et al., 1993). Отдельную часть полимерных материалов
составляют нерезорбирующиеся барьерныемембраны, применяющиеся для
направленной регенерации ткани.
Результаты данных в экспериментальной стоматологии показали
ключевую роль эмалевых матричных протеинов (ЭМП) в развитии цемента,
пародонтальной связки и альвеолярной кости. Биологический принцип
действия ЭМП основан на том, что они играют важную роль в цементогенезе
и походят на процессы, происходящие при формировании пародонтальных
тканей (Hammarstrom L. et al., 1997). Эмалевые матричные протеины
гидрофобны, и для применения им придают водорастворимые свойства,
41
синтезируя с носителем - пропиленгликольальгинатом (GestreliusS. et al.,
1997; GestreliusS. et al., 1997; KawaseT. etal., 2000). ЭМП способствуют
выходу аутогенных факторов роста из фибробластов связки пародонта
(Lyngstadaas S.P. et al., 2001). ЭМП обладают антимикробным эффектом,
вследствие чего отмечено снижение бактериальной адгезии вследствие их
применения (Vander Paun M.T. et al., 2000; Sculean A. et al., 2001; Spahr A. et
al., 2001; Arweiler N.B., 2002). Гистологические эксперименты подтверждают
регенерацию кости при действииЭМП. С применением ЭМП заполнение
дефектов было в 3 раза больше, чем без них (Sculean A. et al. 1999; Sculean A.
et al., 2000; Pontoriero R. et al., 1999; Silvestri M. et al., 2000; Zuchelli G. et al.,
2002).
Значительное клиническое распространение получили композиции
коллагена с гидроксиапатом (Никитин А.А. и соавт., 1997). В пластической
хирургии источниками получения коллагена являются ткани, насыщенные
белком кость, сухожилия, перикард, кожа. Было определено, что имплантаты,
сформированные
тканей,
изколлагена,
пролиферацию
усиливаютваскуляризации
фибробластови,
возможно,
близлежащих
индуцируют
вновьобразованную костную ткань с последующей ее перестройкой
(Панасюк А.Ф. и соавт., 2004). Преимуществом коллагена является его
низкая токсичность и антигенность, значительная механическая прочность
(Панасюк А.Ф. и соавт., 2004).
Гистологические данные применения минерального ксеноимплантата,
комбинированного с коллагеномпоказали быструю регенерацию костной
ткани (Nevins M.L. et al., 2003). В оперативной стоматологии отмечена
значимость препаратов при замещении дефектов кости: для устранения
перфорации дна верхнечелюстной пазухи, синуслифтинге, цистэктомии,
дентальной имплантации, а также они эффективно применяются при
изготовлении комбинированных трансплантатов (Воложин А.И., 1999;
Модина Т.Н., 2005; Модина Т.Н. и соавт., 2004, 2005; Жусев А.И., 2003;
42
Труханов Е.Ф., 2003; Коротких Н.Г., 2004; Ушаков А.И., 2004; Дунаев М.В.,
2005).
Развивающимся
направлением
признаны
изыскания
с
кальцийфосфатной керамикой: трикальцийфосфатом, сульфатированными
гликозаминогликанами (ГАГ), хондроитин сульфатом, гидроксиапатитом и
его композициями с коллагеном, а также с сульфатом и фосфатом кальция
(Леонтьев В.К. и соавт., 2003; HahnJ., 2003; Иорданишвили А.К., 2000;
Десятниченко К.С., 2006).Функция ГАГ в соединительной ткани связана в
первую очередь с формированием эластиновых и коллагеновых волокон. Во
многих цепях обмена соединительной ткани принимают участие ГАГ,
модулирует дифференцировку ее клеток (Панасюк А.Ф., 2000). Часто
показатели соединительнотканной репарацией зависят от их качественных и
количественных
характеристики
особенности
действия
с
иными
компонентами межклеточного матрикса. Это также актуально при репарации
костей (Pieper J.S. et al., 2000).
Биосовместимость является отличительнымсвойством описываемых
материалов с минерализованными тканями. В использованиине образуется
соединительнотканной капсулы, а формируется связь с костной тканью «bone
- bonding» (Фарзин Н., 2004; Bifano C.A., 1998).
Актуальныимплантаты
на
основе
костного
коллагена
из
остеоиндуктивных материалов, наполненныеГАГ (Фарзин Н., 2004; Панасюк
А.Ф. 2000, 2001, 2004). Пористо-ячеистая архитектоника коллагена кости
определяет в дефекте и удержание формы своими упруго-эластическими
качествами,
наилучшийвариант
для
внедрения
в
имплантат
соединительнотканных клеток, а также для формирования кости и развития
сосудов (Панин А.М., 2003). По свойствам и составу актуальные
биокомпозиты сходны и представляют собой деминерализованный или не
деминерализованный коллаген кости, включающий сульфатированные ГАГ в
различных формах выпуска, таких как блоки, крошка, полоски (Иванов С.Ю.,
43
2001; Панасюк А.Ф., 2001, Грудянов А.М., 2003; Сумлинский И.В., 2004;
Дмитриева Л.А., 2006).
Данные, полученные в ходе экспериментальных и клинических
исследованийсвидетельствуют
оптимальном
остеоиндуктивном
и
остеокондуктивном эффекте биокомпозиционного материала (Грудянов
А.М., 2003; Фарзин Н., 2004; Панин А.М., 2003; Панин А.М., 2003).
Достоинством
материала
из
костного
коллагена
является
индукция
ангиогенеза, это свойство определяет его потенции в создании хороших
условий для активного остеогенеза. Через3 месяца после оперативного
применения материала костные дефекты активно заполнялись молодой
костью (Аснина С.А., 2003, 2004; Иванов С.Ю., 2002).
Ряд
авторов
компоненты
в
для
направленной
различных
пропорциях,
регенерации
кости
учитывая
смешивали
хорошие
свойства
аутотрансплантатов и костнопластических материалов (Бенуа Ф., 2007).
Забор меньшего объема аутокости лучше переносится больными (Лосев
Ф.Ф., 2007). В некоторых исследованиях показано, что для качественной
регенерации
кости
количество
используемого
костно-пластического
материала может достигать от 20% до 50% (Жарков А.В., 2007; Миргазизов
А.М.,
2007).
Комбинации
костно-пластического
материала
снижает
резорбцию костного аутотрансплантата на 10% (Maiorana C. et al., 2007; Merli
M. et al., 2007). Значение приобретает применение клеток предшественников.
Дифференцированные
клетки
в
организме
млекопитающих
имеют
ограниченный срок существования. Замещение клеток может осуществляться
двояко: первый путь – дупликация: при делении из дифференцированных
клеток формируются потомки идентичного генотипа и фенотипа; второй
путь - замещение гибнущих дифференцированных клеток потомками
недифференцированных
ранних
предшественников
по
механизму,
аналогичному клеточному генезу. Ткань - предпочтительный источник
извлечения мезенхимальных стволовых клеток. Сеть стромальных клеток
44
(ССК) заполняет пространство между костью и капиллярами (Малайцев В.В.,
2002).
Для выращенных в культурах клеток осуществляется поиск носителей.
Таким
носителем
может
являться
ксенокость,
обезжиренная
и
декальцинированная. Количество присоединяющихся клеток возрастает при
лучшейстепени
обработки
ксенокости,
и
при
условном
анализе
с
натуральным костным минералом процент клеток выше для ее органической
части (Hofman S., 1999). Для усиления остеогенеза необходима высокая
начальная
плотность
стромальных
предшественников
в
области
трансплантации, введение суспензии малорезультативно (Панасюк А.Ф.,
2004). Как носитель клеток используется керамика из синтетических
материалов (Bruder S., 1998). Например, отечественные хирурги и
стоматологи в качестве удобного носителя аллогенных клеток-фибробластов
используют ГА, твердую мозговую оболочку, полимеры и биокомпозитные
материалы (Иванов С.Ю., 2001; Панасюк А.Ф., 2004; Иванов С.Ю., 2002;
Лосев Ф.Ф., 2005; Фриденштейн А.Я., 1973; Холодов С.В., 2007).
Данные литературы говорят о нерешенности многих вопросовв области
закрытия
дефектов
имплантанта
и
костей
метода
черепа.
Этокасается
краниопластики,
выбора
показанийдля
материала
проведения
хирургического вмешательстваи его сроков. Проведены экспериментальные
исследования
по
использованию
ССК
и
их
дифференцированных
производных для терапии заболеваний и повреждений опорно-двигательного
аппарата (Сухих Г.Т. и соавт., 2002; Денисов-Никольский Ю.И. и соавт.,
2005).
Хорошо
влияютна
восстановление
клеточные
культуры
специализированной ткани в областиповреждений костей конечностей.
Показано, что трансплантированные в зону дефекта клетки способствуют
формированию кости(Peterson L., 1997). Предложено использование ССК для
лечения дефектов суставного хряща нетравматического и травматического
генеза (Peterson L., 1997). При нанесении остеохондрального дефекта
культивированные клетки вносили в коллагеновом или желатиновом геле,
45
чтобы они заполняли объем дефекта (Bogan B.D. et al., 1999; Katsube К. et аl.
2000; Ponticiello M.S. et al., 2000). Все большее место в клинической практике
занимают различные методы клеточной и тканевой терапии. Интерес
представляет
применение
клеточных
биотехнологий
в
программе
терапиибольных травматолого-ортопедического профиля.
В условиях сложного повреждения костной ткани, множественных и
сочетанных переломов, при формировании значительного дефекта может
сохраняться недостаточно остеоцитов с остеогенными возможностями.
Биотехнологические подходы предполагают культивирование остеогенных
клеток in vitro с дальнейшим помещением их в область дефекта (San J.S. et
al., 1999).
Несколько хуже, чем ожидалось, по сравнению с экспериментами на
животных, результаты трансплантации человеческих остеогенных клеток в
клинике. Первый опыт применения в травматологии и ортопедии культивирование
аутогенных
клеток
отечественными
специалистами,
лечение осложнений переломов - ложных суставов и дефектов длинных
костей конечностей. Были попытки поместить в зону несращения кости
клетки-предшественники остеобластов при трансплантации костного мозга в
межотломковую зону. Метод давал противоречивые результаты. На
следующем этапе использовались культивированные клетки скелетогенной
мезенхимы, взятые у плодов человека (Kuznetsov S.A., Robеy P.G., 2000;
Дорофеев Л.А., 1994).
Получен хороший результат в случае асептического некроза головки
бедра пересаженной культуры стромальных клеток, что при дальнейшем
развитии может стать альтернативой тотальному эндопротезированию
тазобедренных суставов (Gangji V. et al., 2004, 2005).Однако некоторые
исследователи (Сухих Г.Т. и соавт., 2002) считают, что местноеприменение
культивированных стволовых стромальных клеток показано при локальных
нарушениях консолидации костей; перспективно системное применение
таких клеток для терапии заболеваний скелета. В артрологической практике
46
выполнены
медицинские
манипуляции
с
культивированными
предшественниками механоцитов. Описаны данные, полученные при
лечении пациентов с повреждениями суставных поверхностей, входящих в
состав коленного сустава. (Horas U. et al.. 2000; Peterson L., 1995; Robinson D.
et al., 2000; Koulalis D. et al., 2002; Wakitani S., et al., 2002).
Осуществляется поиск трансплантантов с низким регенераторным
потенциалом
и
для
пластики
дефектов
костейчерепа.
Моделью
в
эксперименте служили различные по диаметру дефекты костей свода черепа.
В зону повреждения вносили взвесь культивированных клеток (Саргсян А.Л.,
1990). При этомхорошие результаты получены при трансплантации клеток в
сочетании с порошком солей кальция (альгината кальция) (Shang Q. et al.,
2001).
Явным
недостатком
гистологического
анализа
работ
процесса
является
отсутствие
репаративного
целостного
остеогистогенеза,
отражения его динамики (Воронкина И.В., 2003).
Описано более 30 факторов роста, наиболее изучены из нихте, что
способствуют регенерации тканей: 1) эндотелия сосудов (VEG F); 2)
тромбоцитопроизводный (PDG F); 3) трансформирующий (TGF-Р); 4) кислый
и основной фибробластов (aFGF и bFGF); 5) инсулиноподобный типа I и II
(IG F); 6) эпидермальный факторы роста (EG F). Значимы для репарации
кости TGF-Р, представляющие собойгруппу протеинов, среди которых TGFР1 и морфогенетические костные белки (BMPs) модулируют деление клеток,
производят
интеграциюмалонизкодифференцированных
клеток
в
остеобласты, повышают синтез внеклеточного матрикса костной ткани и
ингибируют его деградацию, провоцируют иммуносупрессорный эффект
(Берченко Г.Н., 2009, 2010).
Помимо этогок биологически активным веществам относятся костные
морфогенетические белки («РО-1», «ВМР-2», «ВМР-7», «rhOP-l», «GDF-5»).
Актуальнейшим направлением изысканий в сфере регенерации костных
тканей являются разработка и использование материалов, включающих
костные морфогенетические протеины (КМП). Костные морфогенетические
47
белки
(Bone
morphogenic
удерживающиеся
сцеплением,
protein)
критическим
димерная
–
КМБ(BMP)
-
межмолекулярным
структура
критична
для
это
димеры,
дисульфидным
индукции
кости
и
гистиоморфогенеза, все мономерыполучаются в виде первичной молекулы,
включающейсвыше 400 аминокислот (Seeherman H., 2005, Wozney J.M., 1998,
2002).Мономер
морфогенетического
протеина
кости,
полученный
в
результате расщепления - это пептид из приблизительно 120 аминокислот.
Морфогенетическиекостныебелки являются плеотропными молекулами;
плеотропия
–
это
черезмногоэтапный
свойство
процессинг.
пептида
или
гена
Морфогенетические
воздействовать
костные
белки
работают в три этапа параллельно с морфогенезом кости, эти этапы хемотаксис, пролиферация и дифференциация темпоральной хрящевой
основы и продолжающейсяиндукции кости. КМБ относятся к группе
цитокинов, принадлежащих к подклассу трансформирующих факторов
роста.Показано, что они способны индуцировать рост ткани кости, то есть
оказывать действие на дифференцировку и пролиферацию 4клеточных типов
- остеобластов, хондроцитов,остеокластов и хондробластов (Lee F.Y. et al.,
1998).Помимо того морфогенетические белки блокируют адипогенез и
миогенез. Клетки стромы и остеобласты костного мозга экспрессируют
рецепторы КМБ I и II типов, влияние КМБ в течение четырех недель
минерализует
матрикс,
происходитусиление
концентрации
мРНК
и
активности щелочной фосфатазы. При этом КМБ размещены в коллагеновых
волокнах кости, в остеогенном слое надкостницы.Условиемиспользования
остеогенного фактора in vivo служит путь доставки к области назначения,
поскольку
сохранность
КМБ
важна
для
наилучшей
биологической
активности. Поэтому костные морфогенетические протеинычасто соединяют
с
веществом,
не
выказывающим
остеоиндуктивного
действия
самостоятельно. Роль матрикса, заключается в снижении проникновения
протеинов или усиление популяцииклеток с дальнейшей их адгезией и
пролиферацией; матрикс при этом субстрат для роста и дифференцировки
48
клеток.
Возможно,
наилучший
санатомическиминюансами
и
тип
зависимот
носителя
структуры
соотносится
матрикса,
куда
пересаживается КМБ. Наиболее частые носители КМБ - коллагеновые
материалы, деминерализованный костный матрикс, биодеградирующие
синтетические полимеры.
КМП
обладают
остеоиндуктивным
потенциалом,
стимулируют
дифференциацию мезенхимальных клеток в костеобразующие. Эффект от
замещения трансплантата вновьобразованной костью определяется наличием
биологически
активных
неколлагеновых
превращение
недифференцированных
белков,
клеток
КМП,
с
вызывающих
мезенхимальными
потенциями в зрелые костные клетки (Сумароков Д.Д., 1991).
В нескольких гистологических экспериментах с успехом была показана
репарация кости при применении КМП для устранения ее дефектов (JepsenS.
etal., 2002). На данный момент эти разработки и использование КМП сложны
по ряду объективных причин и в частности в связи с высокой ценой
материала.
КМБ применен на человеческом организме M.R. Urist с соавторамив
Лос-Анжелесе в практике Калифорнийского университета в 80-х годах
впервые. Коллеги применили аутолизированную антигенэкстрагируемую
аллогенную
костную
ткань
(ААА),
лиофилизированную
и
с
неколлагеновыми белками и КМБ. Уровень КМБ в трансплантате был 10-15
мг на 1 г аллокости. На мышах при эктопической пересадке в мышцу
показана остеоиндуктивная активность трансплантов (Gao Т., 1996).Urist
показал, что деминерализованный матрикс кости вызывает формирование
новой кости при биохимической активизации костных протеинов (Urist M.R.,
1965). Костные морфогенетические белки («Bоnе morphogenetic protein»
(BMP)), активно изучались в течение 40 лет.
Согласно современным изысканиям, КМБ актуальны при регенерации
хряща и кости. Данные клиническихэкспериментовсвидетельствуют об их
эффективностив
качестве
стимулятора
49
остеогенеза,
по
потенциалу
регенерации идентичного или более высокого, чемродная кость (Ristiniemi J.,
2007).
Итак, использование остеогенныхпротеинов актуально в терапии
различной патологии кости у человека. В применении аутотрансплантатов
кости рекомбинантные генномодифицированные формы КМБ, подтверждают
полученные
данные.
Современные
биомедицинские
технологии
предполагают применениеостеоиндукторов в виде рекомбинантных белков
(rhBMP), расположенных на носителях, которыми могут быть биологические,
минеральные, синтетические или биокомпозитные полимеры (Raghunath J.A.,
2009). Рекомбинантный костный морфогенентический белок-2 (рчКМБ-2)
человека -это остеоиндуктивный фактор, играющий ведущую роль в
ситуации роста и регенерации кости. При ортотопической имплантации
входе экспериментов показана высокая остеоиндуктивная активность,
достаточная для обеспечения сращения. E.A. Wang показал индукцию
костеобразования,
применяя
в
качестве
носителя
неактивный
деминерализованный костный матрикс крыс. Для определенияспособности к
остеоиндукции рчКМБ-2 при ортотопической имплантации A.W. Yasko
сделал сегментарные 5-миллиметровые изъяны в костях бедер 45 крыс. В
оперативное
поле
имплантировали
2
дозы
(меньшую
и
большую)
лиофилизированного рчКМБ-2 (1,4 и 11,0 мкг) вместе с неактивным
деминерализованным матриксом костной ткани крысы в качестве носителя.
Полученные данные сравнивали с показателями группы крыс, которым
внедряли неактивный костный матрикс. Формирование кости и заживление
изъянапроверялимеханически,
рентгенологическии
гистологически.
На
рентгенограммах были видны знаки костеобразования у крыс (с большей
дозой на 7 день после оперативного вмешательства). Признаки срастания
кости
были
выявлены
уже
на
3
неделе
после
оперативной
травмы.Рентгенологически установлены на 9 неделе признаки консолидации
между группой, которойвнедрили большое количество рчКМБ-2 и другими
группами животных. У крыс, получивших меньшую дозу, не ранее 3-4-ой
50
недели
после
вмешательства
были
определены
рентгенологические
изменения. Без рчКМБ-2 неактивный деминерализованный матрикс кости
крыс не индуцировал заметного костеобразования. Морфологические
сведения соответствовали рентгенологическим. Образующаяся новая кость
гистологически была сходна сактивным деминерализованным матриксом и
продуцируемым
аутологичным
трансплантатом
кости.
Вследствие
помещения большой дозы рчКМБ-2 в испытаниях на механическую крепость
кости бедра демонстрировали ригидность, сходную со здоровой бедренной
костью. Следовательно, доказана показанавозможность рчКМБ-2 усиливать
остеогенез
при
ортотопической
имплантации,
выявлена
взаимосвязь
эффективности остеоиндукции начиная с момента внедрения и дозы фактора
остеоиндукции.
M.P.G. Bostrom описал у 60 кроликов действие рчКМБ-2 на
сращениеизъянакости
локтевой.
коллагеновая
Восстановление
губка.
Носителем
служила
структуры
абсорбирующая
кости
оценивалось
биомеханическим и рентгенологическим способамипри экспозиции от 2 до 6
недель оперативного доступа. Животные в зависимости от носителя были
разбиты на 3 группы: 1) коллагеновый носитель; 2) рчКМБ-2 с носителем
коллагена, 3) контрольная группа без имплантации. Имплантируемый
материал в область остеотомии укладывали без повреждения межкостной
мембраны. Контрольные точки 2, 3, 4 и 6 недель.Формирующаяся у
животных костная мозоль, по биомеханическим и рентгенологическим
признакам схожая с интактной костью, образовалась у животных с
пересаженным рчКМБ-2 к концу 4 недели. В группе контроля и в группе с
использованием
коллагеновой
губкиполноценная
мозоль
сформироваласьчерез 6 недель.
Операциям на позвоночнике с применением остеогенных факторов
роста посвящено множество экспериментальных работ. В частности, H.S.
Sandhu изучал у собак эффект рчКМБ-2. Целью работыбылоформирование
анкилоза между поперечными отростками позвонков. Установлено, что
51
одним из ведущих моментов при выполнении вмешательств является доза
остеогенного
фактора.
При
применении
КМБ
нет
необходимости
осуществлять декортикацию костной ткани. Остеогенная активность рчКМБ2значительнее, чем у аутотрансплантата из крыла подвздошной кости.
Используемые дозы протеина (от 57мг до 2,3 мг) через 3 месяца
эксперимента приводили к 100%-ному сращению, а аутотрансплантаты не
показывали подобного результата в те же сроки. К тому же при применении
больших доз рчКМБ-2 формирующаяся костная мозоль более прочна
(Булатов А.А., 2005).
Сходные данные получены J.H. Schimandle в результате эксперимента
над 45 белыми кроликами, которым после ламинэктомии был сделан
артродез поперечных отростков. рчКМБ-2 применялись в различных дозах, а
в качестве носителя использовали гидроксиапатит. В контрольной группе
животным
внедрялась
аутокость.
Согласно
рентгенологическим,
механическим и гистологическим даннымхорошее сращение достигается при
максимальных дозах КМБ (Булатов А.А., 2005)
Интересный опыт был представлен J.M. Lane с соавторами. Они
предположили, чтоболее хорошее остеогенное действие будет достигнутно в
результатесочетания рчКМБ-2 и костного мозга в качестве единого
трансплантата при анализе с моноприменением. Всем крысам был
сформирован 5-миллимитровый изьяндиафиза бедренной кости. Животные
разделены на 5 экспериментальных групп. В 1 группе в дефект кости бедра
внедряли рчКМБ-2 вместе с костным мозгом; во 2 применялилишь рчКМБ-2;
в 3 - костный мозг; в 4 - губчатый аллотрансплантат; в 5 - коллагеновый
носитель. Через 3, 6, 9 и 12 недель осуществлялся рентгенологический
контроль. Спустя 12 недель после оперативного внедрения проводили тест на
механическую прочность. Данные опытов свидетельствуют, что спустя 6
недель сочетание рчКМБ-2 и костного мозга приводит к костному сращению
в 100% случаев, внедренныйотдельно рКМБ-2 - к сращению кости через 12
недель в 80% случаев. Через такой же промежуток времени при внедрении
52
цельного трансплантата сращение кости наступает в 38% событий, одного
костного мозга - в 47%, а внедренный отдельно носитель коллагенасращения
не индуцировал. Изыскание доказало необходимость биологического
синергизма
при
совместном
действии
остеогенных
факторов
и
прогениторных клеток костного мозга. Показано экспериментально, что
костная, полученнаяпри индукции рчКМБ-2 анатомически сходна с нативной
костьюи
функционирует
так
биомеханическим, рентгенологическим
жесоответственно
и
гистологическим
нормальным
критериям.
Продемонстрировано, что новообразование кости, усиливаемое рКМБ-2,
само ограничивается, что возможно объяснить действием ингибиторов КМБ
в тканях, последовательно ослабевающим по мере удаления от места
пересадки остеогенного белка, а также влиянием молекулярных механизмов
отрицательной обратной связи (Дедух Н. В., 2004).
Общая характеристика BMP. Главная задача BMP - поддержание
процесса костеобразования во взрослом организме. По современным
научным источникам, BMP - это многофункциональные ростовые факторы,
относящиеся к суперсемейству В-трансформирующего фактора роста. BMP
действуют на рецепторы клеточной мембраны и играют значительную роль в
регулировании роста, дифференцирования и апоптоза различных типов
клеток, включая хондробласты, остеобласты,нервные и эпителиальные
клетки (ReddiA.H.2000). BMP - это трансмембранные димерные белки;
димеры BMP стабилизированы дисульфидными связями (по 3 связи внутри
каждого мономера и 1- между мономерами), что является предпосылкой для
остеоиндуктивности
белка.
Потеря
одной
из
связей
приводит
к
невозможности стимулировать костеобразование. Молекула BMP состоит из
110-140 аминокислотных остатков, идентифицировано 20 видов BMP.
Изучены применительно к регенерации кости и хряща ВМР-2 и ВМР-7, есть
сообщения об активном участии в остеогенезе и хондрогенезе и иных видов
BMP. BMP устойчивы к температурному воздействию до 65 °С, к
действиюмочевины, соляной кислоты, и гуанидину, но инактивируются
53
трипсином, легко связываются с гепарином. Устойчивость BMP к действию
колагеназы используется при биохимической экстракции их из костного
матрикса.
Локализации
BMP.
соединительнотканный
остеопрогениторные
Место
матрикс,
клетки.
BMP
нахождения
содержащий
BMP
неклеточный
мезенхимные
синтезируются
и
хондроцитами,
остеобластами и их предшественниками. Замечена высокая активность BMP
в ростовых зонах большеберцовойкости (метафиз, эпифиз, хрящ). В
хондроидных образованиях костного матрикса определяли наибольшую
концентрацию ВМР-7 (Kawakami Т. et al.,2001). Кроме скелета, BMP
обнаружены во многих нескелетныхучастках организма; предположительно,
это связано с выполнением ими нескелетных функций. Высокое содержание
BMP отмечено в простате и плаценте (Paralkar V.M. et al., 1998). BMP
сосредоточены в пульпе зуба и периодонтальных волокнистых структурах.
Деминерализованный матрикс костисодержит комбинацию видов BMP и
иныхфакторов роста, и BMP являются основным, определяющим его
остеоиндуктивность (Wang E.A. et al., 1988).
Методы получения BMP: синтез с применением генной инженерии
(rhBMP) и биохимическая экстракция из деминерализованного костного
матрикса. В 90-е годы прошлого столетия ведущим спосбомпутем получения
BMP была биохимическая экстракция из костного матрикса с помощью 4М
солянокислого гуанидина с дальнейшей очисткой методами электрофореза.
Из 100 кг деминерализованной кости можно получить около 57 мг BMP с
молекулярной массой 15000-57000 кДа.
Трудоемкость
процесса
необходимостьполучения
Технологическе
этапы
биохимической
протиновметодом
получения
экстракции
генной
рекомбинантных
определяет
инженерии.
-
rhBMP:
генноинженерная сборка биологической конструкции - гена молекулы белка
с известной последовательностью остатков аминокислот;введение созданной
молекулы в клетки бактерии Е. Coli; выработка объема бактериальной массы
54
для получения нужного количества протеина;
выделение белка из
бактериальной массы с дальнейшей биохимической очисткой.
При тестировании in vivo (экспериментальная модель эктопического
кальциноза) остеоиндуктивности rhBMP-7 на коллагеновой губке в дозе 40 нг
BMP
на
1
мл
коллагена
выявлены:20-кратное
увеличение
объема
минерального компонента (кальцификата); 3-кратное повышение объема
остеоида (к 90-м суткам имплантации); 5-кратное увеличение содержания
остеокальцина; 4-кратная активизация щелочной фосфатазы (Sampath Т.К. et
al., 1992). В90-х годахбыл произведен рекомбинантный белок BMP-7 в
овариальных клетках млекопитающих.
Механизм действия BMP. Результаты исследований молекулярных и
клеточных механизмов костеобразования свидетельствуют о том, что в
процессе остеогенеза в месте перелома участвуют разные ростовые факторы
(цитокины), которые влияют друг на друга, взаимодействуют с несколькими
типами клеток и, возможно, BMP являются среди них наиболее значимыми и
активными остеоиндукторами.BMP синтезируются скелетными клетками и
их активизируют. Источник BMP - остеопрогениторные и мезенхимные
стволовые клетки, а также остеобласты и хондроциты (WangY.J. etal.,2003).
Распространяясь через градиент концентрации, после синтеза, BMP локально
выражают свою активность: взаимодействуют с рецепторами на мембране
клеток-мишеней,
формируя
белковый
комплекс
(Reddi
A.H.,
2000);
контактируют с внеклеточными белками-антагонистами (noggin, chordin),
прекращая при этом свою активность (Ohikawara В. et al.,2002).На сигналы
BMP реагируют: клетки-мишени плюрипотентные мезенхимные стволовые
клетки, миобласты, фибробласты, остеобласты, нервные клетки; маркеры
метаболизма кости - щелочная фосфатаза, остеопонин, остеокальцин,
остеонектин.
BMP
стимулируют
рост
числа
клеток;
вызывают ускоренную
дифференцировку мезенхимных стволовых клеток в хондробласты и
остеобласты (Wang E.A. et al.,1993); повышают синтез коллагена; усиливают
55
активность щелочной фосфатазы; стимулируют синтез остеокальцина;
индуцируют
синтез
минерализацию
внеклеточного
(Osyczka
A.M.
матрикса
et
и
al.,2004).
его
последующую
BMP
усиливают
костеобразование, участвуя в хондрогенезе и остеогенезе, подобном
эмбриональному морфогенезу. Остеогенез с помощью BMP - это каскад
событий с такими важными фазами, как хемотаксис; быстрое деление
мезенхимных остеопрогениторных клеток; дифференцировка мезенхимных
стволовых клеток в хондробласты и формирование хряща; замена хряща на
костную ткань; ангиогенез и единство внеклеточного матрикса (Reddi
A.H.,1998).Типы
клеток,
участвующих
в
процессе
костеобразования,
являются клетками-мишенями для BMP. В пределах скелета клетки-мишени
BMP расположены в перихондрии, пластинках роста, периостии, суставном
хряще (Rountree R.B. et al.,2004). BMP совместно с компонентами матрикса
(при
использовании
биологического
или
синтетического
носителя)
активизируют процесс, приводящий к дифференцировке в зоне имплантации
остеопрогениторных клеток с формированием кости (Jeppsson C.,2003).
Задачи BMP в организме отрегулированы. Взаимодействие BMP с
рецепторами на мембранах клеток-мишеней уменьшается внеклеточными
белками-антагонистами
(noggin,
предотвращающие
последующую
их
chordin),
связывающие
активность.
Этот
BMP
и
механизм,
предположительно является реакцией защиты организма от чрезмерной
активности BMP при остеогенезе. Опыты на трансгенных мышах с
выраженным содержанием белка noggin в костях скелета демонстрировали
заметную остеопению (Tsumaki N. et al., 2002).
Балансом между концентрацией BMP и активностью их антагонистов
можно управлять с целью ускорения репарацииткани кости. В экспериментах
in vitro подавление активности noggin или chordin ускоряло остеогенез
(Kwong F.N. et al., 2008), однако современные биологические методы
повышенияостеоиндуктивности костных имплантатов акцентированы на
56
поставке больших концентраций BMP на различных типах носителей (Potier
E. et al., 2007).
Характеристика носителей BMP. После имплантации основная роль
носителя (система доставки) BMP заключается в сохранении этих
остеоиндукторов на участке их биологического действия в течение
длительного, клинически обоснованного времени. Длительный выход малых
или начальный выброс значительных количеств BMP отрицательно
сказываются на процессах регенерации (Seeherman H., Wozney J.M., 2005).
Современные биомедицинские требования к носителям BMP таковы:
биологическая совместимость с окружающими тканями; физиологическая
биодеградация с формированием нетоксичных продуктов распада; временная
синхронизированность биодеградации носителя с осуществляемой BMP
индукцией вновьобразованной кости; бимодальная пористая структура,
способствующая ангиогенезу, и остеокондуктивность (для твердых форм
носителей); возможность фиксации BMP на структурах носителя без
снижения остеоиндуктивности; способность защиты BMP от распада и
денатурации; возможность сохранения биологической активности BMP
после его фиксации на носителе; контролируемый «выпуск» биологически
активного BMP в зоне его действия; способность строго определенной
локализации BMP в месте имплантации (неконтролируемый выход белка за
область его локализации на носителе наиболее опасен при различных
вариантах
спондилодеза);
возможность
удобной
и
эффективной
стерилизации;устойчивость при длительном хранении; технологичность
процесса изготовления при коммерческом производстве.
Задаваемые
носителязависят
биомеханические
от
области
характеристики
его
применения
и
применяемого
предполагаемого
восстановления того или другого вида соединительной ткани: при
регенерации кости это - пористость и механическая прочность, при
восстановлении
хрящевой
ткани
-
устойчивость
к
значительным
компрессионным нагрузкам. Применяя разные типы носителей BMP,
57
возможно добиться снижения дозы BMP при сохранении клинически
эффективной репарации кости (Reddi A.H., 2000).
Биохимическая фиксация BMP на носителе. Возможность задержки
BMP в месте его предполагаемого действия в течение времени, достаточного
для образования кости, является одной из главных биологических
характеристик носителя. Описываемый процесс зависит от варианта
биохимической фиксации BMP к структурам носителя, вида носителя,
биологических характеристик rhBMP (наличие участков фиксации в
молекуле BMP) химических факторов среды в процессе фиксации (рН,
температуры, концентрации солей).
В сегодняшнее время общепризнанным технологическим принципом
применения BMP является его биохимическое соединение (или механическое
пропитывание) с биодеградируемыми носителями, в их качестве могут
выступать синтетические полимеры, природные полимеры, ксеногенная или
аллогенная кость, биокомпозиты, гелевые или пастообразные формы
биологических либо синтетических полимеров. Но клинически значимые
дозы биохимически очищенных, или рекомбинантных, BMP превышают
остеоиндукционные дозы эндогенных BMP, присутствующих в организме
здорового человека.
Биологические носители BMP. Костные аллогенные имплантаты,
применяемые более чем в 35% всех примеров применения имплантатов в
ортопедии и травматологии, имеют определенные преимущества перед
другими «заменителями» кости. Все известные методы физического и
химического действия, используемые при изготовлении имплантата кости,
оказывают существенное влияние на его остеоиндуктивность и в итоге - на
клиническую
эффектиность
применения
готового
изделия.
Остеоиндуктивность костного имплантата в определенной мере зависит
также от донорского исходного костного материала. Многие авторы
отмечают
нестабильные
или
низкие
показатели
остеоиндуктивности
аллогенных костных имплантатов, произведенных в разных банках ткани.
58
Биологическая
оптимизация,
или
активизация,
остеоиндуктивности
ксеногенных или аллогенных имплантатов кости может быть достигнута в
процессе деминерализации с применением остеоиндуктивных белков либо
других ростовых факторов. Применяя ВМР-2 вместе с деминерализованным
матриксом кости в опытах на крысах получали повышенное образование
остеоида по сравнению с таковым при использовании аутологичной кости
(Schwartz Z. et al.,1998).
Добавляя ВМР-7 к аллогенному имплантату кости, в экспериментахна
собаках получали более высокий процент костных сращений, чем при
применении
аутологичной
кости
(Lewandrowski
K.U.
et
al.,
2007).
Сравнивалось влияние на остеогенную дифференцировку мезенхимных
стволовых клеток и активность щелочной фосфатазы таких материалов, как
деминерализованный костный матрикс (ДКМ), ДМК с добавлением ВМР-7
(ДКМ+ВМР-7),
костный
коллаген
с
ВМР-7,
костный
коллаген,
замороженный костный имплантат, замороженный костный имплантат с
ВМР-7. Показано, что ДКМ с ВМР-7 в большей степени стимулировал
активизацию
щелочной
фосфатазы
и
остеогенную
дифференцировку
мезенхимных стволовых клеток (Tsiridis E. et al., 2007).
Коллагеновые губки. Фиксация BMP на коллагене производится путем
ионного связывания и зависит от изоэлектрического заряда коллагена и BMP.
Изменение этого заряда приводило к 100-кратнойразнице в количестве
фиксированного BMP (Uludag H. et al., 1999). Известные следующие виды
коллагена как носителя остеоиндуктивного протеина: полностью ДМК,
мембраны, гели, коллагеновые губки (Kirker-Head C.A., 2000).
Природные полимеры-носители BMP. Хитозан - полученный в
результате
дезацетилирования
природного
полимера
хитина
биодеградируемый полимер. Соединение хитозана с синтетическими
полимерами
может
бытьхорошим
носителем
rhBMP.
Возможными
сочетаниями также являются хитозан-альгинатные гели с мезенхимными
стволовыми клетками и rhBMP-2, хитозан с синтетическим полимером PGA,
59
хитозан-желатин
с
rhBMP-2.
Биологические
мембраны
на
основе
хитозановых нанофибрилл с добавлением rhBMP-2 показывали в опытах in
vitro остеогенную дифференцировку (Park Y.J. et al.,2006).
Желатин - гидролизуемая форма коллагена, поперечно связанного при
обработке теплом. В виде носителей BMP чаще использовались гидрогели
желатина,
способного
фиксировать
большее
количество
BMP,
чем
коллагеновые губки. Эффективность желатина как носителя ВМР-2
исследовалась в экспериментах на животных (Takahashi Y. et al., 2007).
Недостатком носителя является склонность к быстрой биодеградации,
удлинение
биодеградации
желатиновых
носителей
производилось
с
помощью биохимической сшивки глутаровым альдегидом, но при этом
отмечалась
токсичность
замедлении
остеоидной
желатинового
матрикса,
дифференцировки
проявляющаяся
клеточной
культуры
в
в
исследованиях in vitro. Цитотоксический эффект зависел от концентрации
используемого для сшивки желатина глутарового альдегида, уменьшение
токсичности определялось после 4-суточной отмывки сшитого матрикса от
глутарового альдегида (Liu H.C., et al., 2001). ВМР-2, фиксированный на
сшитом глутаровым альдегидом гидрогеле желатина, показывал большую
остеоиндуктивность, чем ВМР-2 без желатинового матрикса (Paralkar V.M.,
et al., 1998). В экспериментах на кроликах биокомпозита на основе
трикальцийфосфата и желатина отмечена более высокая остеоиндуктивность
при меньших концентрациях кальцийфосфата. Этот биокомпозит обладал
большей склонностью к биодеградации при воздействии коллагеназы и
вызывалусиление активности щелочной фосфатазы в области имплантации
носителя при значительных концентрациях трикальцийфосфата (Takahashi Y.
et al., 2005). Сшитый глутаровым альдегидом желатиновый матрикс в виде
микросфер in vitro показывал более длительный «выпуск» BMP, чем
синтетический биодеградируемый полимер (Patel Z.S. et al., 2008).
Минеральные носители BMP. Основное преимущество минеральных
носителей на основе фосфатов кальция перед коллагеновыми носителями 60
возможность значительного снижения эффективной дозы BMP за счет того,
что биокерамические носители остеоиндуктивны и остеокондуктивны.
Гидроксиапатит. Кость на 70% состоит из гидроксиапатита - формы
фосфата кальция. Гидроксиапатит как носитель BMP изучали в виде гранул,
блоков,
порошка
(Tsuruga
E.,
et
al.,
1997).
Для
повышения
остеоиндуктивности к гидроксиапатиту с ВМР-2 добавляли коллагеновую
губку, коллаген, трикальцийфосфат. Композиции успешно тестировали на
экспериментальных моделях in vitro и in vivo (Shimaoka H. et al., 2004).
Отмечено, что для биохимической фиксации на гидроксиапатите BMP может
быть в водной фазе или в лиофилизированной форме; технологический
процесс не требует повышения температуры, что снижает риск денатурации
белка-остеоиндуктора.
Наноразмерные носители BMP. Носители BMP наноразмеров (до 100
нм) успешно исследовались в многочисленных опытах. Микросферы биодеградируемого синтетического полимера PLGA способны фиксировать
большее количество BMP, вызывая увеличение остеоиндуктивности в
экспериментах на кроликах и крысах (Ruhe P.Q. et al., 2005). В опытах на
кроликах повышенную остеоиндукцию показывал биокомпозит, состоящий
из нанодисперсного коллагена, гидроксиапатита и BMP (WangY.J. et. al.,
2003).
Микросферы
желатина
и
декстрана
термостабилизированнымигидрогелями
(20-40
декстрана
мкм)
и
в
смеси
желатина
с
с
фиксированными ВМР-2 изучались на предмет активизации перидонтальной
регенерации в экспериментах на собаках, длительность выхода ВМР-2
колебалась от 18 до 28 сут, в зависимости от соотношения компонентов
биокомпозита (Chen F.M. et al., 2007).
Клиническое
применение
коллагеновой пасты
BMP.
Применение
rhBMP-7
в
виде
в терапии больных с открытыми переломами
большеберцовой кости способствовало достижению сращения переломов в
большем проценте случаев, сокращало кратность повторных хирургических
61
вмешательств. При этом более высокие дозы BMP были эффективнее
(Friedlaender G.E. et al., 2001; McKee M.D. et al., 2002; Ristiniemi J. et al.,
2007),показано (на небольшом клиническом материале) сокращение сроков
заживления переломов по сравнению с таковыми при использовании только
аутологичной костной ткани (Bilic R. et al.,2006). ВМР-7 не вызывал
аллергических
реакций,
не
замечено
гетеротопическогоформирования
костивне зоны имплантации (McKee M.D. et al., 2004; Van Houwelingen A.,
McKee M.D., 2005). Эффект от использования rhBMP-7 для достижения
костного
сращения
при
вертебральной
патологии
сопоставим
с
эффективностью аутологичной кости (JohnssonR. et al., 2002). Нет
проявлений системной токсичности препарата, стеноза позвоночного канала
или смещенного формирования кости (VaccaroA.R. et. al., 2003; VaccaroA.R.
et. al., 2004). При исследовании, включавшем пациентов в возрасте от 21 года
до 24 лет с факторами риска костных несращений (недостаточность
надпочечников, гипертония, ожирение, длительное курение, ревматоидный
артрит, гипертиреоз), выявлено, что ВМР-7 эффективен и безопасен для
достижения спондилодеза (GovenderS. et al. 2002). Vaccaro Vaccaro A.R. et al.,
2003; Vaccaro A.R. et al., 2005) обследовали 36 пациентов, оперированныхв
связи с дегенеративным поясничным спондилезом со стенозом позвоночного
канала. У части больных применялась паста с rhBMP-7 совместно с
аутотрансплантатом из гребня подвздошной кости (основная группа), у
других пациентов - аутотрансплантат из гребня подвздошной кости
(контрольная группа). Через 1 год сращение кости определено в
экспериментальной группе у 86% пациентов, в контрольной - у 73%, через 4
года - соответственно у 69 и 50%.
Kanayama и соавторы (Kanayama M. et al., 2006) сравнили эффект от
применения пасты с rhBMP-7, с керамическими гранулами, и
от
аутотрансплантатов из гребня подвздошной кости. При этом у 19 больных с
дегенеративным спондилолизом на уровне L3-L4 или L4-5 был произведен
заднебоковой спондилодез. У 9 пациентов применяли ВМР-7 (основная
62
группа), у 10 - аутотрансплантат из гребня подвздошной кости (контрольная
группа). Сращение кости наблюдалось в основной группе у 78% (7 из 9)
пациентов, в контрольной - у 90% (9 из 10). При морфологическом
исследовании полноценное костное сращение показано у 57% (4 из 7)
больных основной и у 78% (7 из 9) пациентов контрольной группы.
Жизнеспособная кость отмечена в 6 из 7 случаев применения ВМР-7 и во
всех случаях применения аутотрансплантатов.
Рекомбинантный rhBMP-2 на коллагеновой губке ACS в терапии
переломов длинных костей. Govender и соавторы (Govender S. et al., 2002)
описываюттерапию rhBMP-2 на коллагеновом носителе в дозе 0,75 мг/мл
(суммарная доза 6 мг) и 1,50 мг/мл (суммарная доза 12 мг). В исследование
включены
450
пациентов
из
11
стран
с
открытыми
переломами
большеберцовой кости. Всем пациентам производился интрамедуллярный
остеосинтез титановым стержнем. RhBMP-2/ACS «Infuse» накладывали на
место травмы перед закрытием раны (основная группа). Контролем служила
группа пострадавших, лечившихся без применения BMP. Через 12 месяцев
обследован 421 (94%) больной. В основной группе сращение переломов
замечено в более короткие сроки, чем в контрольной. Положительный
результат от применения rhBMP-2 был дозозависимым: при дозе 1,50 мг/мл
реже отмечались гнойные осложнения, быстрее происходило заживление,
реже были необходимы повторные оперативные вмешательства, сращение
перелома без повторных операций было достигнуто у 74% больных против
54% в контрольной группе. Эти данные способствовали одобрению
Европейским агентством по оценке лекарственных продуктов (ЕМЕА) в 2002
г. и Управлением по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов
и медикаментов США (FDA) в 2004 г. применения rhBMP-2/ACS в терапии
открытых переломов большеберцовой кости методом интрамедуллярного
остеосинтеза (Govender S. et al, 2002). При использовании rhBMP-2 на
коллагеновой губке показана идентичная или большая частота сращения
телпозвонков по сравнению с таковой при применении аутологичного
63
трансплантата из гребня подвздошной кости, сращение получено у 94,5% из
143 больных (Burkus J.K. et al., 2005), у 93,8% из 67 (Haid R.W. et al., 2004), у
99% Из 21 (Mummaneni P.V. et al., 2004), у 100% из 49 пациентов (Schwender
J.D. et al., 2005). Осложнения, характерные для хирургического забора
аутологичной кости, отсутствовали.
Побочные эффекты при применении BMP редки и проявляются в виде
местной эритемы и небольшого отека в области внедрения остеоиндуктора.
Повышена
биодеградация
аллогенного
деминерализованного
костного
имплантата при добавлении к нему BMP (Fukuroku J. et al., 2007).
При серологическом тестировании больных, в терапии которых
использовался rhBMP на биологических носителях, показано наличие
антител к рекомбинантному остеоиндуктору, применяемому на коллагеновой
губке, однако при этом чаще выявлялись антитела к коллагеновому
носителю, чем к самому rhBMP (Roux P. et al., 1999). Противопоказания к
применению rhBMP: беременность, онкологическая патология, недоразвитие
скелета, гиперчувствительность к BMP и коллагену.
Несмотря на положительные данные, полученные при изучении
костных морфогенетических белков, ряд аспектов остается нерешенным:
выбор
эффективной
технологии
получения
BMP,
адекватного
биодеградируемого носителя для BMP, химическая фиксация BMP на
биодеградируемом носителе, определение клинически эффективной дозы
BMP
в
зависимости
от
этиологии,
локализации,
выраженности
патологического процесса, пути снижения коммерческой стоимости BMP.
Экспериментальные
и
клинические
исследования
BMP
проводятся
практически во всех странах мира. Участие в них большого количества
ведущих зарубежных научно-исследовательских центров, подключение
значительных финансовых ресурсов позволяют надеяться на дальнейшую
эффективную разработку проблемы и успешное применение данного
остеоиндуктора в медицине.
64
Исследование влияния наночастиц на организм вносит вклад в
развитие фундаментальных представлений о воздействии новых материалов
на биологические объекты. Необходимо учитывать повышенную активность
наночастиц, в том числе из-за их размера, их использование при более низких
концентрациях снижает «нагрузку» и риск вредного влияния на организм.
Наночастицы могут попадать в организм ингаляционно, перорально,
перкутанно и парентерально (конъюгированно с наночастицами). Контакт
человека с наноматериалами возможен на стадии разработки, производства,
переработки
и
использования.
Пероральное
поступление
наночастиц
представляет собой еще один путь их попадания в организм. Пероральное
поступление возможно в случае контаминации наночастиц пищи, переноса
наночастиц в ротовую полость с кожных покровов и, наконец, при
пероральном приеме лекарственных препаратов, созданных на основе
наночастиц. Хотя всасывание наночастиц в желудочно-кишечном тракте
незначительно, в большинстве исследований было показано, что пероральное
введение сопровождается некоторым повышением их уровня в плазме крови.
Известно, что степень всасывания наночастиц в желудочно-кишечный тракт
зависит от их размера и характеристик поверхности, причем мелкие,
нейтральные гидрофобные наночастицы всасываются лучше, чем крупные и
гидрофильные (Hussain et al., 2001). Наночастицы с легкостью проникают в
альвеолы легких за счет броуновского движения. Показано, что наночастицы
в воздухе имеют тенденцию к спонтанной агрегации и формированию более
крупных частиц (Sioutas et al., 2005). В результате конденсации паров воды
также может наступать агрегация наночастиц в воздухе. С увеличением
размера наночастиц уменьшается вероятность их попадания в альвеолы. При
этом агрегация с укрупнением наночастиц в воздухе определяет возможность
их контакта с желудочно-кишечным трактом и кожей. Но изобретение
искусственных покрытий наночастиц (с помощью полиэтиленгликоля,
например) для снижения их контакта препятствует агрегации воздушных
наночастиц и делает более вероятным попадание их в нижние дыхательные
65
пути. Это было установлено в ходе опытов на грызунах, показана
транслокация наночастиц из просвета альвеол в интерстиций легких
(Oberdorster, 2000). Перенос наночастиц из окружающей среды в легкие и
впоследствии в кровеносное русло значим, об этом свидетельствуют
исследования роли вдыхаемых наночастиц в патоморфозе ряда нозоологий.
Radomski
(Radomskiet
al.,
2005)
определили,
что
углеродные
нанотрубкиускоряют тромбообразование in vivo и усиливают агрегацию
тромбоцитов in vitro.
Данные о транслокации вдыхаемых наночастиц из альвеолярного
дерева в другие органы, неоднозначны. Kreyling (Kreyling WG et al., 2000,
Kreyling WG 2002, Kreyling WG, 2004) показали, что у крыс из легких в
селезенку, печень, мозг и сердце транслоцируется до 1% иридиевых
наночастиц диаметром 80 и 15 нм. В организме человека не установлено
прониконовения углеродных меченых технецием –99 наночастиц из легких в
другие органы (Brown et al., 2002). Резюмируя, современные данные
установлено, что для проникновения наночастиц легкие представляют собой
барьер.
В
некоторых
экспериментальных
исследованиях
на
крысах
наблюдалась способность вдыхаемых наночастиц поступать через эпителий
носоглотки и обонятельную луковицу в центральную нервную систему (Elder
et al., 2006). Результаты этих исследований, по-видимому, не подлежат
прямому переносу на аналогичную ситуацию у людей. Это связано с тем, что
крысы имеют значительно большую площадь обонятельного эпителия, а
относительная масса их обонятельной луковицы в 177 раз больше, чем у
человека. Тем не менее, в некоторых клинических исследованиях был
обнаружен захват нейронами обонятельной луковицы человека вводимых
интраназально наночастиц золота диаметром 50 нм (de Lorenzo, 1970). Кроме
того, хорошо известен факт миграции по нервным путям некоторых
наноразмерных вирусов. Таким образом, транслокация вдыхаемых с
воздухом наночастиц в нейроны ЦНС представляется весьма вероятной. Эти
66
данные вызывают особенную настороженность, поскольку в одном из
последних исследований было показано, что магниевые наночастицы
обладают выраженной нейротоксичностью, вызывая оксидативный стресс,
истощение внутриклеточных запасов дофамина и гибель нейронов (Hussain et
al., 2006).
Наночастицы могут поступать в организм человека через кожу.
Усиление интереса к перкутанному пути поступления наночастиц связано с
активным
использованием
нанотехнологий
в
производстве
одежды,
косметических средств и солнцезащитных кремов. Изучению вопроса о
проникновении наночастиц оксида титана (10-60 нм), входящих в состав
солнцезащитных кремов в качестве поглотителей ультрафиолетового
излучения, в эпидермис человека и животных был посвящен целый ряд
исследований (Gamer et al., 2006, Mavon et al., 2007). В этих исследованиях не
было зафиксировано проникновения наночастиц оксида титана глубже
рогового слоя эпидермиса, хотя в некоторых случаях отмечалось их
избирательное накопление наночастиц в волосяных фолликулах (Nohynek et
al., 2007). С другой стороны, в последнее время были получены данные о
хорошей проникающей способности квантовых точек через кожу. В иных
экспериментах (Ryman-Rasmussen et al., 2006) изучалось влияние размера,
заряда и формы квантовых точек на глубину их проникновения через кожу
свиньи in vitro. При этом мелкие сферические квантовые точки, в отличие от
крупных
квантовых
точек
эллиптической
формы,
проходили
через
эпидермис и накапливались в дерме. В то же время, прохождения квантовых
точек через все слои кожи авторы этой работы не наблюдали. Проникновение
наночастиц железа, имеющих диаметр менее 10 нм, в дерму кожи человека in
vitro было показано в работе Baroli et al. (2007). Таким образом, имеющиеся
данные
свидетельствуют
о
том,
что
«мелкие»
наночастицы
могут
преодолевать кожный барьер, особенно в условиях повреждения кожи или ее
заболеваний.
67
Исследования кожной токсичности наноматериалов не выявили
сколько-нибудь значимых негативных эффектов при локальном нанесении на
кожу различных рецептур, содержащих наночастицы. С другой стороны,
некоторые наноматериалы обладали достаточно высокой цитотоксичностью,
выявленной на клеточных культурах in vitro (Sayes et al., 2006). Такое
противоречие с результатами, полученными in vivo, может объясняться
меньшей проникающей способностью наночастиц через интактную кожу.
Эта точка зрения находит дополнительное обоснование в виде результатов
экспериментов (Sato et al., 2005), которые показали формирование крупных
гранулем при подкожной имплантации нанотрубок крысам.
Токсичность наночастиц может быть связана с двумя основными
взаимосвязанными механизмами - воспалением и оксидативным стрессом
(Dick et al., 2003). При этом совершенно очевидно, что далеко не все
наночастицы
обладают
способностью
индуцировать
воспаление
и
оксидативный стресс. Так, например, в других изысканиях (Xia et al., 2006)
было
обнаружено,
что
оксид
титана,
нанодисперсный
углерод
и
карбоксилированый полистирол не вызывают окислительного стресса в
линии макрофагов мыши, тогда как катионный полистирол и наночастицы,
загрязняющие воздух, вызывали значимое усиление образования свободных
радикалов. Потенциальная токсичность некоторых типов наночастиц может
быть связана со специфическими механизмами. В частности, катионные
дендримеры
могут
вызывать
дезинтеграцию
плазмалеммы
за
счет
взаимодействия положительно заряженных терминальных группировок
дендримера и отрицательно заряженных липидов, входящих в состав
мембраны (Mecke et al., 2004).
На сегодняшний день освещены данные экспериментов, показывающих
токсичность нанотрубок при их ингаляции мелким грызунам. При этом
пролонгированная экспозиция однослойных и многослойных нанотрубок
может вызывать хроническое воспаление легких, формирование гранулем,
фиброз и в некоторых случаях смерть (Warheit et al., 2004, Саггего-Sanchez et
68
al., 2006). Интратрахеальное введение эквивалентной массы нанотрубок и
нанодисперсного углерода позволило определить, что воспалительные
изменения в легких являются специфическими именно для нанотрубок,
поскольку введение углеродных наночастиц не сопровождалось какими-либо
гистологическими нарушениями в легких (Shvedova et al., 2005).
Характерен тератогенный эффект (Lewinski N., 2008) наночастиц
серебра. При размеромах 5-50 нм они цитотоксичны и обладают
антибактериальной активностью in vitro по отношению к гепатоцитам крыс
(Alt V., 2004). Генез токсичности повлечен нарушением функционирования
митохондрий,
окислительным
стрессом,
повышением
проницаемости
мембраны (Lesniak W., 2005). По данным ряда авторов, воздействие при
экспозиции 28 дней при вдыхании наночастиц серебра на крыс в
концентрации 1,73·104 – 1,23·106 частиц/см3 не показало существенной
динамики в массе тела и больших отклонений от контрольной группы
биохимических показателей анализов крови. (Ji J.H., 2007).
Выраженной токсичностью обладают наночастицы алюминия, они
снижают синтез м-РНК, индуцируют клеточную пролиферацию, вызывают
проатерогенное воспаление, дисфункцию митохондрий (Chen L., 1998).
Подробно описаны токсические свойства соединенийуглерода. Одностенные
и многостенные УНТ цитотоксичны и индуцируют оксидантный стресс
(Donaldson K., 2006).
Установлено, что провоспалительные эффекты наночастиц зависят от
площади их поверхности. Так, ингаляция наноразмерных частиц оксида
титана в течение 3 месяцев вызывала более выраженные воспалительные
изменения в легких, чем ингаляция микрочастиц того же вещества
(Oberdorster et al., 1994). Аналогичная зависимость провоспалительного
эффекта от удельной площади поверхности наблюдалась и у углеродных
наночастиц в ходе экспериментов на крысах (Donaldson et al., 2002). С другой
стороны,
некоторые
исследования
не
подтверждают
зависимости
выраженности воспалительного ответа от размера и площади поверхности
69
наночастиц (Sayes et al., 2006). Существует мнение, что наличие
провоспалительных эффектов наночастиц зависит не от площади их
поверхности, а от свойств поверхности как таковой. В другом исследовании
(Warheit et al., 2006) реактивность поверхности кварцевых наночастиц
различного размера оценивалась с помощью гемолитического потенциала.
При этом выраженность воспалительных изменений в легких коррелировала
не с размером наночастиц, а с реактивностью их поверхности.
Исследования
острой
системной
токсичности
наночастиц
немногочисленны. Результаты этих исследований свидетельствуют о том, что
большинство наноматериалов могжет быть отнесено к разряду умеренно
токсичных и малотоксичных по классификации Hodge и Sterner (1949). LD 50
этих веществ колеблется от 50 до 5000 мг/кг. Интересным является тот факт,
что для большинства наночастиц органами-мишенями входят в состав
ретикуло-эндотелиальной системы. Так, например, при исследовании острой
системной токсичности G3 катионного меламинового дендримера в качестве
органа-мишени была идентифицирована печень (Neerman et al., 2004). Эти
данные вполне объяснимы, поскольку наночастицы после опсонизации
действительно активно захватываются элементами ретикуло-эндотелиальной
системы. Поскольку наночастицы, используемые в биомедицинских целях,
зачастую покрывают биосовместимыми покрытиями, затрудняющими их
распознавание и поглощение фагоцитами, органы-мишени для таких частиц
могут быть иными. В частности, важную роль в элиминации такого рода
наночастиц могут играть почки. Такие наночастицы, как углеродные
нанотрубки, водорастворимые производные фуллеренов и дендримеры
невысоких порядков преимущественно выводятся из организма почками
(Stern, Mc Neil, 2008).
Изысканияна
мышахтоксичности
наночастиц
меди
(23,5
нм),
микрочастиц меди (17 микрон) и ионов (CuCl2) при пероральном введении
определило параметры острой токсичности (ЛД50): 413, 5000 и 110 мг/кг
(Chen Z., 1998). Печень, селезенка, почки показаны органами-мишенями для
70
токсикодействия. Помимо этого инактивировали активность печеночных
глутатион-S-трансферазы, глутатион-пероксидазы и глутатион-редуктазы и
индуцировалиусиливали окислительное повреждение гепатоцитов крыс
(Ostiguy C., 2006). Показаны уменьшение активности щелочной фосфатазы и
уровня триацилглицеридов, увеличение селезенки, снижение масс тимуса и
сердца, активности АСТ, определялась нефропатия (Ostiguy C., 2006).
Негативный ответ получен приизучение уровня мутагенов трех производных
C60 на Salmonella thyphimurium и Escherichia (Ostiguy C., 2006). Индукция
активных форм кислорода и окисление биологических молекул это ведущая
причинаагрессии углеродных наноструктур. Изыскания цитотоксичности на
2
полосах
человеческих
эпителиоцитов
диоксида
кремния
в
виде
нанопроволоки и наночастиц in vitro выявили, что концентрация 190 мкг/мл
пороговая,
ниже
нее
нетэффектов
токсичности.
При
повышении
концентрации разрушаютсямембраны (маркером является цитозольная ЛДГ),
развивается некроз клеток. Перорально вводимые наночастицы на основе
полистирола (30, 100 и 300 нм) попадаютв селезенку и печень. 50 %
животных
гибло
при
инъецировании
наночастиц
полиизобутил-
цианоакрилата размером 200 нм в дозе 40 мл/кг. Только при высоких дозах
(от 1,4 до 3600 пМ/мышь) показано воспаление и легких тромбоз, что
подтвердили изыскания квантовых точек на основе CdSe/ZnS в дозах. При
этом в почках кадмий не определялся. Анализ литературных данных
токсических свойств наночастиц и наноструктурированных материалов
показывает их недостаточность. Определено, что токсичность связана с
путем получения, структурой нанокластеров и наночастиц, размерами, а
также от опытной модели, на которой проводятся изыскания. Разнятся
органы
воздействия
и
пути
развития
токсического
эффекта.
Ряд
наноструктурированных материаловсоздает активные формы О2 (Long T.C.,
Reevesa J.F., 2005). Изменяютсяпути прохождения через тканевые барьеры,
внутриклеточно и взаимодействовать с компонентами цитозоля (Глушкова
А.В., 2005, Kaura I.P., 2010)
71
На мышах продемонстрированы отличия в токсичности микрочастиц и
наночастиц цинка. При этом микрочастицы цинка оказались более токсичны,
чем наночастицы. Определено повреждение функции почек, наночастицы
цинкаиндуцировалии непорядок системы свертывания крови и анемию
(Wang B., 2006).
Известно, что некоторые наночастицы вызывают нарушение функции
лизосом. Так, например, было показано, что кварцевые наночастицы могут
вызывать повышение проницаемости мембран лизосом и высвобождение
лизосомальных ферментов с последующим запуском апоптоза альвеолярных
макрофагов (Thibodeau et al., 2004). Активация аутофагии in vitro была
отмечена под действием наноразмерных частиц оксида неодима (Chen et al.,
2005), квантовых точек (Seleverstov et al., 2006) и фуллеренов (Yamawaki,
Iwai, 2006).
К
настоящему
времени
исследований, посвященных
было
опубликовано
изучению
всего
потенциальных
несколько
канцерогенных
эффектов наночастиц и наноматериалов. Согласно данным Nelson et al.
(1993) и Mori et. al. (2006), фуллерены не стимулируют формирования
опухолей при длительном нанесении на кожу животных и не обладают
мутагенным действием на клеточных культурах. С другой стороны, было
показано, что фуллерены могут оказывать мутагенный эффект in vitro при
облучении
видимым
светом
и
наличии
микросом, выделенных
из
гепатоцитов (Sera et al., 1996). Мутагенность фуллеренов при их облучении,
по-видимому, связана с образованием липоперекисей за счет высвобождения
синглетного кислорода в процессе перехода молекулы фуллерена из
возбужденного
в
стационарное
состояние.
Суммируя
результаты
исследований, посвященных изучению мутагенных эффектов наночастиц
оксида титана, можно сделать следующий вывод. Некоторые исследования,
выполненные in vitro на изолированных клетках и клеточных культурах,
показали,
что
цитотоксическим
воздействие
и
ультрафиолета
генотоксическим
эффектам.
72
может
С
приводить
другой
к
стороны,
исследования, проведенные in vivo, не подтверждают наличия какого-либо
онкогенного эффекта данных наночастиц.
При изучении отдельных видов наночастиц было показано, что одними
из первых были объекты, которые давно известны, являются металлические
наночастицы и формируемые ими нанокластеры. Изучены наночастицы
серебра и золота (Дыкман Л.А, 2008). Тип модификации золотых наночастиц
действует на функционирование макрофагов, на токсический эффект in vitro.
Эксперименты на эмбрионах потоксичности наночастиц золота выявили, что
эмбриотоксические свойства явны у наночастиц размером 0,8 нм, чем 1,5 нм.
В широкомасштабныех исследованиях Коваленко и Фолманиса
(Коваленко Л.В., 2008) проведены воздействия наночастиц железа на
крупнорогатый скот, мышей, рыб, птиц, крыс, некоторые растения. При
пероральной острой
экспозиции взвеси наночастиц железа мышам не
выявлено токсических реакций в дозе 50, 100 и 500 мкг/кг. На культуре
клеток
человеческихфибробластов
выявленопонижение
токсичности
суспензии оксида железа γ-Fe2O3 вместе с гуминовыми кислотами (по
материалам сайта: «www.nanometer.ru»). Показана эмбриотоксичность и
тератогенные эффекты (Withdrawal assessment, 2010). При вдыханиикрысами
линии Sprague Dawley наночастиц оксида железа размерами 22 и 280 нм в
дозах 0,8 и 20 мг/кг индуцировало активные формыО2 в клетках,
гиперплазию, гиперемию и фиброз легочных тканей. В крови показано
повреждение
системы
свертывания
(Zhu
M.-T.)
Изыскания
свойств
наночастиц цинка и его оксида на редисе (Raphanus sativus), кукурузе (Zea
mays L.), огурце (Cucumis sativus), рапсе (Brassica napus napus), определили,
что вдоза 2000 мг/л снижает удлинение корней и ухудшает прорастание
кукурузных семян. Усиливающая величина (IC50) - 50% для редьки, которая
составила 50 мг/л, рапса – 20 мг/л (Lin D., 2010). Часто применяетсяв составе
наноструктурированных материалов и в чистом виде оксид титана. При
ингаляции крысам токсикологические исследования тонких (250 нм) и
ультратонких (20 нм) TiO2 показали, что частицы размером 20 нм
73
накапливаются в лимфоидных тканях (Ostiguy C., 2010), повреждают ДНК
лимфоцитов и нейроцитов. В результате возникаютреактивные формы
кислорода, накопления малонового диальдегида и окислительного стресса
(Глушкова А.В., Kang S.J., Long T.C., Lu N.).
При совокупном анализе данных литературы становится очевидным
что не везде и не всегда наноструктурированные материалы действуют
токсично или оказывают иное повреждающее влияние. Ряд исследователей
показали цитотоксический эффект, в частности магнитных частиц на базе
оксида железа (Withdrawal assessment report, Zhu M.-T., Feng W.Y), иные
доказывают их безвредность (По данным сайта: «www.nanometer.ru»,Пул Ч.,
2010), что свидетельствует о необходимости дальнейших изысканий в этой
сфере.
74
2. Глава 2. Материалы и методы исследования
2.1. Материалы исследования
Эксперимент был выполнен нами на
832 крысах-самцах линии
"Вистар" массой 200-250 граммов из питомника РАМН «Столбовая»
Московской области, которые в комфортные температурные условиях
пребывали в виварии(температура окружающего воздуха около 21°С).
Световой день составлял двенадцать часов. Для питания животных
использовались полноценные корма для грызунов с дополнительным
прикормом в виде фруктов и овощей. Вода употреблялась животными
самостоятельно из поилок. Пища и жидкость принимались животными ad
libitum. Текущая уборка клеток осуществлялась ежедневно. Генеральная
уборка с дезинфекцией клеток выполнялась еженедельно. Все манипуляции
содержания животных, проведения процедур и тестирования полученных
данных проводились в соответствии со стандартами ISO 10993-1-2003 и
ГОСТ Р ИСО 10993.2-2006.
Для проведения эксперимента животные были поделены на 6 групп:
1. Особи, которым была выполнена трефанация черепа без применения
имплантатов и биокомпозитов - 60 животных.
2.
Животные, которым был внедренбиокомпозит после трефанации
черепа:
2.1. Состоящий из желатина- гидроксиапатита- декстрана – 50 особей.
2.2. Состоящий из коллагена - гидроксиапатита (ГАП)– декстрана - 50.
3.
Особи,
которым
введен
имплантат
после
трефанацииизизнаноструктурированоого титана:
3.1. Наноструктурированный титан ВТ1-0:
3.1.1. Наноструктурированный титан ВТ1-0 без покрытия - 60 особей.
3.1.2.
Наноструктурированный
титан
фосфатнымслоем - 60 особей.
3.2.
Наноструктурированоого титана Grey:
75
ВТ1-0
покрытыйкальций-
3.2.1. Подвергнутый МДО обработке –60 особей.
3.2.2. Подвергнутый ПСО обработке – 60 особей.
4.
Особи,
которым
внедрен
композитный
материал
из
наноструктурированоого титана Grey с биопокрытиями;
4.1. С одним слоем покрытия (желатин, декстран):
4.1.1. ПодвергнутыйМДО обработке – 60 особей.
4.1.2. Подвергнутый ПСО обработке – 60 особей.
4.2. С двумя слоями покрытия (первый - желатин, декстран коллаген,
декстрана; второй - гидроксиапатит коллаген, декстрана CPH926 «Имтек»):
4.2.1. Подвергнутый МДО обработке – 60 особей.
4.2.2. Подвергнутый ПСО обработке – 60 особей.
5. Животные, которым имплантирован композит из наноструктурированоого
титана Grey покрытого слоями биокомпозов: с двумя слоями (первый желатин, декстран коллаген, декстрана; второй - гидроксиапатит коллаген,
декстрана) и с внедрением КМБ (ВМР-2):
5.1. Подвергнутый МДО обработке – 60 особей.
5.2. Подвергнутый ПСО обработке – 60 особей.
6. Животные, которым были введены наночастицы железа:
6.1. На кожные покровы– 30 особей.
6.2. Интраназально– 30 особей.
6.3. Контрольная группа – 20 особей.
2.2. Методы исследования
Для изучения морфогенеза и патогенеза в системе макроорганизм –
костная ткань - наноструктурированный объект нами были разработаны
экспериментальные модели реконструкции черепа следующего характера:
Выполнение трефанации черепа. Вводный наркоз осуществлялся при
помощи диэтилового эфира. Использовалась стеклянная емкость с плотнопритертой крышкой для исключения испарения эфира в окружающую среду.
В емкости имелось ванночка в которую помещалась вата, после чего на вату
76
наносился диэтиловый медицинский эфир в объеме 1 мл. Животное
помещалось в указанную емкость. Глубина наркоза соответствующая уровню
IIIа-б достигалась ингаляцией паров эфира.
Животное извлекалось из склянки и фиксировалось на препараторском
столике за четыре конечности. После чего проводилась предоперационная
подготовка операционного поля, которая заключалась в выбривании
волосяного покрова в лобной, теменных, затылочной областях. Далее
выполнялась частичная
мыльным
раствором,
санитарная обработка операционной области
с
последующим
окончательным
промыванием
дистиллированной водой. Голова животного фиксировалась с помощью
«шлема», исключающего изменения положения во время оперативного
пособия. Поддерживающий наркоз также осуществлялся диэтиловым эфиром
масочным способом. С соблюдением правил асептики и антисептики
выполнялась
трехкратная
обработка
операционного
поля
раствором
йодоната, осуществлялось линейное рассечение кожи и апоневроза,
начинавшийся в левой теменной и заканчивающийся в правой теменной
областях. Края раны разведены ранорасширителем к носу и каудально,
фиксированы в таком положении. Линейный разрез надкостницы с
последующим скелетированием теменных костей распатором на площади
необходимой для размещения имплантата. Выполнялся окончательный
гемостаз для исключения кровотечения из мягких тканей. Трефинация черепа
производилась
набором
инструментов
для
осуществления
нейрохирургического пособия новорожденным. Область осуществления
трефинации
–
центр
костей
темени
черепа.
Первичное
отверстие
производилось копьевидной фрезой, с дальнейшим увеличением диаметра до
необходимого корончатой фрезой.
Гемостаз
производился
тампонадой
стерильными,
смоченными
3%
раствором перекиси водорода, салфетками. В дефект кости на «сухую» рану
помещался имплантат, жесткая фиксация которого не проводилась. Рана
ушивалась наглухо узловыми шелковыми швами через все уровни мягких
77
тканей головы и надкостницу. Послеоперационный шов обрабатывался 5%
этиловым раствором бриллиантового зеленого без наложения защитной
повязки.
Затем
животное
снималось
с
препараторского
столика
и
помещалось в отдельную клетку на 2 часа для восстановления после
перенесенного вмешательства. На протяжении последующих 3-х суток
послеоперационный шов обрабатывался 1 раз в сутки 5% этиловым
раствором бриллиантового зеленого. Профилактика гнойных осложнений
осуществлялась соблюдением правил асептики и антисептики.
В работе использованы наши
патенты на полезную модель " Фиксатор
головы животного" (Павлова Т.В. и соавт., №103725.) и "Устройство для
ингаляционного наркоза мелких лабораторных животных" (Павлова Т.В. и
соавт., №103726).
1 группу составили животные без применения биокомпозитов и
имплантатов. Во 2 группу отнесены особи с использованием биокомпозитов
из желатина, ГАП, декстрана и коллагена – ГАП – декстрана, помещаемых в
рану CPH926 «Имтек». В следующей группе выполнено имплантирование
образцов из наноструктурированного титана ВТ1-0 Размеры имплантатов
составляли: диаметр - 1 мм, длина - 3 мм. Имплантирование образцов из
наноструктурированного титана Grey, подвергнутого с МДО и ПСО (3.2).
При этом, в асептическое отверстие черепа помещался имплантат диаметром
5,1±0,11
мм,
толщиной
0,7±0,11
мм
без
жесткой
фиксации.
У
наноструктурированного титана размер зерна был 200 нм, пластичность 11
%,а
прочность
1240
МПа.
Применялись
дисковые
имплантанты,
изготовленные в Уфимском государственном авиационном техническом
университете,
толщиной
0,7±0,11
мм,
диаметром
5,1±0,11
мм.
Использовалась авторская технология (Валиев Р.З. и соавт., 2007; Валиев Р.З.
и соавт., 2008). Диски сверху обрабатывались путем микродугового
оксидирования (МДО).
Помимо этого, использовались имплантаты из наноструктурированного
титана ВТ1-0 с кальций-фосфатным покрытием (3.1.2). А также образцы из
78
титана Greyобработанные методами МДО или ПСО (4 группа). При этом
стерильные диски из наноструктурированного титана покрывали первым
слоем композита, слагающийся из 10% медицинского желатина и 10%
высокомолекулярного декстрана, растворенных в 50 мл фосфатного буфера.
Затем их в стерильных условиях высушивали, обделывали 0,2% раствором
глутарового альдегида и высушивали вновь. После этогопокрывали 2-м
слоем, включающий 10% гидроксиапатита и 0,25% коллагена.
Помимо этого, в 5 группе на второй слой наносились костные
морфогенетические белки, а именно ВМР-2 (Рис.1).
Дифференцированный анализ репаративных свойств кости проводился
на
материале
тканей
черепа
при
введении
нанокомпозитов.
Экспериментальных животных выводили посредством декапитации в
условиях передозировки парами эфирного вечером в последовательности:
один день, одна, две, четыре, восемь, двенадцать, четырнадцать, шестнадцать
недель.
Рис. 1. Операция с внедрением имплантата из наноструктурированного
титана с ВМР – факторами.
Группу номер 6 составили животные, которым были введены
наночастицы железа для изучения контакта с организма с наночастицами.
79
Нами было показано наличие в суспензии наночастиц Fe, как при помощи
трансмиссионной (Рис. 2), так и сканирующей (Рис. 3) электронной
микроскопии. Помимо этого, его содержание выявлено с применением
изучение микроэлементного состава с применением растровой электронной
микроскопии. Этими же методами изучено нахождение наночастиц Fe в
органах и тканях.
Нанопорошок железа был помещен на углерод тонкой пленки и
исследовали с помощью электронной трансмиссионной
микроскопии
с
целью определения структуры и состава. При изучении нанопорошек
в
суспензии был осажден на кремневой пластинке. Капельки суспензии были
удалены после его сушки. Компоненты железа были найдены с помощью
сканирующей
электронной
микроскопии.
Было
показано,
что
наноструктурированный порошок железа состоял из чистого элемента
(округлой формы) и его оксида (удлиненные иглы) (Рис. 2,3). Картина
дифракции Fe нанопорошка состоит из отражения от железа и оксида железа
наночастиц в порошок, представленный в двух формах. Первый из них
отделяется или немного агломерированных частиц. Размер этих частиц
закрыт в области 5-100 нм. Вторая форма имела частицы, которые составляли
менее пористым агломератов в виде пластинчатых пластин с характерным
размером примерно несколько сотен нанометров в диаметре и шириной
около 100-300 нм. Оксиды Fe частицы имели форму иглы и имеют типичный
диаметр около 20 нм, а отношение длины к диаметру 1:05 - 1:10.
Качественный анализ элементного состава Fe нанопорошка проводили с
использованием энергии дисперсионного рентгеновского спектрометра
интегрирован со сканирующей электронной микроскопии (Рис. 4).
80
А
Б
В
Рис. 2. А, Б.ТЭМ-изображения структуры нанопорошковFe.
В. изображение электронной дифракции для нанопорошковFe.
Рис. 2. А, Б.ТЭМ-изображения структуры нанопорошковFe.
В. изображение электронной дифракции для нанопорошковFe.
81
Рис. 3. Изображение структуры нанопорошковFe. СЭМ.
Рис. 4. Наночастицы железа в суспензии.
Графическое изображение содержания железа в суспензии, полученное при
помощи РЭМ.
82
Нами были получены экспериментальным данные у крыс при
орошении суспензиями, содержащими наночастицы железа
орошением
с прямым
на голове однократно и в течение месяца. Кроме того, мы
наблюдали контрольную группу животных, которая располагалась в двух
метрах от основных групп. При этом целью нашего исследования является
определение последствий действия наночастиц железа на поверхностные
ткани (кожа и волосы). Все животные опытной и контрольной групп
сохранили жизнеспособность до конца исследования. За время проведения
эксперимента животные не болели, двигательная активность была повышена.
При назальном орошении выживаемость животных в течение месяца
составляла 80%.
При аутопсии было выполнено макроскопическое описание костной ткани, а
также головного мозга, сердца, легких, почек, печени и кожи с применением
бинокулярной
лупы
х20
и
последующей
фотосьемкой.
Для
микроскопического и биохимического исследования из прооперированной
части черепа с имплантатами в рамках экспериментального участка кости
размером 1,0х1,0 см, а также фрагментов кожи, шерсти (для группы №6)
головного
мозга,
паренхиматозных
органов
вырезались
участки,
фиксируемые затем в смеси глутаральдегида на 0,15 М фосфатном буфере.
Полученный материал разделяли на 2 группы. Ряд образцов заливали в
парафиновые блоки. Часть полученных срезов окрашивали гематоксилином
и эозином а затем изучали и производили фотосьемку в световом микроскопе
«Topic-T» Ceti, а другую часть флюоресцентным красителем родамином.
Препарат обработаны на микроскопе "Микмед-6", вариант 11. Проведен
морфометрический анализ; с использованием програмного обеспечения
обработки изображения «Видео-Тест Размер».
Другие препараты просматривали и фотографировали в сканирующем
электронном микроскопе«FE1 Quanta 200 3D» (Чехия – Нидерланды). Для
проведения растровой электронной микроскопии исследуемые кусочки сразу
опускали в 37° 0,85% изотонический раствор натрия хлорида и промывали в
83
2-3 пробах свежеприготовленного изотонического раствора натрия хлорида.
В последней его порции образцы держали в течение 2-3 часов при комнатной
температуре. После этого образцы помещали в 37° фиксирующую смесь: 2%
глутаральдегид на 0,15 М фосфатном буфере с рН 7,2-7,4. В фиксирующей
смеси пробы держали в холодильнике (от 2-х суток до месяца). Для
электронной
микроскопии
образцы
фиксировали
в
стандартном
глютаральдегидовом фиксаторе и затем изучали в растровом микроскопе
«FE1 Quanta 200 3D, кроме того применялся FE1 Quanta 600 FEG». Часть
образцов просматривали и фотографировали сразу без фиксации, что давала
возможность изучения структур без привнесения структурных изменений в
процессе
фиксации,
что
особенно
важно
при
изучении
макро-
и
микроэлементного анализа.
Микролементный анализ осуществлен при помощи детектора для
регистрации спектров характеристического рентгеновского излучения фирмы
EPAX, детекторы интегрированы с растровым электронным микроскопом
«Quanta 600 FEG». Анализ элементов основывается на проведении при
бомбардировке
экспериментальных
фрагментов
пучком
первичных
рентгеновских лучей непрерывного флуоресцентного излучения. Для
количественного
определения
элементов
в
материалах
сложного
химического состава возможно применение рентгеноспектрального анализа:
в минералах, стекле, металлах и сплавах, керамике, пластмассах, цементах,
абразивах, пыли и других продуктах химических технологий. При
проведении рентгеноспектрального анализа возможен анализ микрообъёмов
вещества.
Микрофокусная
микроскопом
представляет
рентгеновская
основу
трубка,
объединённая
микроанализатора. Нами
с
изучены
элементы: кальций, железо, азот, магний, натрий, углерод, кислород, фосфор,
алюминий и сера.
Особая
электронно–оптическая
система
формирует
тонкий
электронный зонд, бомбардирущий компактную, около 1 –2 мк, исследуемую
область шлифа, помещенного на аноде, и усиливает рентгеновские лучи,
84
спектральный
состав
которых
затем
анализируется
с
применением
спектрографа с изогнутым кристаллом. Это дает возможность осуществлять
рентгеноспектральный анализ шлифа «в точке» на несколько элементов или
изучать распределение по выбранному направлению одного из них. В более
новых
растровых
микроанализаторах
электронный
зонд
разрешает
осматривать на экране в десятки раз увеличенный вид распределения
химических элементов на поверхности шлифа. Есть вакуумные (для мягкой
области спектра), и не вакуумные модификации таких приборов. Абсолютная
чувствительность метода 10-13 – 10-15 грамм. Погрешность при элементном
анализе составляет 0,2-0,25% (по концентрации).
Произведен анализ в следующих точках:
1 – над центром имплантата;
2 – на расстоянии половины радиуса от центра имплантата;
3 – между имплантатом и матриксовой костью.
Для
исследования
инновационный
репаративных
флюоресцентный
процессов
краситель
–
кости
родамин.
определен
Изучение
экспериментальных образцов осуществлялось на микроскопе "Микмед-6",
вариант 11.
Ткани при помощи зондовой микроскопии анализировались после
предварительного просмотра срезов в световой микроскоп, замечались
необходимые
осуществлялась
парафиновые
съемка
и
блоки.
После
прицельного
морфометрическая
обработка.
просмотра
Зондовая
сканирующая микроскопия произведена в зондовой лаборатории Ntegra-Aura
(Россия). Исследования проводили в контактных режимах прерывистого или
постоянного профиля с использованием коммерческих Si или SiN
кантилеверов (NSG01, NT-MDT, Российская Федерация) в условиях низкого
вакуума
атмосферы.
Обработку
и
осуществление
АСМ-изображений
формулировали с использованием программного обеспечения «NOVA» (НТМДТ, Российская Федерация) и «ImageAnalysis» (НТ-МДТ, Российская
Федерация).
85
Для трансмиссионной микроскопии были вырезаны кусочки из
теменной части коры головного мозга, сердца, легких, почек и печени.
Объекты размером
1 мм3 сразу фиксировались в
трехкомпонентной
фиксирующей смеси (25% глутаровый альдегид - 2 мл, 2% формальдегид,
свежеприготовленный из параформальдегида - 4,8 мл, 0,1 М фосфатный
буфер, рН 7,2 - 50 мл). Фиксацию проводили в течение часа на холоду. После
первичной
фиксации
изотонического
проводили
раствора
промывку
сахарозы
по
15
проб
в
минут.
трех
Затем
сменах
образцы
дофиксировали 1% О3О4 на дистиллированной воде 15 минут и
обезвоживали в растворах ацетона (50, 70, 96 и двух сменах 100%) по 10
минут. Затем образцы держали в смеси смола-ацетон в пропорциях: 1:2 и
2:1 по 2 часа. После этого кусочки заливали в смолу следующего состава:
Смесь А: Эпон 812 - 31 мл, ДДА - 50 мл
Смесь В: Эпон 812 - 50 мл, МА - 44,5 мл.
Рабочая смесь бралась в соответствии 1:1. На каждые 5 мл добавляли 4 капли
ДМП. Капсулы с образцами (всего 309 образцов) выдерживали в течение 48
часов при температуре 36 о - 37о и 24 часа при температуре 54о. Затем на
микротоме LKB-Y приготавливали полутонкие срезы толщиной 0,25 - 0,5
мкм, окрашивали толуидиновым синим и
микроскопе
для
приготовленной
выбора
интересующих
просматривали в световом
участков.
После
чего,
на
заново пирамидке на ультратоме LKB-Y (Швеция)
приготовляли ультратонкие срезы для просмотра и
фотографирования в
электронных микроскопах фирмы “JEM” (Япония) и ”Philips” (Нидерланды).
Предварительные
срезы
контрастировали
по
15
минут
растворами
уранилацетата и нитрата свинца.
Статистический анализ полученных данных производился с помощью
стандартных
методов
математико-статистической
обработки
с
использованием программного обеспечения MS OfficeExcel и Statistica 6.0.
Для всех критериев и тестов величина критического уровня значимости
86
принималась равной 0,05, т.е. различия признавались статистически
значимыми при p<0,05.
87
3. Глава 3. Репарация костной ткани у животных вследствие
оперативного повреждения без применения наноструктурированных
имплантатов и биокомпозитов
В области черепа животных макроскопическая ситуация к седьмым
суткам характеризовалась следующим образом. Так, у всех особей в
эксперименте
постоперационный
дефект
послеоперационная
рана
затягивалась методом первичного натяжения, реакция воспаления была
неярко продемонстрирована, проявлялась в виде умеренно определяемого
полнокровия тканей в зоне оперативного доступа.
В
изысканиях
части
ткани
кости
вследствие
хирургического
повреждения было выявлено, что края раны были гиперемированы, отечны,
выступали над уровнем интактной кости темени на 0,1-0,15 мм, местами
определялись незначительные фрагменты разрушенной костной ткани.
Перифокально данному дефекту, но в пределах неоперированной кости,
начинали усиленно возникать незрелые ткани грануляций. Спустя неделю
после
нанесения
оперативного
дефекта
в
области
осуществленного
вмешательства еще определялся изъян ткани кости (Рис. 5). Трефинационный
просвет несколько возрастал по величине вследствие лизиса некоторых
фрагментов аутокости.
Через две недели было устлано "сочными" грануляциями дно
постоперационного изъяна. На крае вновь построенной тканью кости
наблюдалась грубоволокнистая соединительная ткань. Через четыре недели
вследствие хирургического повреждения часть дефекта был наполнена
свыше 22±2%. Через восемь недель экспонирования костный изъян наполнен
на 49±2% (Рис. 5). С внешней стороны участка повреждения новая ткань
плотная, несколько выступала над поверхностью интактной кости, умеренно
полнокровна. Через четырнадцать недель выдержки костное повреждение
было заполнено на 79±3%
88
Рис. 5. Участок черепной ткани кости крысы (область темени). Контрольная
группа.
8 недель экспонирования. Повреждение кости устлано новой тканью на
49±2%. Макроскопическая картина.
От первой до четвертой недели демаркационная зона инфламации
снижалась, а к восьми – совершенно пропадала (таблица №2)
Таблица № 2.
Принцип восстановления ткани кости в контрольной группе животных
при различных сроках экспонирования (1-14 недель)
Показатели
Экспозиция
1
неделя
2
недели
4
недели
8
недель
12
недель
14
недель
Ширина ободка 1,3±0,4
демаркационная
зоны воспаления
(мм)
1,5±0,2
3
1,0±0,1
1
-
-
-
Высота
вновь 0,15±0,
образованной
28
ткани
над
поверхностью
кости
черепа
(мм)
0,9±0,2
1*
1,2±0,1
5*
0,9±0,0
7*
0,9±0,0
7*
1.,0±0,0
6*
Диаметр
послеоперационн
ого дефекта (мм)
5,3±0,1
5
3,7±0,1
*
2,5±0,0
5*
2,1±0,0
6*
1,6±0,04
*
5,1±0,3
р>0,05
89
Уровень вновь построенной ткани над поверхностью кости черепа
увеличивалась от первой недели 0,15±0,28 мм. к четвертой - 1,2±0,15 мм., а в
четырнадцать недель составляла -1,0±0,06 мм. К 4 неделе эксперимента
диаметр хирургического дефекта достоверно снижался (3,7±0,1 мм.), к
четырнадцати неделям - 1,6±0,04 мм. (5,1±0,3 первая неделя).
Микроскопически, спустя неделю эксперимента, в зоне оперативного
повреждения
теменной
некротизированной
ткани
ткани.
прослеживаются
Присутствовали
также
фрагменты
скопления
как
эритроцитарных, так и лимфоидных клеток. Помимо этого, фибриновые нити
складывались.
Каналы
Гаверсовы
в
матриксовой
кости
были
полнокровными. Принимались структурироваться участки грануляций. К
четырем
неделям
Рассматривались
уровень
только
лимфоцитов
очаговые
значительно
эритроцитарные
снизился.
множества.
Отсутствовали некротизированные участки. Полнокровие сохранялось попрежнему. Ткань грануляций продолжала образовываться. Параллельно
возникает каркас из коллагеновых и эластичных волокон, постепенно
заполняющий костный дефект.
Через восемь недель была выявлена гетерогенная ткань, основой ее
показана, как грубоволокнистая, удовлетворительно структурированные
волокна коллагена с создающимся микроциркуляторным руслом. Эта ткань
больше была выражена на участках с матриксовой костью, где частично уже
наблюдалась юная, плохо сформировавшаяся кость, не включающая
капилляры сосудов. Кроме соединительной грубоволокнистой ткани в ряде
участков еще наблюдались участки аргирофильных волокон. В центровой
части вновь возникающей мезенхимальной ткани показаны островки
остеогенеза. На 25-30% мезенхимальная ткань состояла из рыхлой
соединительной ткани. Через четырнадцать недель дефект почти на 80% был
заполнен тканью (Рис. 6).
90
Б
А
Рис.6. Дефект черепной ткани крысы (область темени). Группа контроля. 1
неделя эксперимента.
Повреждения ткани кости. На основании раневого дефекта - фрагменты
некротизированной ткани, форменные элементы, участки грануляционной
ткани. Начало образования волокон (указано стрелкой).
Окраска гематоксилином и эозином. Рис. Б (х400) фрагмент А. (х120).
В
Г
Рис. 7. Участок костной ткани черепа крысы (область темени). Контрольная
группа. 7 дней экспозиции.
Дефект заполнен мезенхимальной тканью. Значительное окрашивание
наблюдается по люминарному краю матриксовой кости в грянуляционной
ткани и вновь образованных коллагеновых волокон (указано стрелкой).
Рис. Г (х400) фрагмент Рис. В (х 120).
Люминисцентная микроскопия. Окраска родаминовым красным.
Методами люминесцентной микроскопии сформирована следующая
картина.
Так,
через
неделю
наиболее
интенсивное
окрашивание
визуализировано по периферии кости в месте хирургического повреждения.
Кроме того, определенная тенденция рассматривалась во фрагменте участке
новой
мезенхимальной
ткани
неподалеку
от
матриксовой
кости.
Дополнительно, подобный отзыв замечен в формирующихся волокнах в
91
области изъяна ткани кости. В меньшей степени окрашивание можно было
наблюдать по периферии волокон.
А
Б
В
Г
Рис. 8. Дефект черепной кости крысы (область темени). Контрольная группа.
7 дней экспозиции.
Видно формирование волокон, неравномерных по толщине: от 0,2 до 0,5 µm
(указано стрелкой).
Зондовая сканирующая микроскопия.
При изучении ткани с помощью зондовой сканирующей микроскопии
уже через неделю было хорошо видно формирование коллагеновых волокон,
составляющих каркас вновь сформированной мезенхимальной ткани (Рис. 8).
При электронномикроскопическом исследовании нами была выявлена
следующая
картина.
Так,
к
первой
неделе
после
операции
в
непосредственной близости от костной ткани наблюдались скопления
эритроцитов и отдельных клеток лимфоидного ряда. Визуализированы
отдельные, небольшие тканевые участки с деструктивными признаками.
92
Удовлетворительно обозревались фибробласты и формирующиеся вблизи
них волокна коллагена (Рис.9).
А
Б
Рис.9. Фрагмент костной ткани черепа крысы (теменная область). Группа
контроля. 1 неделя выдержки.
Грануляционная ткань и коллагеновые волокна.
РЭМ. Рис.Б (х10000) фрагмент Рис. А (х5000).
Через месяц после операции картина уже значительно менялась.
Выравнивались края повреждения. Прочный фиброзный слой с хорошо
визуализирующимися
фибробластами
и
фиброцитами
сложился
по
периферии. Слой этот был неодинаковым по ширине и высоте. В Гаверсовых
каналах по-прежнему выявлялось полнокровие.
При изучении формирующейся костной ткани к восьми неделям
выявлено постепенное, от периферии наполнение изъяна в первую очередь
грубоволокнистой, а затем и юной костной тканью. Отмечено формирование
кровеносных сосудов. При ее кроссекшине мы наблюдали преимущественно
грубоволокнистую ткань с отдельными сосудами, толщиной до 400 – 500 µm,
плотно соединенную с костями черепа.
93
А
Б
Г
В
Рис. 10. Фрагмент черепа костной ткани крысы (теменная область).
Контрольная группа.
Экспозиция 14 недель с момента операции.
Ткань имеет неровную поверхность. Наблюдается дефект ткани
(указано стрелкой). От 200 до 300 µm - толщина ткани с беспорядочным
расположением волокон (указано стрелкой).
Рис. Б (х500). Г (х1000) фрагменты Рис. А. 100. РЭМ. Рис. В (х400).
Окраска гематоксилином и эозином.
94
Б
А
В
Г
Рис. 11. Фрагмент костной ткани черепа крысы (теменная область).
Контрольная группа.
Экспозиция 16 недель с момента операции.
В сформировавшейся костной ткани наблюдаются сосуды (указано
стрелкой). Частично представлена волокнами, располагающиеся как в виде
пучков, так и имеющих неупорядоченную форму (указано стрелкой).
РЭМ. Рис. Б (х500). В (х500) фрагменты Рис. А (х100.).
Рис. Г (х400) окраска гематоксилином и эозином.
95
А
Б
В
Г
Рис. 12. Часть ткани кости черепа крысы (теменная область). Контрольная
группа.
Экспозиция 14 недель с момента операции.
Сформировавшаяся ткань неоднородна по строению. Снаружи - рыхлая
соединительная ткань (указанострелкой). Хорошо видно место трефанации.
Окраска гематоксилином и эозином. Рис. Б, В, Г, (х400) фрагменты Рис. А
(х.100).
96
А
Б
В
Рис.13. Фрагмент черепной костной ткани крысы (область
темени).Контрольная группа. Экспозиция 14 недель.
Дефект заполнен как сформировавшейся костной тканью с сосудами,
так и рыхлой тканью (указано стрелкой).
Выраженное прокрашивание наблюдается по люминарному краю
матриксовой кости в грянуляционной ткани и вновь образованных
коллагеновых волокнах.
А. Окраска гематоксилином и эозином (х400).
Б. Люминисцентная микроскопия. Окраска родаминовым красным.
В, Г. Зондовая сканирующая микроскопия. Двухмерное (Рис. Г) и
трехмерное (Рис. В) изображение.
97
А
Б
В
Г
Рис. 14. Часть костной ткани черепа крысы (область темени). Контрольная
группа.
Экспозиция16 недель. Дефект заполнен сформировавшейся костной
тканью с сосудами. Рис. А, В окраска гематоксилином и эозином. Окраска
гематоксилином и эозином (х400). Рис. Б, Г. Зондовая сканирующая
микроскопия. Трехмерное изображение.
Рис. 15. Участок ткани кости черепа крысы (теменная область). Контрольная
группа. 16 недель эксперимента. Нанесенное повреждение заполнено
сформировавшейся костной тканью с сосудами. Зондовая сканирующая
микроскопия.
98
К четырнадцати - шестнадцати неделям по-прежнему наблюдался
дефект ткани. Мезенхимальная ткань была как грубоволокнистой (до 60%),
так и рыхлой. При изучении формирующейся костной ткани, прилежащей к
твердой мозговой оболочке, видно, что ткань лучше структурирована, чем в
других участках, с хорошо сформировавшимися сосудами, содержали
преимущественно волокна и участки молодой костной ткани. Аналогичная
картина, но уже на большей площади, была выявлена к четырнадцати шестнадцати неделям (Рис. 10-15).
Помимо морфологических исследований, было проведено изучение в
динамике макро – и микроэлементного состава матриксной кости. В начале
он был изучен на костной ткани непосредственно после трефанации. Было
показано следующее процентное соотношение ингредиентов: C - 58,27±1,59
%; N - 12,36±1,5%; O - 23,60±1,22%; Mg - 0,18±0,01%; P - 1,01±0,04%; Ca 4,58±1,31%. Через неделю в матриксовой кости выявлена уже совершенно
другая картина (таблица №4).
Нами показано, что содержание таких элементов как углерод, азот и
кислород статистически не отличаясь от контрольной группы. При этом,
содержание углерода составляло - 56,20±1,56%, (58,27±1,59%), азота 12,02±1,5% (12,36±1,50%), кислорода -22,62±1,22% (23,60±1,22%), магния 0,19±0,01% (0,18±0,01%). Возрастало количество фосфора -2,38±0,04%
(1,01±0,04%) и кальция - 6,58±1,34% (4,58±1,31%).
Появлялось содержание железа (0,08±0,01%), тогда как в контрольной
группе выявлялись только его следы, не определяемые количественно. На
сроках четыре, восемь, двенадцать и шестнадцать недель мы наблюдали в
матриксовой кости следующую картину. Так количество углерода составляло
соответственно:
46,35±3,25,
47,48±3,45,
57,19±
3,45,
59,06±3,58,
53,79±4,29%, что свидетельствовало о его увеличении на сроках восемь двенадцать недель.
99
Таблица № 4.
Особенности макро - и микроэлементного состава ткани кости
животных в группе контроля на сроках: 1,4,8,12,16 недель (1 –
матриксная кость, 2 –зона дефекта)
гру
пп
ы
1.1
1.2
4.1
4.2
8.1
8.2
12.1
12.2
16.1
16.2
C
56,20
±1,56
46,95±3
,03
46,35±
3,25
45,40
±2,07
47,48±
3,45
42,20
±2,17
57,19±
3,45
52,16±4
,07
59,06±
3,58
53,79±4,
29
N
12,02
±1,5
8,88±1,
26
9.72±1
,25±
8,35±
1,01±
11,84±
1,05±
11,72
±1,09
11,16±
1,85
9,00±1,
55
10,302
9±1.67
8,26±1,2
5
O
22,62
±1,22
22,57±1
,21
29,80±
0,76
24,05
8±1,2
4
29,66±
0,35
24,69
±1,20
23,35±
2,29
32,78±3
,28
23,35±
2,87
32,04±4,
21
N
Na
-
0,13±0.
02
0,32±0
,04
0,22±
0,04-
0,23±0
,04
0,26±
0,04
0,10±0,
2
0,30±0,
51
0,10±0,
31
0,20±0,4
2
Mg
0,19±
0,01
0,18±0,
03
0,27±0
,03
0,19±
0,01
0,19±0
,02
0,19±
0,02
0,29±0,
01
0,35±0,
21
0,29±0,
31
0,30±0,5
2
P
2,38±
0,04
3,77±0,
01*
6,32±0
,42*
4,71±
0,31*
3,53±0
,45*
5,71±
0,30*
2,48±0,
14
5,05±1,
06
1,47±0,
03
5,20±1,1
2
Ca
6,58±
1,34
14,93±2
,94*
7,22±0
45*
13,98
±3,01
*
7,05±1
,84*
10,04
±2,74
*
4,15±2,
11
11,16±3
,55
5,15±2,
86
11,01±3.
29
Fe
0,08±
0,01
2,80±0,
87*
-
3,33±
0,51*
-
2,33±
0,31*
Примечание *р>0,05 по сравнению с матриксной костью.
Содержание азота достоверно не изменялось, хотя и было несколько
выше в контрольной группе и на сроке одна неделя. Процентное
соотношение кислорода достоверно возрастало к четырем (29,80±0,76 %) и
восьми (29,66±0,35 %) неделям. Содержание натрия от следовых до
определяемых величин проявлялось на сроке двенадцать - шестнадцать
недель (0,10±0,21 %). К этому же сроку достоверно увеличивалось
количество магния.
100
Особенно
важно
прогрессирующее
в
интервале
четыре
недели
содержание фосфора (6,32±0,42%), число которого прогрессивно снижалось
к шестнадцати неделям. Количество кальция в матриксовой кости возрастало
от 1 до 4 (7,22±045%), 8 (7,05±1,84%) недель в последующем снижаясь к
шестнадцати неделям и достоверно не отличаясь от контрольной группы.
Железо на сроке четыре - шестнадцать недель в матриксовой кости не
определялось.
Во вновь сложившейся мезенхимальной ткани в зоне дефекта была
выявлена уже несколько другая картина. Так, содержание углерода
практически достоверно не отличалось между группами. Количество азота
достоверно не отличалось в различных временных группах. Зато следует
отметить возрастание количества кислорода к четырем (24,058±1,24), 8
(24,69±1,20), двенадцати (32,78±3,28) и шестнадцати (32,04±4,21%) неделям.
Содержание натрия составляло: первая неделя -
0,13±0.02 %,
четвертая - 0,22±0,04%, восьмая - 0,26±0,04 %, двенадцатая - 0,30±0,51%,
шестнадцатая -0,20±0,42%, что свидетельствовало о его росте до двенадцати
недель, а затем некотором снижении. Количество магния повышалось к
двенадцати (0,29±0,01%) – шестнадцати (0,30±0,52%) неделям, как и в
матриксовой кости. Отмечается также достоверное увеличение фосфора, что
не характерно для матриксовой кости. Содержание кальция максимально на
сроке одна (14,93±2,94%) и четыре (13,98±3,01%) недели, а затем, к восьми
(10,04±2,74%),
двенадцати
(11,16±3,55%),
шестнадцати
(11,01±3,29%)
неделям несколько снижается, хотя и значительно превышает содержание в
матриксовой кости как в контрольной группе, так и на соответствующих
сроках экспозиции. Наличие железа наблюдалось на первой (2,80±0,87%),
четвертой (3,33±0,51%) и восьмой (2,33±0,31%) неделях.
Резюме
Инициировано развитие с концу первой недели грануляционной ткани,
а к четырем неделям эксперимента наряду с нею образовывался каркас из
эластичных и коллагеновых волокон, медленно заполнявших костный
101
дефект. Альтеративные и воспалительные процессы прекращались после
четырех недель. Демаркационная воспалительная зона сохранялась до
восьми
недель.
К
этому
сроку
выявлено
постепенное
заполнение
повреждения в первую очередь грубоволокнистой, а затем и юной костной
тканью от периферии к центру. Поэтапно сформировались кровеносные
сосуды, толщина которых доходила до 500 ± 20 µm. Послеоперационный
дефект после трефанации черепа в контрольной группе сохранялся до
четырнадцати - шестнадцати недель и составлял 25-30% от первоначального
дефекта. К этому сроку вновь организованная ткань неоднородна, а
сформировавшаяся ткань кости составляла 35-40%.
Содержание таких макроэлементов как углерод, азот и кислород в
матриксовой кости статистически не отличаясь от костной ткани до
операции. Содержание натрия и магния от следовых до определяемых
величин проявлялось на сроке двенадцать-шестнадцать недель. Особенно
важно прогрессирующее на сроке четыре недели содержание фосфора, число
которого затем прогрессивно снижалось к шестнадцати неделям. Содержание
кальция в матриксовой кости возрастало от первой до восьмой недели, с
последующим снижаясь к шестнадцатой, приходя к исходным величинам. В
новой мезенхимальной ткани в зоне дефекта была выявлено уже несколько
другая картина. Выявлен рост натрия до двенадцатой недели. Количество
магния повышалось к двенадцатой - шестнадцатой неделям, как и в
матриксовой кости. Отмечается также достоверное увеличение фосфора, что
не
характерно
для
матриксовой
кости.
Содержание
кальция
было
максимальным между первой и четвертой неделями, а затем снижалось, хотя
и значительно превышает его содержание как в матриксовой кости, так и до
операции.
При применении метода люминесцентной микроскопии выявлено
интенсивное окрашивание преимущественно по периферии кости в месте
оперативного дефекта, а также в формирующихся волокнах в области изъяна
костной ткани, что свидетельствует о скоплении кальция. В меньшей степени
102
окрашивание
можно
было
наблюдать
по
периферии
подтверждало высокое содержании кальция в этих участках.
103
волокон,
что
4. Глава. 4. Регенераторные процессы при применении
имплантатов из наноструктурированного титана ВТ1-0 покрытого
кальций - фосфатным слоем и без покрытия
Через неделю после введения имплантата из наноструктурированного
титана ВТ1-0 без покрытия у животных, выведенных из эксперимента, при
макроскопическом осмотре была выявлена следующая картина. Так,
наноструктурированный имплантат был окружен слоем соединительной
ткани, который на отдельных участках соединял его с костью черепа. При его
извлечении он относительно легко отделялся от вновь образованной ткани и
не имел дефектов в виде изменения цвета и коррозии металла на его
поверхности.
Демаркационная
зона
воспаления
была
представлена
относительно ровным слоем в случае с титаном с кальций - фосфатным
покрытием в виде ободка шириной 1,3±0,5 мм и неравномерной толщины
линией от 1,0±0,3 мм до 2,4±0,2 мм. Вновь образованная ткань соединялась с
имплантатом на 28±15% и выступала над поверхностью костной ткани на
0,4±0,2мм. Она гиперемирована, особенно в непосредственной близости от
композита, отечна.
При исследовании регенерации костной ткани через 2 недели после
операции, нами было обнаружено, что имплантат был окружен равномерно
распределенным слоем соединительной ткани, плотный контакт наблюдался
уже на большей площади 49±5 % в группе без композитного покрытия и 52±4
% в группе животных, где имплантированы образцы с покрытием.
Извлекался
имплантат
по
окончании
эксперимента
сложнее
и
с
повреждением соединительной ткани. При этом он по-прежнему не имел
дефектов в виде изменения цвета и коррозии металла на его поверхности.
Вновь образованная соединительная ткань представляла по ширине 1,6±0,09
мм и 1,8±0,18 мм, и выступала над поверхностью костной ткани на 1,0±0,13
мм и 1,3±0,17 мм соответственно. Гиперемия и отек в группе животных, где
104
использовался имплантат с кальций - фосфатным покрытием были выражены
в меньшей степени, чем при недельной экспозиции.
Через месяц при макроскопическом осмотре костной ткани при
внедрении имплантатов из наноструктурного титана ВТ1-0 без покрытия
видно, что они были рыхло соединены с костной тканью, место соединения
было представлено отечной гиперемированной соединительной тканью.
Раневой дефект не выделялся из общей поверхности. Видно отсутствие
выраженных деструктивных изменений со стороны матриксной
костной
ткани. Следует отметить у животных при оперативном вмешательстве с
применением опытных трансплантатов четко выраженный сосудистый
рисунок.
Образцы с наноструктурированным титаном ВТ1-0 с кальцийфосфатным покрытым, незначительно отличались от предыдущих меньшей
выраженностью пограничной зоны и ее меньшей гиперемией. В подобной
направленности регенерация происходила и до 2 месяцев (Рис. 16).
Рис. 16. Фрагмент костной ткани черепа крысы (теменная область) с
наноструктурированного титана ВТ1-0 без покрытия (нижний фрагмент) 2
месяца экспозиции.
Композит окружен демаркационной зоной воспаления относительно
равномерной ширины и окружен участками кровоизлияний (имплантат без
105
покрытия). Имплантат полностью покрыт слоем мезенхимальной ткани
(кальций -фосфатное покрытие). Макроскопическое изображение.
Через три месяца после начала эксперимента было отмечено, что как в
группе, где имплантирован образец ВТ1-0 без композитного покрытия, так и
в группе ВТ1-0 с покрытием (Рис. 17), костный дефект полностью заполнен.
Однако, при применении титана ВТ1-0 без коллагена костная ткань по
толщине не однородна. Новообразованная ткань соответствует костной
ткани на неповрежденных участках теменной кости.
А
Б
Рис. 17. Фрагмент костной ткани черепа крысы (теменная область) с
наноструктурированного титана В1Т-0 без покрытия (Рис. А) и с кальций фосфатным покрытием (Рис. Б) . 3 месяца экспозиции
А. Композит окружен демаркационной зоной воспаления и не равномерно
покрыт мезенхимальной тканью.
Б. Фрагментарно выражены зоны демаркационного воспаления. Вновь
образованная ткань закрывает имплантат
Макроскопическое изображение.
Через четыре месяца после операции имплантаты были полностью
покрыты мезенхимальной тканью. В образцах с кальций - фосфатным
покрытием она распределялась более равномерно.
106
При светооптическом исследовании обращал на себя внимание тот
факт, что уже при семи дневной экспозиции у всех животных просвет между
костной тканью и композитом заполнялся соединительной тканью. Граница
между
волокнистым
Остеобластические
и
клеточными
элементы
слоями
формировали
не
сеть
определялась.
трабекул
фиброретикулярной кости на значительном протяжении от зоны повреждения, располагающиеся уже над имплантатом. К раневой поверхности
корковой пластинки прилежит незначительная зона некротизированных
бесструктурных масс. Здесь также была выявлена гибель отдельных
остеоцитов компактной кости. (Рис. 18). В группе, где использовались
образцы с кальций - фосфатным покрытием вновь образованная ткань
располагалась более равномерным слоем.
А
Б
Рис. 18. Фрагмент костной ткани черепа крысы (теменная область) из группы
животных изучения образцов из наноструктурированного титана В1Т-0 с
кальций - фосфатным покрытием. 7 дней экспозиции.
Сеть волокон с клеточными элементами.
Окраска гематоксилином и эозином. Рис. А. х.100. Рис.Б.(х200) фрагмент
Рис. А (х100).
В начале второй недели в ткани над имплантатом были выявлены
многочисленные мезенхимальные клетки и фибробласты. К четырнадцати
дням после операции начинал формироваться молодой хрящ. В него
107
проникали капилляры из костномозговых пространств новообразованной
периостальной кости. Новообразованная ткань была покрыта слоем обильно
васкуляризированной волокнистой соединительной ткани, что особенно
хорошо было видно в группе с кальций - фосфатным покрытием. Гаверсовы
каналы остеонов расширены вследствие остеокластической резорбции,
содержат большое количество клеточных элементов и заполненных кровью
сосудов.
кости.
К этому времени формируется сеть трабекул новообразованной
Происходило
замещение
грануляционной
ткани
волокнистой
соединительной тканью с многочисленными остеоидными трабекулами, что
лучше видно в группе с покрытием имплантата из наноструктурированных
материалов.
Между
композитом
и
материнской
костью
было
выражено
полнокровие. Наблюдались фрагменты с диапедезными кровоизлияниями,
особенно в группе без покрытия. Были выявлены клетки лимфоидного ряда.
Ткань была преимущественно рыхловолокнистая соединительная. При 14
дневной экспозиции в просвете между костной тканью и
композитом
просматривалась хорошо сформированная соединительная ткань, богатая
полнокровными сосудами.
При 4-х недельной эспозиции промежуток между костью и
имплантатом заполнен хорошо сформировавшейся хрящевой тканью.
Причем, ближе к костной ткани черепа крысы она переходит в молодую
ткань. В этой костной ткани балки расположены хаотично и они вытесняют
хрящевую ткань. Наиболее четко этот процесс прослеживается к 6 неделям
экспозиции, особенно при наличии имплантатов кальций - фосфатным
покрытием.
Вновь
образованная
ткань
снаружи
начинала
покрываться
надкостницей, которая была хорошо контурирована и утолщена. Граница
между слоями не определялась. Остеобласты клеточного слоя лежали
преимущественно однорядно, последовательно, без больших промежутков
между клетками. Компактное вещество костной ткани за имплантатом имело
108
обычное строение, остеоциты лежали свободно в костных лакунах.
Количество Гаверсовых каналов не увеличено. Форма их была не изменена.
Определялось полнокровие. Количество эритроцитов и ретикулярных клеток
не увеличено. Между композитом и материнской костью было выражено
полнокровие. Связь между композитом и имплантатом во всех группах была
уже более прочной, но все же лучше проявлялась в группе с покрытием.
Через девять недель некробиотических и аутолитических реакций,
участков с секвестрами уже не выявлялось. Наблюдалась компактная кость с
грубоволокнистыми костными трабекулами, фрагменты пластинчатой кости.
Отмечено
формирование
зрелой
пластинчатой
из
губчатой
кости.
Наблюдалась инвазия сосудов в область имплантата с формированием
сосудистой сети, наличием эритроцитов. Фиброзная ткань не выражена.
Выявлены новообразованные остеоны.
При экспозиции двенадцать-четырнадцать недель в обеих группах все
участки имплантата прикреплены к кости. Однако даже при данной
экспозиции
наблюдаются
фрагменты
с
гиперемией.
Выражено
коллатеральное кровообращение. При извлечении имплантата форма,
размеры, цвет были не изменены. Сосуды микроциркуляторного русла
расширены,
инфильтрации
клеток
лейкоцитарного
ростка
выражена
незначительно. Преобладала грубоволокнистая ткань. Остеогенные клетки
наблюдались не во всех участках вновь образованной ткани. В матриксовой
кости площадь капилляров увеличена, инфильтрации клеток лейкоцитарного
ростка нет. Костные балки не изменены. Ткань без участков лизиса (Рис.19).
109
А
Б
Рис. 19. Фрагмент костной ткани черепа крысы (теменная область) с
имплантатом из наноструктурированного титана В1Т-0 с кальций фосфатным покрытием. 14 недель экспозиции.
Костная ткань окруженная грубоволокнистыми волокнами.
Окраска гематоксилином и эозином. Рис.Б (х400) фрагмент Рис. А (х.200).
При помощи зондовой микроскопии показано, что при сроке одна
неделя вновь образованная ткань представляет собой островки, выступающие
на высоту 2,0±0,1 µм в группе с покрытием, и преимущественно отдельные
клеточные элементы в группе без покрытия (Рис. 20). Лишь в отдельных
участках вновь образованная ткань соединена с костью. Вновь образованная
грануляционная ткань пропитана эритроцитами.
А
Б
Рис. 20. Фрагмент костной ткани черепа крысы (теменной область) с
имплантатом из наноструктурированного титана ВТ1-0 покрытого с кальций
- фосфатным слоем (Рис. Б) и без него (Рис. А). 7 дней экспозиции.
110
Рис. А. Эритроциты, часть из которых с гемолизом, рядом с участком с
началом образования волокон (указано стрелкой).
Рис. Б. Начало формирования волокон и клеточные компоненты.
Зондовая микроскопия. Трехмерная гистограмма.
Через месяц степень шероховатости образцов в двух группах
превышает 500 нм. Вновь образованный слой фиброзной ткани неравномерен
по высоте. Через три месяца в группе с ВТ1-0 без покрытия поверхность, попрежнему неравномерная по высоте, с рельефом порядка 500 нм. В группе с
использованием образцов из наноструктурированного титана с покрытием
слоями топография поверхности была в среднем 200 нм. Постепенно
мезенхимальная ткань покрывает собой весь имплантат. К четырем месяцам в
группах с кальций - фосфатным покрытием наблюдалось слияние островков
костной ткани. Перепад рельефа составлял
1,20±0,1 µм. В группе без
покрытия, слой был не таким ровным и перепады превышали 2,02±0,2 µм,
хотя участков без мезенхимальной ткани не наблюдалось (Рис. 20, 21).
Б
А
Рис. 20. Фрагмент костной ткани черепа крысы (теменной область) с
имплантатом из наноструктурированного титана ВТ1-0 без покрытия.
Экспозиции 4 месяца.
111
Ткань покрывает имплантат неравномерным по толщине слоем.
Зондовая микроскопия. Рис. А. Трехмерная гистограмма. Рис. Б. Двухмерная
гистограмма.
А
Б
Рис. 21 . Фрагмент костной ткани черепа крысы (теменной область) с
имплантатом из наноструктурированного титана В1Т-0 с кальций фосфатным покрытием. Экспозиции 4 месяца.
Ткань покрывает имплантат равномерным на большей площади по толщине
слоем.
Рис. Б фрагмент Рис. А. Зондовая микроскопия. Трехмерная гистограмма.
При электронномикроскопическом изучении нами были описаны
следующая картина. Так, через семь дней мы наблюдали заполнение дефекта
между сохранившейся
костной
тканью
и
внедренным
имплантатом
аргирофильными и коллагеновыми волокнами, которые уже располагались и
на самой пластинке, при этом заполняя своими отростками пустоты в
участках с кальций - фосфатным покрытием (Рис.22).
112
Рис. 22. Фрагмент титанового имплантата с кальций - фосфатным
покрытием в черепе крысы через неделю после внедрения.
Видно разрастание аргирофильных и коллагеновых волокон с
врастание их в покрытие имплантата (указано стрелкой).
РЭМ (х 4000).
При изучении животных через четырнадцать дней
наблюдалось
покрытие всей пластинки снаружи мощным слоем коллагеновых и
эластичных волокон (Рис.23). Хорошо просматриваются фибробласты с
отходящими от них коллагеновыми волокнами.
113
Рис. 23. Фрагмент титанового имплантата с кальций-фосфатным
покрытием в черепе крысы через 14 дней после внедрения.
Наблюдаются фибробласты с отходящими от них коллагеновыми
волокнами (указано стрелкой).
РЭМ (х15000).
Через две недели даже электронномикроскопически в группе с
кальций - фосфатным покрытием определялись лишь незначительные
участки
либо с оголением имплантата, либо с фрагментами, закрытыми
аргирофильными волокнами.
При исследовании репарационных процессов через двадцать один
день виден слой ткани, который при кроссекции представлял собой
грубоволокнистую
ткань,
представленную
коллагеновыми
волокнами,
располагающимися рыхло и беспорядочно с межклеточным матриксом.
Затем шла пластинчатая костная ткань, в которой коллагеновые волокна
располагались параллельными рядами (костная пластинка), но ориентация
волокон в соседних слоях была различной. Пластинчатая костная ткань
образовывала компактный и губчатый слои. Компактный слой определял
механическую прочность кости и состоял из пластинчатой костной ткани, где
114
уже начинали формироваться кровеносные сосуды и нервы остеонов.
Губчатый
слой,
располагавшийся
внутри
кости,
только
начинал
формироваться. Фибробласты пластинчатой костной ткани были с большим
количеством коллагеновых
и
эластичных
волокон. Они
постепенно
вытесняли клетки росткового уровня костной системы: остеобласты,
остеоциты, остеокласты.
В остеобластах имелось большое количество отростков, при помощи
которых они устанавливали контакты с соседними клетками. Практически
всей
поверхностью
клетки
проколлаген
активно
контактировал
с
нанопокрытием (Рис. 24). Следует отметить, что из двух типов остеобластов
(активные и неактивные), преимущественно встречались активные формы,
которые отвечали за синтез коллагена и других белков, входящих в состав
органического матрикса кости, отложение и обмен кальция и других ионов.
Рис. 24. Фрагмент титанового имплантата с кальций - фосфатным
покрытием в черепе крысы через 21 день после оперативного внедрения
имплантата.
Остеобласты тесно располагаются на кальций - фосфатном покрытии.
РЭМ (х4000).
115
Остеоциты на данной стадии наблюдались в незначительном числе.
Ткань была еще не полностью структурирована и лишена лакун. Остеоциты
представляли собой округлой формы клетки с длинными тонкими
отростками. Помимо этого, в препаратах определялась пластинчатая костная
ткань, образованная костными пластинками, которая формирует губчатое и
компактное вещество в кости.
Через месяц степень шероховатости образцов в двух группах превышает
500 нм. Вновь образованный слой фиброзной ткани был неравномерен по
высоте. Через три месяца в группе с ВТ1-0 без покрытия поверхность, попрежнему неравномерная по высоте, с рельефом порядка 500 нм. В группе
изучения образцов, контактировавших с наноструктурным титаном с
нанопокрытием топография поверхности была в среднем 200 нм.
Через месяц в образцах, контактировавших с наноструктурным
титаном ВТ1-0 без слоев покрытия было выявлено, что вокруг имплантата
развивалась локальная реакция капсулообразования. В отдельных участках
наблюдаются дефекты капсулы. Выявлен толстый слой структурированной
фиброзной ткани, среди которой определялись в значительном количестве
фибробласты, которые в большей степени выражены в области, прилежащей
к
имплантату
и
кости.
Выявлены
очаговые
лимфомакрофагальные
инфильтраты. Здесь же определяются скопления эритроцитов. Тонкий слой
надкостницы покрывает весь участок пограничной зоны и титановый
цилиндр толщиной 10 нм титановый цилиндр. Вокруг имплантата и по всей
толщине пограничной зоны видна хорошо развитая сосудистая сеть,
представленная преимущественно расширенными капиллярами. Происходит
начало замещения костных дефектов новообразованной костной тканью.
Следует отметить, что соединительная ткань располагается не только в
участках, граничащих с костной тканью, но и закрывает весь дефект.
Образцы с наноструктурным титаном, ВТ1-0 покрытым слоями
биокомпозитов отличались гистологически зрелой и толстой надкостницей,
которая полностью и равномерно покрывала как костный дефект, так и
116
титановый цилиндр. Межклеточные контакты были более плотные.
Наблюдалась активная пролиферация и созревание молодой соединительной
ткани с формированием сосудов микроциркуляторного русла. В массе
новообразованной соединительной ткани обнаруживались тонкие балки
молодой незрелой костной ткани. Лимфомакрофагальная реакция и
скопления эритроцитов выражены в меньшей степени, чем в предыдущей
группе.
Через три месяца после начала эксперимента было выявлено, что
образцы с чистым наноструктурированным титаном ВТ1-0 процессы
регенерации были выражены в меньшей степени, чем с наноструктурным
покрытием, где титановый цилиндр покрывала более толстая надкостница.
Под надкостницей имплантат в большей части занят новообразованной
костной тканью, в значительной мере подвергшейся, хотя и неполному, но
созреванию. В наружной части дефекта сохранились поверхностные участки
фиброзной соединительной ткани, более четко контурированные в группе с
ВТ1-0 с наноструктурированным покрытием. Новообразованная костная
ткань была организована хаотично, костные балки располагались в
произвольном порядке и неодинаковы по высоте. Общее количество
стромальных
элементов
было
меньшим,
чем
в
образцах
с
модифицированным титаном. Образцы с наноструктурным титаном, ВТ1-0 с
покрытым
выделялись
более
высокоорганизованной
костной
ткани,
гистологически трудно отличимой от неповрежденной костной ткани.
Костные балки располагались рядами, практически параллельными друг
другу и незначительно отличающиеся по высоте. В зоне между имплантатом
костной тканью в группе с наноструктурным титаном без покрытия
определяются участки с эритроцитами и отдельные лимфомакрофагальные
элементы.
117
Из таблицы №4 следует, что при регенерации костной ткани без
имплантата, дефект сохранялся до 16 недель. Зрелость волокнистых и
костных структур была также выше в группах 1 и 2 (Рис.25).
Таблица 4
Морфометрическая оценка состояния тканевых структур
(1 - контрольная группа, 2 – имплантат из наноструктурированного
титана ВТ1-0, не покрытого слоями композита, 3 – имплантат из
титана ВТ1-0 с кальций- фосфатным покрытием)
Показатели
Группы
4 недели
8 недель
16 недель
1
2
3
1
2
3
1
2
Площадь
образования
волокнистых
структур (%)
50,7
1
±0,1
95,36
±0,06
*
99,9
5
±0,0
3*
70,21
±0,12
90,97
±0,03
*
90,99
±0,01
*
80,2
1
±0,1
2*
100* 100*
Уровень
зрелости
волокнистых
структур (%)
27,3
1
±0,7
41,75
±0,45
*
72,8
9
±0,3
7*
55,38
±0,51
80,09
±0,32
*
92,87
±0,13
*
75,3
8
±0,5
1*
100* 100*
Наличие
костных
структур ( %)
-
17,73
±0,62
*
28,6 29,82 43,28
1
±1,41 ±0,33
±0,4
*
1*
p>0,05 по сравнением с контрольной группой
56,92
±0,17
*
45,2
3
±2,5
3*
60,9
1
±3,1
8*
118
3
66,9
45
±3,2
1*
120
100
80
Площадь образования
волокнистых структур (%)
60
Уровень зрелости
волокнистых структур (%)
Наличие костных структур ( %)
40
20
0
4_1
4_2
4_3
8_1
8_2
8_3 16_1 16_2 16_3
Рис. 25. Морфометрическая оценка состояния тканевых структур 1 контрольная группа, 2 – имплантат из наноструктурированного титана ВТ1-0
без покрытия, 3 – имплантат из титана ВТ1-0 с кальций - фосфатным
покрытием). 4, 8, 16 – сроки экспозиции в неделях.
Через четыре месяца имплантаты были прочно связаны с матриксной
костью. Их покрывал относительно равномерный слой вновь образованной
ткани, что лучше было видно в группе с кальций - фосфатным покрытием
(Рис. 26, 27).
А
Б
Рис. 26. Фрагмент титанового имплантата ВТ1-0 без покрытия в
черепе крысы через 4 месяца после оперативного внедрения.
119
Имплантат в форме цилиндра полностью покрыт тканью и хорошо
соединен с матриксной костью.
РЭМ. Рис. Б (х400) фрагмент Рис. А (х100).
А
Б
В
Г
Д
Е
Рис. 27. Фрагмент титанового имплантата ВТ1-0 с кальций фосфатным покрытием в черепе крысы через 4 месяца после оперативного
внедрения имплантата.
Имплантат в форме цилиндра полностью покрыт тканью и хорошо
соединен с матриксной костью (А, Б, В). В отдельных участках наблюдается
формирование дополнительного слоя соединительной ткани с матриксной
костью (Г). Видно послойное образование ткани с формированием волокон
сверху уже образованных (Д, Е).
120
РЭМ. Рис. Б (х250), В (х500), Г (х4000) фрагменты Рис. А (х100). Рис.
Е (х15000) фрагмент Рис. Д (х120000).
Через четыре месяца было видно, что имплантат полностью покрыт
тканью и хорошо соединен с матриксной костью. В отдельных участках
наблюдалось формирование дополнительного слоя соединительной ткани с
матриксной
костью.
Было
видно
послойное
образование
ткани
с
титана
с
формированием волокон сверху уже образованных.
Резюме
Нами
показано,
что
применение
имплантата
из
биокомпозитным покрытием способствует формированию костной ткани
приближенной к физиологической регенерации, причем развивается с
большей скоростью, чем при применении имплантата титана без покрытия
слоем биокомпозитов и, раны не закрытой имплантатом.
121
5. Глава. 5. Экспериментальное исследование регенерации костной
ткани при применении биокомпозитов, состоящих из коллагена
гидроксиаппатита, декстрана
При изучении взаимодействия композитов при оперативном внедрении
смеси коллаген-ГАП-декстран с костями черепа нами было показано, что
через день после производства операции выявлены признаки воспаления.
Макроскопически уже через день это проявлялось в виде покраснения и
отечности тканей. Края раны были чистыми. К третьему дню уже было
отмечено срастание краев кожного лоскута. Отечность тканей практически
прекращалась. Однако полнокровие выражено еще достаточно сильно.
Содержание экссудата было. При изучении образцов через семь дней, нами
была получена следующая картина. Так, было отмечено срастание краев
кожного
лоскута
путем
первичного
натяжения.
Отечность
тканей
практически отсутствует. Полнокровие выражено умеренно. Достаточно еще
четко наблюдалась зона демаркационного воспаления. К четвертой недели
снаружи уже виден шов, заросший путем первичного натяжения. При
вскрытии кожного лоскута видно появление уже плюс ткани в отличие от
предыдущих образцов, наблюдалась четко контурированная капсула.
К шестой неделе биокомпозит, покрытый мезенхимальной тканью, попрежнему выступал над поверхностью костной ткани. Зона демаркационного
воспаления уменьшена. К восьми неделям на поверхности черепа был виден
послеоперационный рубец. Вновь образованная ткань была более плотной и
имела более однородную консистенцию. Зона демаркационного воспаления
не
просматривалась.
формирующейся
Через
хрящевой
двенадцать
ткани.
недель
Однако
незначительные фрагменты биокомпозита (Рис. 28).
122
были
видны
наблюдались
поля
еще
и
А
Б
Рис.28. Фрагмент костной ткани черепа крысы (теменная область) с
имплантатом из биокомпозита коллаген -ГАП-декстран. 12 недель
экспозиции.
Выявлены поля формирующейся хрящевой ткани. Видны фрагменты
биокомпозита.
Окраска гематоксилином и эозином. Рис. А (х100), В (х400).
При микроскопичеком изучении образца было видно, что к семи дням
начинала формироваться четкая капсула вокруг имплантата. В жировой
клетчатке по-прежнему отмечается умеренный отек, слабая инфильтрация
нейтрофильными лейкоцитами и макрофагами. В их цитоплазме иногда
видны
мелкие
гранулы
фагоцитированного
композита.
Содержание
последнего продолжает незначительно уменьшаться. В образце видны
многочисленные фрагменты гидроксиаппатита. Часть таких образований
делятся на еще более мелкие фрагменты, либо подвергаются распаду.
Имплантат пронизан тяжами грануляционной ткани. Вокруг него они имели
относительно зрелый характер и формировали тонкую соединительнотонкую капсулу. В тяжах, прорастающих вглубь имплантат, ткань менее
зрелая, она содержит большое количество макрофагов и единичных
многоядерных гигантских клеток, окружающих фрагменты коллагена и
скопления гидроксиаппатита и принимающая участие в их резорбции.
При исследовании регенерации костной ткани через две недели после
операции, нами было обнаружено, что биокомпозит на границе с матриксовой
123
костью был окружен равномерно распределенным слоем соединительной
ткани. Вновь образованная соединительная ткань представляла по ширине
1,8±0,29 мм. Гиперемия и отек были выражены в меньшей степени, чем при
недельной экспозиции. Разницы в микроскопической характеристике между
группами не наблюдалось.
Через четыре - шесть недели у животных, выведенных из эксперимента,
выявлена следующая картина. Так, биоимплант был окружен слоем
мезенхимальной ткани, который соединялся с костью черепа. Вновь
образованная ткань по окружности и выступала над поверхностью костной
ткани
на
1,0±0,31мм
и
была
гиперемированной,
особенно
в
непосредственной близости от композита. В жировой клетчатке по-прежнему
отмечается умеренный отек, а также, слабая инфильтрация нейтрофильными
лейкоцитами
и
макрофагами.
Содержание
последнего
продолжает
незначительно уменьшаться. В образце видны многочисленные фрагменты
гидроксиаппатита. Часть таких образований делятся на еще более мелкие
фрагменты, либо подвергаются распаду. Помимо этого, видны фрагменты
коллагеновых волокон. Отличий в микроскопической характеристике между
группами не наблюдалось.
Электронномикроскопически через сутки после внедрения композита
как состоящего из коллагена, ГАП, декстрана было выявлено наличие его в
зоне дефекта. Следует отметить, что его количество несколько (5-10%)
уменьшено по сравнению с его внедрением за сутки до этого. При этом
обращает на себя внимание тот факт, что композиционный материал за эти
сутки уже начинает связываться с костной тканью с помощью нежных
аргирофильных
волокон.
Наблюдалось
увеличение
просвета
между
клетками, что также усиливает диапедез и развитие экссудации.
Уже через семь дней соединение между композитом и стенками
костного дефекта уже достаточно плотное. Наблюдались прочные тяжи
коллагена. Помимо этого, появляются отдельные фибробласты. Внутри
124
композита видны нити четко контурированного коллагена, расположенного
внутри
гидроксиапатита.
новообразованные
Вокруг
капилляры,
имплантата
появлялись
размножающиеся
отдельные
почкованием
из
предшествующих. Причем, эта связь более прочная во второй группе. Однако
следует отметить, что биокомпозит с желатином более подробно заполняет
собой дефект, образовавшийся при трефанации. Эти отличия возможно
определить на электронномикроскопическом уровне (Рис.29).
А
Б
В
Г
Рис.29. Фрагмент костной ткани черепа крысы (теменной область) с
биокомпозитом из коллагена, декстран, гидроксиапатит. Экспозиция 7 дней.
Биокомпозит (указано стрелкой) фрагментарно прилегает к матриксной
костной ткани. Видны фрагменты гидроксиапатита (указано двумя
стрелками), эритроциты, фрагменты грануляционной ткани.
РЭМ. Рис. Б (х600), В (х6000), Г (х6000) фрагменты Рис. А (х50).
125
Внутри биокомпозитов на этом сроке не наблюдалось еще фибробластов
и сосудов, но здесь выявляется в умеренном количестве фибрин, эритроциты,
которые в отдельных участках собирались в тромбы, в состав которых
входили и фрагменты ГАП. Отдельные эритроциты были гемолизированы.
Наблюдались
нейтрофилы
и
макрофаги,
окружающие
фрагменты
биокомпозита. Все это свидетельствовало о слабо выраженном асептическом
воспалении биокомпозита, как первоначальной тканевой реакции на него.
Однако следует отметить, что эта реакция выражена незначительно (Рис.29).
Через четыре недели было выявлено, что соединение между композитом
и стенками костного дефекта уже более плотное, чем через неделю.
Наблюдались значительные по размеру поля коллагена. Помимо этого, были
выявлены хорошо сформировавшиеся фибробласты. Вокруг и внутри
биокомпозита были обнаружены новообразованные капилляры (Рис. 30).
А
Б
В
Г
126
Рис. 30. Фрагмент костной ткани черепа крысы (теменной область) с
биокомпозитом из коллагена, декстрана гидроксиапата. Экспозиция 4 недели.
Фрагменты биокомпозита плотно соединенного с матриксовой костью
(А, Б, В) с хорошо контурированным коллагеном (Б) и формированием
гаверсовых каналов (В). Формирование плотного слоя коллагена (указано
стрелкой) в дне раны.
РЭМ. Рис. Б (х600), Г (х600) фрагменты Рис. А (х300). Рис. В (1200).
127
Через восемь недель вновь образованная ткань четко заполняла собой
дефект
с
конусообразной
формой.
Нами
выявлено
формирование
надкостницы. Хорошо выражены Гаверсовы каналы (Рис.31). Имплантат был
прикреплен к матриксовой кости на протяжении 90-95% площади.
Б
А
В
Г
Рис. 31. Фрагмент костной ткани черепа крысы (теменной область) с
биокомпозитом из коллагена, декстран, гидроксиапатит. Экспозиция 8недель.
Биокомпозит плотно прилегает к матриксной костной ткани. Видны
незначительные фрагменты гидроксиаппатита (указано стрелками.
Формируется гаверсовы каналы (указано стрелками).
РЭМ. Рис. Б (х1200), В (х1200), Г (х1200) фрагменты Рис. А (х600).
При применении биокомпозита из коллагена, гидроксиаппатита,
декстрана в макро- и микроэлементах костной ткани наблюдалась следующая
картина. Так, на первой недели содержание его в композите достоверно
128
превышало в матриксной костной ткани как в центре, так и по периферии
(таблица № 5).
Таблица № 5
Соотношение макро- и микроэлементы у прооперированных
животных в черепе при имплантированиибиокомпозитов из коллагена,
ГАП, декстрана (1 – матриксная кость (1 неделя, 4 недели, 8 недель) , 2 –
периферия биокомпозита, 3- центр биокомпозита)
г
1.1
1.2
1.3
4.1
4.2
4.3
8.1
8.2
8.3
C
58,00
±3,24
12,15
±1,81
22,71
±2,52
-
45,80±3,
04
10,01±1,
34
22,39±2,
26
0,12±0.0
2
0,18±0,0
4
3,97±0,
01*
14,72±1,
34*
2,81±0,8
0*
45,30±2,
08
7,94±1,5
6
29,82±1,
65
0,30±0,0
1
0,28±0,0
1
6,31±1,0
1*
7,20±1,2
7*
4,85±0,4
8*
47,30±
2,26
8.77±1,
27
29,82±
1,72
0,30±0,
03
0,27±0,
03
6,33±0,
40*
7,21±0,
45*
-
46,82±2
,57
7,30±1,
02
23,67±1
,28
-
51,06±1,
01
10,00±1,
20
24,39±0,
56
0,08±0,0
3
0,18±0,0
1
3,72±0,0
3*
5,45±0,3
0*
4,40±0,3
2*
47,502
±1,45
11,84±
1,05
29,66±
0,35
0,23±0,
04
0,19±0,
02
3,53±0,
45*
7,05±8
4*
-
46,46±
3,18
10,79±
1,09
24,62±
1,20
-
48,26±3,
12
10,10±1,
28
24,38±1.
45
0,09±0,0
2
0,18±0,0
1
2,73±0,0
9*
5,03±0,5
3
3,51±0,6
3*
N
O
NN
a
Mg
P
Ca
Fe
0,22±
0,01
1,37±
0,04
5,59±
1,14
0,08±
0,01
0,18±0,
01
4,72±0,
61*
14,00±1
,01*
3,31±0,
51*
0,19±0
,02
5,71±0
,29*
10,05±
1,34*
2,32±0
,30*
Примечание *р>0,05
К четвертой неделе экспозиции происходило увеличение кальция уже и
в матриксной кости. К восьмой неделе его количество несколько снижалось,
хотя, по-прежнему, превышало содержание в матриксной кости через неделю
после операции. В контрольной группе его содержание достоверно не
отличалось от матриксной кости через неделю после операции. Содержание
кальция превышало его количество в матриксовой кости преимущественно
по периферии биокомпозита, что составляло на первой недели: 22,36±0,98,
четвертой: 17,34±1,03, и восьмой: 10,34±1,08. Во всех
группах после
операции происходило увеличение железа как по центру, так и по периферии
129
имплантата. В матриксной кости на четвертой - восьмой неделях
происходило увеличение содержания кислорода (Рис. 32).
18
16
14
12
N
10
Mg
8
P
6
Ca
4
2
0
1_1
1_2
1_3
4_1
4_2
4_3
8_1
8_2
8_3
Рис. 32. Соотношение макро- и микроэлементы у прооперированных
животных в черепе с применением биокомпозитов из коллагена, ГАП,
декстрана (1 – матриксная кость (1 неделя, 4 недели, 8 недель) , 2 –
периферия биокомпозита, 3- центр биокомпозита).
Резюме
Через сутки после внедрения композита из коллагена, ГАП, декстрана
было выявлено наличие его в зоне дефекта композиционного материала, уже
начинающегося связываться с костной тканью с помощью нежных
аргирофильных волокон. Через семь дней экспозиции соединение между
композитом и стенками костного дефекта уже достаточно плотное. Внутри
композита видны нити четко контурированного коллагена, расположенного
внутри гидроксиаппатита. Вокруг имплантата появляются отдельные
новообразованные капилляры. Выражено слабое асептическое воспалении
вокруг имплантата. Через три недели выявлено, что
соединение между
композитом и стенками костного дефекта уже более плотное, чем через
130
сутки. Здесь уже наблюдаются значительные по размеру поля коллагена.
Наблюдаются хорошо сформировавшиеся фибробласты. Вокруг и внутри
имплантата появляются новообразованные капилляры. Через четыре - шесть
недель
в
зоне
повреждение
формировалась
мезенхимальная
ткань,
преимущественно имевшая грубо волокнистый характер с Гаверсовыми
каналами. Через 8 недель прослеживались фрагменты юной костной ткани.
При изучении макро- и микроэлементов было показано, что через неделю
содержание кислорода достоверно отличалось от матриксной кости в центре
биокомпозита. Через четыре и восемь недель его число было выше в
матриксной кости чем по периферии и в центре биокомпозита. Содержание
магния по мере реституции костной ткани достоверно не изменялось.
Количество кальция достоверно было больше чем в матриксовой кости по
периферии биокомпозита, хотя и несколько снижалось от первой до восьмой
недели. Статистического отличия в группах с желатином и коллагеном не
выявлено.
131
6. Глава. 6. Исследование в эксперименте репаративных процессов
ткани кости при имплантации биокомпозитов, состоящих из декстрана,
гидроксиаппатита, желатина
В данной группе нами была изучена регенерация ткани кости при
применении наноструктурированного биокомпозита, в состав которого
входили: желатин, наноструктурированный гидроксиаппатит (ГАП) и
декстран. При этом нами было показано, что через день макроскопически
было видно покраснение и отечность тканей. Края раны были чистыми. При
изучении
образцов
животных,
в
семидневном
эксперименте,
визуализировано следующее (Рис. 33). Так, было выявлено заживление путем
первичного
натяжения
краев
лоскута
кожи.
Наблюдалась
зона
демаркационного воспаления. К четвертой неделе виден шов, заросший
путем первичного натяжения в поверхностной области.
Рис. 33. Часть ткани кости черепа крысы (область темени) с
имплантированным биокомпозитом желатин-ГАП-декстран. 1 неделя
экспозиции
Композит окружен демаркационной зоной воспаления.
Макроскопическое изображение.
К четвертой – шестой неделям биокомпозит выступал над поверхностью
костной ткани. Зона демаркационного воспаления уменьшилась. К восьмой
неделе на поверхности черепа был виден послеоперационный рубец. Вновь
сформированная
ткань
была
более
плотной
и
имела
однородную
консистенцию. Зона демаркационного воспаления не наблюдалась.
При микроскопичеком изучении образца было видно, что к седьмому
дню начинала формироваться четкая капсула вокруг имплантата. В жировой
клетчатке был выявлен умеренный отек. В образцах, как и в группе коллаген
132
- ГАП -декстран, были видны фрагменты гидроксиаппатита. Имплантат был
пронизан тяжами грануляционной ткани. Ткань содержала единичные
гигантские
многоядерные
клетки,
большое
количество
макрофагов
окружающих участки коллагена и гидроксиаппатита. (Рис. 34).
А
Б
Рис.34. Участок теменной области черепа крысы с внедренным имплантатом
из биокомпозита: желатин-ГАП-декстран. 1 неделя экспозиции (А). 8 недель
(Б).
Определяется формирование волокон (А). Выявлены поля
формирующейся хрящевой ткани (Б) и фрагменты биокомпозита.
Окраска гематоксилином и эозином. А (х100), Б (х100).
При исследовании операционного участка через две недели после
операции, нами было обнаружено, что биокомпозит на границе с
матриксовой костью был окружен равномерно распределенным слоем
соединительной
ткани.
Вновь
образованная
соединительная
ткань
представляла по ширине 1,8±0,31 мм. Отек и полнокровие определялись в
меньшей степени, чем при недельном экспонировании.
Разницы в
микроскопической характеристике между группами не наблюдалось.
Через четыре-шесть недель у животных, выведенных из эксперимента,
наблюдались следующие изменения. Так, биоимплант был окружен слоем
мезенхимальной ткани, который соединялся с костью черепа. Вновь
сформированная ткань по окружности выступала над поверхностью ткани
кости
на
1,0±0,30мм
и
была
гиперемированной,
особенно
в
непосредственной близости от композита. В жировой клетчатке по-прежнему
133
наблюдалась
неярко
выраженная
инфильтрация
макрофагами
и
нейтрофильными лейкоцитами негрубый отек. Выраженность продолжает
незначительно уменьшаться. В экспериментальном образце определены
множественные
участки
гидроксиаппатита.
Часть
таких
образований
фрагментировалась на еще более мелкие участки, либо распадалась. Кроме
того,
визуализируются
фрагменты
волокон
коллагена.
Отличий
в
микроскопической характеристике между группами не наблюдалось.
Через восемь недель мы наблюдали формирующуюся костную ткань,
которая по толщине в 2 раза превышала костную ткань. Однако не закрывала
имеющийся после трефанации костный дефект. На сроке восемь недель мы
еще
выявляли
остатки
гидроксиаппатита.
Начинали
формироваться
Гаверсовы каналы (Рис.34).
Электронномикроскопически через сутки имплантирования композита
как состоящего из декстрана, желатина, ГАП, показано наличие его в
дефектной области. Следует отметить, что его количество несколько (на 9%)
уменьшено по сравнению с моментом внедрения. При этом обращает на себя
внимание тот факт, что композиционный материал уже начинает соединяться
за эти сутки с тканью кости, что определяется визуализацией нежных
аргирофильных волокон. Определяется рост просвета между клетками, что
тоже дополнительно провоцирует развитие экссудации и диапедез.
134
А
В
Б
Г
Рис. 35. Образец костной ткани черепа крысы (область темени) с
имплантированным биокомпозитом из желатина, декстрана,
гидроксиапатита. Экспозиция 7 дней.
Биокомпозит (указано стрелкой) плотно прилегает к матриксной
костной ткани. Между слоями заметны хорошо контурированные волокна
(указано стрелкой). Среди гидроксиаппатита – вновь образованный коллаген
(указано стрелкой).
РЭМ. Рис. Б (х1000), В (х2000), Г (х4000) фрагменты Рис. А (х400).
Через семь дней сращение между стенками костного дефекта и
композитом определенно плотное. Наблюдаются прочные тяжи коллагена.
Помимо этого, замечены единичные фибробласты. В области композита
(внутри гидроксиаппатита) отмечаются нити четко контурированного
коллагена. В зоне имплантата усиливаются элементы микроциркуляторного
русла, появляются единичные капилляры. Причем, эта связь более прочная
во второй группе. Однако следует отметить, что биокомпозит с желатином
135
более подробно заполняет собой дефект, образовавшийся при трефинации
(рис.35,36).
А
Б
В
Г
Рис. 36. Участок кости черепа крысы (область темени) с имплантированным
биокомпозитом из желатина, декстрана, гидроксиапатита. 7 дней.
Биокомпозит фрагментарно примыкает к матриксной ткани кости.
Видны фраг-менты гидроксиаппатита (указано стрелкой). Формируется
грануляционная ткань.
РЭМ. Рис. Б (х1000). В (х4000), Г (х4000) фрагменты Рис. А (х500).
Внутри биокомпозитов на этом сроке не наблюдалось еще
фибробластов и сосудов, но здесь выявляется в умеренном количестве
фибрин, эритроциты, которые в отдельных участках собирались в тромбы, в
состав которых входили и фрагменты ГАП. Были выявлены макрофаги и
нейтрофилы.
136
А
Б
В
Г
Рис. 37. Образец костной ткани черепа крысы (теменная область) с
импланти-рованным биокомпозитом, состоящим из желатина, декстрана,
гидроксиапатита. Экспозиция 4 недели.
Биокомпозит (указано стрелкой) прилегает плотно к матриксной
костной ткани, обозначен ровными краями, не замечено некротизированных
участков (А, Б). Между ними (указано 2 стрелками) образуется слой хорошо
контурированнаямезенхимальная ткань с остатками гидроксиаппатита. С
другой стороны матриксовой кости (В, Г) – остеосинтез.
РЭМ. Рис. Б (х800), В (х400), Г (х800) фрагменты Рис. А (х200).
Через четыре недели нами показано более плотное сращение между
стенками костного дефекта и композитом (Рис. 37).
137
Б
А
В
Г
Рис. 38. Участок ткани кости черепа крысы (область темени) с
имплантированным биокомпозитом из гидроксиапатита, желатина,
декстрана. Экспозиция 4 недели.
Биокомпозит (обозначен стрелкой) плотно прилегает к матриксной
костной ткани с ровными краями. Образуется слой мезенхимальной ткани с
остатками гидроксиапатита.
РЭМ. Рис. Б (х800), В (х1600), Г (х3000) фрагменты Рис. А (х400).
Наблюдались
коллагена.
значительные
Помимо
этого,
по
площади
были
поля
выявлены
с
содержанием
удовлетворительно
сформировавшиеся фибробласты. Снаружи и в зоне биокомпозита были
обнаружены новообразованные капилляры (Рис.38).
138
А
Б
В
Г
Рис. 39. Часть костной ткани черепа (теменная область) крысы с
биокомпозитом из декстрана, желатина, гидроксиапатита. Экспозиция 8
недель.
Фрагменты биокомпозита с образованием мезенхимальной ткани с
формирующимися гаверсовыми каналами (указано стрелкой).
РЭМ. Рис. А, Б (х3000). Рис. Г (х3000) фрагмент Рис. В (х1600).
После восьминедельной экспозиции вновь созданная ткань четко
заполняла собой дефект с конусообразной формой. Нами выявлено
формирование
надкостницы.
Хорошо
выражены
Гаверсовы
каналы,
биокомпозит при осмотре был прикреплен к матриксовой кости на 86% (Рис.
39).
При анализе элементного состава определено, что при применении
биокомпозитов из декстрана, желатина, ГАП после недели эксперимента
содержание O2 достоверно разнилось в матриксной кости (22,62±1,22) и
центре биокомпозита (29,80±0,45). Через четыре и восемь недель,
содержание кислорода было выше в матриксной кости, чем в сфере
139
биокомпозита по его краю. Уровень Mg по мере реституции ткани кости
достоверно не менялось. Количество Ca достоверно было чем в матриксовой
кости по внешней стороне биокомпозита, от первой до восьмой недели
немного уменьшалось (14,93±0,94, 13,98±1,01, 10,04±74) (таблица № 6,
рис.40).
Таблица №6
Соотношение макро- и микроэлементы у прооперированных
животных в черепе с имплантированием биокомпозитов, состоящих из
декстрана, желатина, ГАП (1 – матриксная кость (1 неделя, 4 недели, 8
недель) , 2 – периферия биокомпозита, 3 - центр биокомпозита)
C
N
O
N
Na
M
g
P
Ca
Fe
1.1
58,13
±1,56
12,02
±1,5
22,62
±1,22
0,19±
0,01
1,38±
0,04
5,58±
0,34
0,08±
0,01
1.2
47,81±2,
03
8,00±1,2
6
22,38±1,
21
0,13±0.0
2
0,18±0,0
2
3,77±0,
01*
14,93±0,
94*
2,80±0,8
7*
1.3
44,31±1,
08
6.93±1,7
6
29,80±0,
45
0,32±0,0
1
0,27±0,0
1
6,32±0,2
1*
7,22±0,5
9*
4,83±0,4
9*
4.1
46,35±
1,25
9.72±1,
25
29,80±
0,76
0,32±0,
04
0,27±0,
03
6,32±0,
42*
7,22±0
45*
-
4.2
47,80±2
,07
6,31±1,
01
23,68±1
,24
0,19±0,
01
4,71±0,
31*
13,98±1
,01*
3,33±0,
51*
4.3
50,06±1,
01
10,00±1,
20
25,39±0,
56
0,08±0,0
1
0,17±0,0
1
3,74±0,0
3*
5,34±0,3
1*
4,50±0,5
2*
8.1
47,502
±1,45
11,84±
1,05
29,66±
0,35
0,23±0,
04
0,19±0,
02
3,53±0,
45*
7,05±8
4*
-
8.2
45,46±
2,17
11,72±
1,09
24,69±
1,20
0,19±0
,02
5,71±0
,29*
10,04±
74*
2,33±0
,31*
8.3
48,06±2,
07
10,30±1,
29
24,39±1.
41
0,08±0,0
2
0,17±0,0
1
2,74±0,0
7*
5,04±0,2
3
3,50±0,6
7*
Примечание *р>0,05 по сравнению с матриксной костью в своей временной
группе, **р>0,05 по сравнению с другими временными сроками, ***р>0,05
внутри временной группы (возле матриксовой кости и на сколе вновь
образованной ткани.
140
18
16
14
12
N
10
Mg
8
P
6
Ca
4
2
0
1_1
1_2
1_3
4_1
4_2
4_3
8_1
8_2
8_3
Рис. 40. Соотношение макро- и микроэлементы у прооперированных животных в черепе с применением биокомпозитов из желатина, ГАП, декстрана (1
– матриксная кость (1 неделя, 4 недели, 8 недель) , 2 – периферия
биокомпозита, 3 - центр биокомпозита)
Резюме
Спустя сутки вследствие введения композита из ГАП, желатина,
декстрана демонстрировано факт его присутствия в дефектной области. С
тканью кости в присутствии нежных аргирофильных волокон начинает
соединяться композицитный материал. При семидневной выдержке связь
между стенками костного дефекта и композитом уже определенно плотное.
Изнутри композита прослежены нити четко контурированного коллагена,
дислоцированного в области гидроксиаппатита. По окружности импланта
пробиваются единичные новообразованные капилляры. Определено неяркое
асептическое
воспаление
вокруг
имплантата.
Через
три
недели
продемонстрировано, что связь между стенками дефекта кости и композитом
уже более прочное, чем через сутки. Тут уже прослежены размерно заметные
коллагеновые поля. Отмечаются удовлетворительно сформировавшиеся
фибробласты. Вокруг и внутри имплантата появляются новообразованные
капилляры. Через четыре – шесть недель в зоне повреждение формировалась
141
мезенхимальная
ткань,
прослеживающимися
в
основном
Гаверсовыми
грубоволокнистого
каналами.
Спустя
строения
восемь
с
недель
реституции визуализировались участки юной костной ткани.
При изучении содержания макро- и микроэлементов было определено,
что через неделю экспозиции уровень кислорода достоверно отличался
аналогичного в матриксной кости в середине биокомпозита. Через четыре –
восемь недель его величина была выше в матриксной кости чем по
периферии и в центре биокомпозита. Количество магния по мере
восстановления ткани кости достоверно не изменялось. Количество кальция
достоверно было больше чем в матриксовой кости вокруг биокомпозита, от
первой к восьмой неделям немного уменьшалось.
142
7. Глава 7. Экспериментальное исследование регенерации ткани кости
при внедрении имплантантов из наноструктурированного титана Grey,
подвергнутого пескоструйной обработке и микродуговму
оксидированию
Через неделю после введения имплантата из наноструктурированного
титана, не покрытого композитными материалами у животных, выведенных
из эксперимента, выявлена следующая картина. Образец был окружен
соединяющей с костью черепа соединительноткананным слоем (Рис.41). При
его извлечении он относительно легко отделялся от вновьобразованной ткани
и не имел дефектов в виде изменения цвета и коррозии металла на его
поверхности. Демаркационная воспалительная зона была представлена в
виде ободка шириной 1,4±0,4 мм при применении пескоструйной обработки
(ПСО) и 1,6±0,35 – при микродуговом оксидировании (МДО). Новая ткань
соединялась с имплантатом на 30±15% и 46±10 и по окружности и выступала
над поверхностью костной ткани на 0,5±0,3 мм. Она была гиперемированной,
особенно в непосредственной близости от композита, отечной.
При исследовании репаративных процессов кости через две недели
после операции, нами было обнаружено, что образец был окружен
равномерно распределенным слоем соединительной ткани, здесь плотный
контакт наблюдался уже на большей площади (58±5 % и 64±7%
соответственно).
Извлекался
он
уже
сложнее
и
с
повреждением
соединительной ткани. При этом он по-прежнему не имел дефектов в виде
изменения цвета и коррозии металла на его поверхности. Вновь образованная
соединительная ткань представляла по ширине 1,8±0,29 мм и 2,1±0,25 мм при
МДО, и выступала над поверхностью костной ткани на 1,2±0,15 мм и
1,6±0,12 мм. Отек и полнокровие тканипроявлялись в меньшей степени, чем
в недельном эксперименте.
143
А
Б
В
Г
Рис. 41. Часть кости черепа крысы (теменная область) с нанотитана Grey без
покрытия. 1 неделя выдержки.
Рис. А, В. Титан, подвергнутый пескоструйной обработке. Рис. Б, Г. Титан с
обработкой микродуговым оксидированием. Рис. А, Б. – 1 неделя. Рис. В, Г.
14 недель после операции.
Рис. А, Б. Композит окружен демаркационной зоной воспаления (указано
стрелкой) шириной, которая умеренно гиперемирована и отечна и соединен с
нею на 30 % окружности.
Рис. В, Г композит покрыт на большей поверхности мезенхимальной
тканью.
Макроскопическое изображение.
Спустя 4 недели внедренияимплантата у животных, выведенных из
эксперимента, выявлена следующая картина. Так, имплантант был окружен
соединительнотканным слоем, соединяющейсяс костью черепа. При его
извлечении он относительно легко отделялся от вновьобразованных структур
и не имел дефектов в виде изменения цвета и коррозии металла на его
поверхности (таблица №7).
144
Таблица №7
Принципы регенерации ткани костипри использованииобразцов титана,
подвергнутого пескоструйной обработке (ПСО) и микродугового
оксидирования (МДО) введении различных видов композитов
Сроки/гр 1 неделя
уппы
Обработ ПСО МД
ка
О
поверхно
сти
титана
Демарка
1,4 1,6
ционная
±0, ±0,
зона
4
35
воспален
ия (мм)
Высота
0,5 0,6
над
±0, ±0,
поверхно 3
23*
стью
кости
черепа
(мм)
Покрыти 1,2 1,0
е тканью ±0, ±0,
импланта 3х 2х0
та (мм)
0,4 ,4±
±0, 0,0
2*- 6
2
Соедине
ние
ткани с
композит
ом (%)
58±
10*
30
±1
5
446
±10
**
ПС
О
4
6
9
12
14
М
Д
О
ПСО
МД
О
ПС
О
МД
О
ПСО
МД
О
ПС
О
МД
О
ПСО
МДО
2,1
±0,
25
*
1,1±
0,35
2,19
±0,2
4*
1,1
±0,
25*
-
21,1
±0,2
8*
21,0
1±0,
15*
12,2
±02
311,
*
--
--
--
--
1,2
±0,
15*
1,6
±0,
12
*
1,0±
0,31
11,1
,
±0,3
1
1,3
±0,
29
1,14
±0,2
8
1,
21±0
,3
11,
22±
0,3
2,8±
0,3
2,9±
02*
3,1±0
,2
3,2±0
,3
0,8
±0,
2х0
,2±
0,0
5*
1,0
±0,
2х
0,6
±0,
03
*
64
±7
*
1,4±
0,23
х3,5
±0,1
1
1,6±
0,24
х3,7
±0,
1,8
±0,
21х
3,8
±0,
1
Имплантат полностью покрыт вновь
образованной тканью по всей поверхности.
95±5
197
±3
110
0
100
21,
8±0
,1
Примечание *р>0,05
Вновь созданная ткань соединялась с имплантатом на 95±5% и 97±3 %
по окружности и выступала над поверхностью костной ткани на 1,0±0,31мм и
1,1, ±0,31. Она была гиперемированной, особенно в непосредственной
близости от композита.
Через
восемь
недель
после
введения
наноструктурированного
имплантата у животных, выведенных из эксперимента, выявлена следующая
картина. Так, он был окружен слоем вновь организованной ткани, который
соединял его с костью черепа (Рис. 41). Вновь построенная ткань
соединялась с имплантатом по всей поверхности и выступала над
поверхностью костной ткани. Ткань наслаивалась на образец и закрывала его
145
на 100%, хотя и была различной по толщине, была гиперемирована.
Имплантат плохо извлекается от окружавшей его ткани, но по-прежнему не
имел дефектов в виде изменения цвета и коррозии металла на его
поверхности.
При светооптическом исследовании обращал на себя внимание тот
факт, что уже при семидневном экспонировании пространство между
композитоми костной тканью наполнялся соединительной тканьюу всех
животных. Не определялась грань между волокнистыми клеточными слоями.
К седьмым суткам остеобластические элементы формируют сеть трабекул
фиброретикулярной
кости
на
повреждения,
располагающиеся
поверхности
корковой
значительном
уже
пластинки
над
протяжении
имплантатом.
прилежит
от
К
зоны
раневой
незначительная
зона
некротизированных бесструктурных масс. Вблизи раневых поверхностей
наблюдается
гибель
отдельных
остеоцитов
компактной
кости.
Грануляционная ткань над имплантатом постепенно превращается в хрящ.
Хрящевая ткань образует незначительные поля, которые не разграничены
соединительнотканными перегородками (Рис. 42).
Пролиферация хондробластов в плоскости перелома выявляется с семи
дней эксперимента, достигает максимума к четырнадцати суткам. К
четырнадцати дням после операции в молодой хрящ проникают капилляры
из костномозговых пространств новообразованной периостальной кости в
сопровождении остеогенной ткани. Новообразованная ткань изолирована
нечетко выраженным слоем обильно васкуляризированной волокнистой
соединительной ткани. Гаверсовы каналы остеонов углублены. Выявляются
фрагменты гематомы с волокнами фибрина, подвергшиеся организации
вследствие внедрения в них фибробластических компонентов.
146
А
Б
В
Г
Рис. 42. Часть ткани кости черепа крысы (теменная область) с имплантатом
из наноструктурированного титана Grey без покрытия слоями композитов. 1
неделя экспозиции
Титан с обработкой микродуговым оксидированием.
Определяется как коллагеновые, так и аргирофильные волокна.
Выявлены поля формирующейся хрящевой ткани (указано стрелкой).
Окраска гематоксилином и эозином. Рис. Б (200), В (400), Г(400)
фрагменты Рис. А (100).
После семи суток наблюдалось прогрессивное увеличение числа
полиморфных мезенхимальных клеток и фибробластоподобных клеток. В
начале второй недели в ткани над имплантатом находятся многочисленные
мезенхимальные клетки и фибробласты. Сеть трабекул новообразованной
кости появляется уже на четырнадцатые сутки. К этому времени
происходило замещение грануляционной ткани волокнистой соединительной
тканью с многочисленными остеоидными трабекулами.
Промежду материнской костью и композитом показана гиперемия.
Представлены части с диапедезными кровоизлияниями. Предъявлены клетки
147
лимфоидного
ряда.
В
основном
ткань
была
рыхловолокнистая
соединительная. Апоптотических телец и некротически измененных клеток
не выявлено. При четырнадцати дневной экспозиции во всех группах в
просвете
посреди
композита
и
ткани
кости
определяласьбогатая
полнокровными сосудами удовлетворительно сложившаяся соединительная
ткань.
Мезенхимальная ткань формировалась уже и над имплантатом.
Костная ткань черепа не отличалась от аналогичной при недельной
экспозиции. Нарушение кровообращения в виде кровоизлияний было
выражено уже в меньшей степени. При светооптическом исследовании
обращал на себя внимание тот факт, что уже при четырех недельной
эспозиции промежуток между костью и имплантатом заполнен хорошо
сформировавшейся хрящевой тканью (Рис.43). Причем, ближе к черепной
ткани крысы она переходит в молодую ткань. Балки в ней распределены
хаотично и они вытесняют хрящевую ткань. Этот этапопределяется к шести
неделям экспозиции, особенно при использовании образцов, в составе
которых наличествовали биокомпозиты.
С внешней стороны вновь построенная ткань начинала покрываться
хорошо контурированной и утолщенной надкостницей. Граница между
слоями не определялась. Остеобласты клеточного слоя располагались в
основном в один ряд, без значительных клеточных промежутков. Компактное
костное вещество ткани за имплантатом было обычно сформировано,
остеоциты лежали свободно в костных лакунах. Количество Гаверсовых
каналов не увеличено. Форма их была не изменена. Определялось
полнокровие. Количество эритроцитов и ретикулярных клеток не увеличено.
148
А
Б
В
Г
Рис. 43. Участок костной ткани черепа крысы (теменной область) с
имплантированным композитом из титана Grey с пескоструйной обработкой.
Экспозиция 4 недели.
Биокомпозит окружен слоем рыхлой соединительной ткани (указано
стрелкой) с участками начала формирования костной ткани, рыхло
соединенной с матриксной костной тканью. Начало формирования
гаверсовых каналов.
Окраска гематоксилином и эозином. Рис А (х100), Б (х200), В, Г (х400).
Определена гиперемия в промежутке между материнской костью и
композитом. Просматривались участки с диапедезными кровоизлияниями.
Не замечено клеток лимфоидного ряда. Некротизированные участки не
обнаружено. Связь между композитом и имплантатом во всех группах была
уже более прочной. Через девять недель во всех группах не выявлено
заполнения
грануляционной
тканью.
Нет
некробиотических
и
аутолитических реакций, участков с секвестрами. При осмотре показаны
компактная кость с грубоволокнистыми трабекулами кости, участки
пластинчатой
кости.
Формировалась
149
зрелая
пластинчатая
ткань.
Отслеживалось прорастание сосудов микроциркуляторного русла в ареал
имплантата с формированием сосудистой сети, наличием эритроцитов.
Фиброзная
ткань
не
достаточно
четко
сформирована.
Слой
вновь
сформированной ткани над срединой имплантата 905,0±9,62 µm. Имеются
вновь образованные остеоны.
При экспонировании двенадцать- четырнадцать недель и в группе с
ПСО и МДО все участки имплантата прикреплены к кости. (Рис. 44).
А
Б
В
Г
Рис. 44. Участок костной ткани черепа крысы (теменной область) с
имплантированным композитом
из
титана
Grey,
подвергнутого
пескоструйной обработке. Экспозиция 14 недель.
Вокруг фрагмента биокомпозита слой костной ткани со
сформированными гаверсовыми каналами рыхло соединенной с матриксной
костью. На внутренней поверхности – рыхлая соединительная ткань.
Окраска гематоксилином и эозином. Рис. Б (х200), В (х400), Г (х400)
фрагменты Рис. А (х100).
Однако даже при данной экспозиции наблюдаются фрагменты с
гиперемией.
Отек
ткани
умеренный.
Выражено
коллатеральное
кровообращение. При извлечении имплантата форма, размеры, цвет не
150
изменены. Сосуды микроциркуляторного русла расширены, инфильтрации
клеток лейкоцитарного ростка выражена незначительно. Преобладала
грубоволокнистая ткань. Остеогенные клетки располагались не по всем
участкам во вновь сформировавшейся ткани. В материнской кости площадь
капилляров увеличена, инфильтрации клеток лейкоцитарного ростка нет.
Костные балки не изменены. Ткань без участков лизиса (Рис. 44).
В условиях люминесцентной микроскопии определено, что окраска
родаминовым
красным
выгодно
отображающая
клетки
с
высокой
активностью метаболизма, активно поглощающие ионы Ca2+ наиболее
хорошо заметна в области по периферии ткани костной и вновь созданной
волокнистой ткани при экспозиции одна неделя (Рис.45).
А
Б
Рис. 45. Часть костной ткани черепа крысы (теменная область) с
биокомпозитом из наноструктурированного титана Grey. 1 неделя
эксперимента.
В участке удаленной костной ткани над биокомпозитом формируется
рыхлая, вновь образованной мезенхимальная ткань, интенсивно окрашенная
в красный цвет (указано стрелкой).
Люминисцентная микроскопия. Окраска родаминовым красным. Рис. А
– микро-фотография в проходящем видимом свете (х120), Рис. Б фрагмент А
-ультрафиолетовый спектр с красным светофильтром (х400).
Через четырнадцать недель показано самое активное свечение в новой ткани
над имплантатом, а также на границе с вновь созданной и матриксной
тканью (Рис. 46).
151
А
Б
В
Рис. 46. Часть костной ткани черепа крысы (теменная область) с
помещенным биокомпозитомом из наноструктурированного титана Grey,
подвергнутого с пескоструйной обработке 14 недель экспозиции.
Ткань над имплантатом. Образовавшаяся возле биокомозита ткань имеет
хорошо выраженные остеоциты и остеобласты.
Люминисцентная микроскопия. Окрашивание родаминовым красным. Рис. Б
х200), В (х400) фрагменты Рис. А (х120).
При помощи зондовой микроскопии показано, что при сроке 1 неделя
вновь сформированная ткань представляет собой островки, выступающие на
высоту 2,5±0,5 µм, тогда как матриксная кость возвышается на 14±1,5 µм
(Рис. 47). Лишь в отдельных участках новая ткань соединена с костью. Вновь
образованная грануляционная ткань пропитана эритроцитами. Видны
коллагеновые волокна.
152
А
Б
Рис. 47. Участок костной ткани черепа крысы (область темени) с
имплантированным композитом из наноструктурированного титана Grey,
подвергнутого с пескоструйной обработкой, без нанесения покрытия. 1
неделя экспонирования.
Имплантат окружен слоем рыхлой соединительной ткани (указано
белой стрелкой) шириной 5,0±0,5 µм, неравномерной по высоте 2,5±0,5 µм, с
формирующимся покрытием из мезенхимальной ткани имплантата. Между
участками новой ткани визуализируются эритроциты.
Зондовая
микроскопия.
Вновь сформированная мезенхимальная ткань начинала распределяться
более равномерным слоем, хотя и в отдельных участках имеет перепады в
рельефе. Гаверсовы каналы в процессе формирования (Рис. 48). На сроке
двенадцать - четырнадцать недель разницы в формировании ткани не
отмечено. Высота воссозданной ткани - 1050±150 µм.
При изучении с помощью электронной микроскопии наблюдалась
следующая морфологическая картина. Так, изучение матриксовой кости
через один день после операции показало наличие незначительных
некротизированных участков в зоне трефанации. Помимо этого, в ткани было
выявлено нарушение кровообращения в виде полнокровия сосудов и
диапедезных кровоизлияний. Затем, через одну неделю показаны одиночные
участки некротизированной ткани. Сосуды были по-прежнему расширены.
Эритроциты наблюдались как в кровеносном русле, так и за его пределами.
153
Б
А
В
Г
Рис. 48. Участок черепа крысы (теменная кость) с внедренным композитом
из наноструктурированного титана Grey, подвергнутого микродуговому
оксидированию, без нанесения покрытия. 12 недель экспозиции. Имплантат
покрыт мезенхимальной тканью, которая покрывает имплантат как с
перепадами по высоте (указано стрелкой) (Рис. А) так и равномерным слоем
(Рис. Б). Наблюдаются гаверсовы каналы (указано стрелкой) (Рис. Б, В, Г).
Зондовая лаборатория.
В области соединения «ткань кости - имплантат» было выявлено
наличие волокон. Они еще лишь не более чем на 25% покрывали участок
между образцом и матриксовой костью, эта связь признана недостаточно
прочной. Со временем определялась все более тесная связь. В экспозиции
четыре-шесть недель не определено пустых участков с тканью и
имплантатом. К восьми неделям эксперимента над грубоволокнистой тканью
определялась
надкостницей,
с
переходом
154
от
материнской
кости
к
имплантату, постепенно образовывая к двенадцати неделям общий комплекс
«имплантат - ткань кости». Толщина мезенхимальной ткани в этой области
была до 1,2 мм. На поверхности имплантата по его периферии начинал
образовываться к первой неделе ободок величиной 160,0 ±35,0 µm при ПСО
обработке и 162,0 ±25,0 µm при МДО. К 2-м неделям он составлял182,0 ±31,0
и 180,0 ±30,0, 4 -184,0 ±30,0 и 185,0 ±30,0 µm.
Таблица № 8
Особенности регенерации костной ткани, полученной при помощи
растровой электронной микроскопии
группы
Ободок
соедините
льной
ткани
(µm)
Размер
вновь
образован
ной ткани
(µm)
Центром
имплантат
а - вновь
образован
ная
тканью
(µm)
Толщина
ткани над
центром
композита
(µm)
1
П
С
О
16
0,0
±3
5,0
57,
20
±3
0,0
МД
О
2
ПС
О
162,
0
±25,
0
182,
0
±31,
0
56±
20,0
79,3
8±1
5,0*
70
±1
4,0
*
--
--
--
--
--
--
М
Д
О
18
0,0
±3
0,0
--
--
4
ПС
О
МД
О
6
ПС
О
МД
О
8
ПС
О
МД
О
12
ПС
О
МД
О
184,
0
±30,
0
185,
0
±30,
0
190,
0
±10,
0
80,5
5±1
9,71
79±
19,7
1
460,
05±
31,0
1
27,8
4±3
0,0
14
ПС
О
189,
0
±30,
0
--
--
--
--
94,0
±3,0
*
93,0
±4,0
*
450,
06±
21,0
1
--
--
тка
нь
пок
рыв
ает
имп
лан
тат
--
-
-
-
-
28,7
4±2
0,0
37,6
2±3
0,0*
38,5
2±1
0,0*
491,
03±
39,5
4
497,
08±
29,5
1
115
1,0±
26,1
*
116
7,0±
29,1
*
101
1,0±
39,1
*
М
Д
О
--
11
67,
0±
29,
1*
Примечание *р>0,05
На
структурно
четвертой
неделе
определенные
эксперимента
имплантатом.
визуализируются
Аргирофильными
участки
волокнами
наполнена большая часть имплантата заполнена. Любопытно, что на
последующих экспозиционных уровнях вновь сформированная ткань
приобрела двухслойное строение. При этом нижний слой - каркас из волокон,
155
а верхний - формирующаяся костная ткань. Постепенно, к двенадцати
неделям эксперимента, нижний слой истончался и приближался к верхнему.
К шестой неделе толщина ободка на поверхности имплантата из
соединительной ткани составляла190,0 ±10,0 и 189,0 ±30,0µm. Затем
благодаря процессам контактного остеогенеза и остеоинтеграции костные
структуры полностью покрывала собой имплантат с отсутствующими
очагами резорбции.
Толща вновь образовавшейся ткани составляла на первой неделе:
57,20±30,0, 56,10±20,0 µm а при двух неделях -79,38±15,0,70,20±14,0 µm,
четвертой - 80,55±19,71, 79±19,71 µm и шестой 94,0±3,0, 93,0±4,0 µm.
(таблица № 8).
На этапе четырех недельной экспозиции нами выявлен, как и в
предыдущей группе, рост остеоида. В основном, это - грубоволокнистая
костная ткань, когда волокна располагались рыхло, местами беспорядочно.
Кроме того, отмечаются фрагменты пластинчатой костной ткани.
При
заполнении
поверхности
имплантата
снаружи
рыхлой
соединительной тканью наблюдались преимущественно коллагеновые и
эластичные волокна. Выражена положительная реакция межклеточного
вещества, клеточные элементы воспалительной реакции преимущественно
эритроцитарного, а также лейкоцитарного ряда, фибробласты с отходящими
от них коллагеновыми волокнами. На четвертой неделе экспонирования
визуализируются структурно сходные с имплантатом фрагменты. Но все же
большая часть имплантата уже заполнена волокнами.
На этом же этапе наблюдался бурный оппозиционный рост остеоида,
новообразованной
некальцифицированной
костной
ткани.
Основную
поверхность его составляет грубоволокнистая костная ткань, коллагеновые
волокна
располагаются
рыхло,
местами
беспорядочно.
Кроме
того,
отмечались фрагменты пластинчатой костной ткани: коллагеновые волокна
располагаются параллельными рядами (костная пластинка), но ориентация
волокон в соседних рядах различна. Количество трабекул в этом месте
156
увеличивается, сохраняя в глубине жизнеспособные остеоциты. Нами был
показан процесс утолщения трабекул и уменьшения площади полостей
губчатой сети. На этом этапе экспозиции образующиеся слои ткани кости,
имеют свои канальцы.
По
периферии
имплантата
определяются
слои
надкостницы
остеогенный и фиброзный. Слой новой ткани описан при четырех неделях
срока эксперимента беспорядочно, но местами начинают образовывать
пластины, островки губчатой кости. Выявлено фрагментарное полнокровие
капилляров. Нейтрофильной инфильтрации не замечено. Апоптотических
телец и некротически измененных клеток не выявлено. Установлено начало
формирования полостей для образования сосудов во вновь образованной
губчатой кости.
На более поздних сроках экспозиции продолжается формирование
зрелой кости. Прослеживаются знаки преобразования губчатой кости в
компактную уже на шестой неделе. Плоскость ткани кости параллельно
выравнивается, нет заметного перепада между постоперационным участком
и «старой» костью. Фактически, границу между отдельными участками
костной ткани можно выявить только на электронномикроскопическом
уровне. При этом выражено трабекулярное строение остеогенных клеток с
выраженной функциональной напряженностью, количество отростков их
многократно возрастает, организуя начало формирования характерной
структуры зрелой ткани. Прослеживается ремоделирование ткани кости в
исследуемом
формирования
образце
по
остеонов.
всей
толщине.
Исследуемая
Наблюдаются
пластинчатая
фрагменты
костная
ткань:
коллагеновые волокна располагаются параллельными рядами (костная
пластинка), но ориентация волокон в соседних рядах различна. Пластинчатая
костная ткань образует компактный и губчатый слои. Количество трабекул в
этом месте увеличивается, сохраняя в глубине жизнеспособные остеоциты.
Можно отметить даже излишнюю трабекулярную грубоволокнистую кость
первичной костной мозоли (Рис.49). Следует отметить, что со стороны
157
головного мозга ткань тоньше. Хорошо выражена надкостница. Купол над
имплантатом исчезал к двенадцати неделям.
А
Б
В
Г
Рис.49. Участок кости черепа крысы (теменная часть) с внедренным
композитом, состоящим из наноструктурированного титана Grey,
обработанного методом микродугового оксидирования. Экспозиция 6
недель.
Вокруг имплантата слой костной ткани (указано стрелкой),
включающий гаверсовы каналы. Просматривается рыхло соединенная с
матриксной костью надкостница (указано стрелкой).
Рис. В, Г фрагменты Рис. А. (с наружной от мозга стороны).
РЭМ. А (х100), Б (х250), В (х200), Г (х500).
158
А
Б
Рис.50. Участок костной ткани черепа крысы (в теменной области) с
композитом, состоящим из наноструктурированного титана Grey,
обработанного методом микродугового оксидирования. Экспозиция 6 недель.
Вокруг него слой костной ткани с гаверсовыми каналами рыхло
соединенной с матриксной костью (указано стрелкой) (со стороны мозга).
Рис. Б (х4000) фрагмент Рис. А (х200). РЭМ.
При экспозиции двенадцать - шестнадцать недель и в группе с ПСО и
МДО все участки имплантата прикреплены к кости, хотя в отдельных
участках связь не прочная. Купол над имплантатом, соединение с
имплантатом на 65%-70%.Костная мозоль в диаметре 8 мм. При извлечении
имплантата
форма,
микроциркуляторного
размеры,
русла
цвет
не
расширены,
изменены.
инфильтрации
Сосуды
клеток
лейкоцитарного ростка выражена незначительно.
Толщина ткани над центром имплантата составляет к двенадцати
неделям 1151,0±26,1 и 1167,0±29,1, а к 16 - 1011,0±39,1 и 1167,0±29,1 µm.
Остеогенные клетки определяются не по всем участкам новой ткани. В
материнской кости площадь капилляров увеличена. Ткань без участков
лизиса (Рис.51, 52).
159
А
Б
В
Ы
Г
Рис.51. Участок костной ткани черепа крысы (область темени) с
имплантированным композитом из наноструктурированного титана Grey,
обработанного пескоструйным методом. Экспозиция 12 недель. Кроссекшн
образца
Вокруг имплантата (указано стрелкой) костный слой со
сформировавшейся надкостницей плотно совмещенный с матриксной
костью. Наружная сторона.
РЭМ. Рис. Б (х250), В (х200) , Г (х500) фрагменты Рис. А (х100).
160
А
Б
В
Г
Рис.52. Часть ткани черепа крысы (область темени) с имплантированным из
наноструктурированного
титана
Grey
композитом,
обработанного
пескоструйным методом. Экспозиция 12 недель. Кроссекшн образца
Вокруг имплантата (указано стрелкой) костный слой со
сформировавшейся надкостницей плотно совмещенный с матриксной
костью.
Внутренняя от мозга сторона.
РЭМ. Рис. Б (х1000), В (х1000), Г (8000) фрагменты Рис. А (100) - (с
внутренней от мозга стороны).
161
Таблица № 9
Особенности макро- микроэлементов костной ткани у животных с
внедренным имплантатом из наноструктурированного титана Grey,
подвергнутого обработке методом микродугового оксидированием на
сроках: 1, 8, 16 недель (1 – матриксная кость, 2 – участок между
матриксовой костью и имплантатом, 3 – участок в центре над
имплантатом: скол)
г
1.1
1.2
1.3
8.1
8.2
8.3
16.1
16.2
16.3
C
54,,01
±1,51
9,
97±0,
98
23,94
±1,21
0,13±
0,02
63,93±2,
12*
14,18±1,
26*
-
50,07±2
,38
7,20±1,
52
41,44±2
,51*
9,21±1,
34*
41,60±1,
24
9,23±1,2
9*
48,08±
1,46
11,94±1
,05
52,37±
2,05
8,28±1,
21*
46,08±2,
52
7,34±0,3
2*
20,38±1,
26
0,05±0.0
1*
-
29,82±1
,86
0,33±0,
03
21,07±1,
52*
0,12±0,0
3*
25,56±
0,34
0,13±0,
04
20,75±
1,28*
0,14±0,
03
21,47±1,
32*
0,13±0,0
3
Mg
0,13±
0,01
0,10±0,0
2
-
0,26±0,
02
23,02±0
,98*
0,15±0,
06*
**
0,27±0,
04**
0,27±0,0
2
0,29±0,
04
0,20±0,0
4*
P
3,60±
0,05
0,60±0,0
2*
-
6,30±0,
45
6,23±0,
67**
5,23±0,0
8
3,53±0,
45
Ca
7,53±
0,31
0,40±0,9
4*
-
6,52±44
0,9±0,
30
0,60±0,0
4*
-
3,50±84
*
12,81±1,
06*
***
4,02±0,2
4*
7,05±0,
85
Fe
10,81±1
,25*
**
3,40±0,
55**
0,20±0,
02*
**
5,97±0,
58*
**
8,15±0,
96*
**
3,30±0,
33
N
O
NN
a
-
-
3,40±8
4*
6,45±0.5
2*
13,36±1,
53*
***
4,30±0,5
4*
***
Примечание *р>0,05 по сравнению с матриксной костью в своей временной
группе, **р>0,05 по сравнению с другими временными сроками, ***р>0,05
внутри временной группы (возле матриксовой кости и на сколе
образовавшейся ткани.
В изыскании макро- микроэлементного совокупности ткани кости было
определено, что вмещение O2 значительно увеличивалось с первой недели к
восьмой, как в матриксовой кости (23,94%±1,21 и 29,82%±1,86), так и в зоне
вновь сложившейся ткани между имплантатом и матриксовой костью
(20,38%±1,26 и 23,02%±0,98) (таблица №9, рис.53). Затем, к шестнадцати
неделям, содержание приближалось к первой неделе (25,56%±0,34 и
20,75%±1,28). При этом, как в площади вновь сложившейся ткани между
имплантатом и матриксовой костью, так и в участке в сфере вновь созданной
162
ткани на сколе, уровень его был менее, чем в матриксовой кости во всех
экспозициях.
16
14
12
10
N
Mg
8
P
6
Ca
4
2
0
1_1
1_2
1_3
8_1
8_2
8_3
16_1
16_2
16_3
Рис.53. Особенности макро- микроэлементов костной ткани у животных с
внедренным имплантатом наноструктурированного титана Grey,
обработанного методом микродугового оксидирования на сроках: 1, 8, 16
недель (1 – матриксная кость, 2 – участок новой ткани между матриксовой
костью и имплантатом, 3 – участок над имплантатом: скол)
При
изыскании
Na
была
выявлена
следующая
тенденция.
Соответственно, в матриксовой кости было показано увеличение элемента к
восьми неделям (0,13%±0,02 и 0,33%±0,03) с последующим падением к
шестнадцати
(0,13%±0,03).
Показана
прогрессия
в
части
вновь
организованной ткани между имплантатом и матриксовой костью (0,05%±0.01, 0,15±0,06 и 0,15%±0,06). В центре фрагмента новой ткани на
сколе его уровень в восемь и шестнадцать недель достоверно не менялся
(0,12%±0,03 и 0,13%±0,03).
При исследовании содержания магния нами показан его в матриксовой
кости по мере увеличения экспозиции послеоперационной реституции
(0,13%±0,01, 0,26±0,02
сложившейся
ткани
и 0,29%±0,04), тогда как
между
имплантатом
и
в участке
матриксовой
вновь
костью
визуализировалось сначала его рост, а затем – уменьшение (0,10%±0,02,
163
0,27%±0,04,
0,20%±0,02).
Аналогичная
тенденция
замечена
и
над
имплантатом (0,27%±0,02, 0,20%±0,04).
Вмещение P в матриксовой кости определенно росло к восьми неделям
(0,20%±0,04, 6,30%±0,45) и возвращалось к прежним значениям к
шестнадцатой (3,53%±0,45) при сохранении значительной прогрессии от
первой (0,60%±0,02) к восьмой -шестнадцатой (6,23%±0,67 и 5,97%±0,58) в
пространстве вновь созданной ткани между имплантатом и матриксовой
костью, что было определенно тождественно со значениями в зоне в центре
новой ткани на сколе (5,23%±0,08 и 6,45%±0.52). Выявлен рост содержания
Fe при изучении железа при экспозиции восемь недель.
Таблица №10
Особенности элементного состава ткани кост у животных с внедренным
имплантатом, состоящим из наноструктурированного титана Grey,
обработанного пескоструйным методом на сроках: 1,8,16 недель (1 –
матриксная кость, 2 – участок вновь сложившейся ткани между
имплантатом и матриксовой костью, 3 – участок в сфере вновь
построенной ткани: скол)
г
1.1
1.2
1.3
8.1
8.2
8.3
16.1
16.2
16.3
C
55,,92
±1,56
8,
96±0,
87
23,95
±1,22
0,12
63,88±2,
12
14,78±1,
26
-
53,19±1
,40
7,60±1,
03
45,61±2
,51
9,09±1,
34
45,56±1,
24
9,22±1,2
9
50,46±
1,45
11,86±1
,05
55,67±
1,29
8,28±0,
56
50,14±1,
36
7,61±1,0
1
20,38±1,
26
0,06±0.0
1
0,12±0,0
2
0,60,
01±0,02*
0,42±0,9
4
-
29,80±0
,35
0,32±0,
03
0,27±0,
02
6,30±0,
45
6,52±40
23,12±0
,98
0,17±0,
06
0,28±0,
04
6,25±0,
67
11,01±1,
25
21,19±1,
5
0,16±0,0
3
0,27±0,0
2
5,28±0,0
7
12,85±1,
04
26,65±
0,35
0,13±0,
04
0,29±0,
03
3,53±0,
46
7,05±8
4
20,75±
1.59
0,14±0,
03
0,20±0,
04
5,97±0,
57
8,15±1,
05
21,47±2,
04
0,13±0,0
1
0,20±0,0
3
6,48±0.3
2
13,30±1,
25
N
O
NN
a
Mg
P
Ca
0,14±
0,01
3,59±
0,04
7,54±
0,34
-
-
Примечание *р>0,05 по сравнению с матриксной костью в своей временной
группе, **р>0,05 по сравнению с другими временными сроками, ***р>0,05
внутри временной группы (возле матриксовой кости и на сколе вновь
образованной сложившейся ткани)
Вмещение Ca при разных временных промежутках в матриксовой
кости существенно не изменялось, при этом в пространстве вновь
построенной
ткани
между
имплантатом
164
и
матриксовой
костью
увеличивалось и было опредленно выше исходных значений (0,40%±0,94,
10,81±1,25, 8,15%±0,96). Возрастало его содержание и над имплантатом
(12,81%±1,06, 13,36%±1,53).
18
16
14
12
N
10
Mg
8
P
6
Ca
4
2
0
1_1
1_2
1_3
8_1
8_2
8_3
16_1
16_2
16_3
Рис. 54. Особенности макро- микроэлементов ткани кости у животных с
внедренным имплантатом из наноструктурированного титана Grey,
обработанного пескоструйным методом на сроках: 1,8,16 недель (1 –
матриксная кость, 2 – участок вновь организованной ткани между
матриксовой костью и имплантатом, 3 – участок в центре вновь созданной
ткани: скол)
При ознакомлении с макро- микроэлементного уровнем ткани кости
при
оперативном
внедрении
имплантата,
сформированного
из
наноструктурированного титана Grey, подвергнутого ПСО было определено,
что уровень O2 прогрессивно рос с первой недели к восьмой, как в
матриксовой кости, так и в зоне вновь созданной ткани между матриксовой
костью
и
имплантатом,
подвергнутых
что
оперативному
было
аналогично
внедрению
группе
имплантата,
животных,
состоящего
из
наноструктурированного титана Grey, подвергнутого МДО (таблица №10,
рис.54). Затем, к шестнадцатой неделе, содержание элементов приближалось
к аналогичным первой недели. Как в сфере вновь развившейся ткани между
матриксовой костью и имплантатом, так и в участке в середине вновь
165
созданной ткани на сколе, содержание элементов было менее, чем в
матриксовой кости во всех временных промежутках. При исследовании
содержания Na в матриксовой кости определено его возрастание к восьмой
неделям с последующим падением к шестнадцатой. В зоне вновь
сложившейся ткани были определены прогрессия между матриксовой костью
и имплантатом. В пространстве в середине вновь организованной ткани на
сколе его уровень в восемь и шеснадцать недель достоверно не менялось.
При постижении содержания магния нами определен его рост в
матриксовой кости по мере увеличения времени послеоперационной
реституции, тогда как в фрагменте вновь развившейся ткани между
матриксовой костью и имплантатом показано сначала его увеличение, а
затем – уменьшение. Общая склонность показана и над имплантатом.
Количество P в матриксовой кости уверенно росло к восьми неделям и
к шестнадцатой возвращалось к исходным величинам при сохранении
значительной прогрессии от первой к восьмой в участке вновь построенной
ткани между матриксовой костью и имплантатом, что было достоверно
сродни к параметрам в зоне середины вновь сложившейся ткани на сколе.
При изучении содержания железа было показано увеличение его уровня во
всех фрагментах на сроке восемь - шестнадцать недель. Количество кальция
при различных временных экспозициях в матриксовой кости не колебалось,
тогда как в зоне вновь развившейся ткани в интервале матриксовой кости и
имплантата увеличивалось и было определенно выше исходных величин.
Возрастало его содержание и над имплантатом. Динамика изменений макрои микроэлементов аналогична в группах с ПСО и МДО обработкой.
Резюме
Через неделю на поверхности наноструктурированных имплантатов в
ткани черепа образовался соединительноткананный ободок, сливающийся
после четвертой недели с остальной тканью, накрывающей образец. При
этом слой вновь организованной ткани зафиксирован прослойками волокон,
166
отмечались
участки
сложившихся
участков
губчатой
кости.
Вновь
формирующаяся ткань после срока в шесть недель сплошь покрывала
имплантат.
Отчетливо
компактную
визуализируются
губчатой
кости.
симптомы
Создаются
преобразования
Гаверсовы
Продемонстрированы фрагменты формирования остеонов.
в
каналы.
Достаточно
прочный контакт с матриксовой костью. Ткань соединена с имплантатом на
всем протяжении.
При помощи зондовой микроскопии показано, что при сроке одна
неделя, вновь построенная ткань представляет собой островки, выступающие
на высоту 2,5±0,5 µм, тогда как матриксная кость возвышается на 14±1,5 µм.
Лишь в отдельных участках вновь сложившаяся ткань соединена с костью. К
четырем - шести неделям ткань начинает распределяться более равномерным
слоем, хотя и в отдельных участках имеет перепады в рельефе, больше в
группе с ПСО обработкой. На сроке 12-14 недель существенной разницы в
формировании морфологической структуры ткани не отмечено. Высота
вновь сложившейся ткани 1050±150 µм.
В изысканиях элементного состава костной ткани продемонстрировано,
что
динамика
изменений
макро-
и
микроэлементов
аналогична
в
экспериментальных группах с применением имплантатов, подвергнутых
ПСО и МДО обработке. При этом, вмещение О2
прогрессивно
увеличивалось с первой недели к восьмой в части вновь сложившейся ткани
как между матриксовой костью и имплантатом так и собственно в
матриксовой кости. К шестнадцати неделям, содержание элементов
приближалось к первой. При этом, как в пространстве вновь организованной
ткани между матриксовой костью и имплантатом, так и в участке в середине
новой ткани на сколе, доля его была менее, чем в матриксовой кости во всех
временных промежутках.
В определении уровня Na в матриксовой кости выявлено его
увеличение к восьми неделям с последующим падением к шестнадцати
неделе в фрагменте вновь построенной ткани между имплантатом и
167
матриксовой костью – прогрессивный ряд. В центре вновь формирующейся
ткани на сколе его уровень в восемь и шеснадцать недель достоверно не
менялось. Показано увеличение содержания магния в матриксовой кости при
протекании послеоперационной реституции, при этом во фрагменте вновь
построенной ткани между матриксовой костью и имплантатом наблюдалось
увеличение, с последующим снижением. Подобная тенденция выявлена и над
имплантатом. Уровень P в матриксовой кости заметно увеличивался к восьми
неделям и к шестнадцатой возвращалось к прежним цифрам при сохранении
значительной прогрессии от первой к восьмой в сфере вновь созданной ткани
между матриксовой костью и
имплантатом. Уровень Ca при разных
временных экспозициях в матриксовой кости не менялся, тогда как во
фрагменте вновь созданной ткани между матриксовой костью и над образцом
возрастало
и
было
достоверно
значительнее
прежних
величин.
Распределение кальция хорошо видно при помощи люминисцентной
микроскопии с четко выраженными зонами оссификации.
168
8. Глава 8. Экспериментальное исследование регенерации
костной ткани при применении имплантатов, состоящих из
наноструктурированного титана Grey с различными
видами покрытия
В данной главе проведено сравнение регенерации костной ткани при
применении образцов наноструктурированного титана Grey, подвергнутого
пескоструйной обработке, покрытого слоем биокомпозитами: водин слой
(желатин, декстран) – 1-я группа и два слоя (1- желатин, декстран, 2гидроксиапатит, коллаген, декстран) - 2-я группа. Помимо этого, были
исследованы образцы с имплантатами обработанные методом микродугового
оксидирования, покрытого одним и двумя слоями биокомпозитов 3-я и 4-я
группы).При этом нами были отмечены следующие отличия (Рис.55, таблица
11,12).
А
Б
Рис. 55. Фрагмент костной ткани черепа крысы (теменная область) с
биокомпозитомом из наноструктурированноготитанаGrey с пескоструйной
обработкой с двумя слоями покрытия: 1- желатин, декстран, 2гидроксиапатит, коллаген, декстрана.
Рис. А. 1 неделя экспозиции.
Биокомпозит окружен демаркационной зоной воспаления шириной
1,8±0,33мм. Она умеренно гиперемированна и отечна, соединена на 60±5%
поверхности вновь образованной тканью.
Рис.Б. 4 недели экспозиции. Имплантат полностью окружен по
периферии ободком из вновь образованной ткани. Поверхность имплантата
покрыта вновь образованной тканью на 50%.
Макроскопическое изображение.
169
Таблица №11.
Особенности регенерации костной ткани при применении
имплантатов, состоящих из наноструктурированного титана Grey,
подвергнутого пескоструйной обработке (ПСО) и микродуговому
оксидированию (МДО) с применением 1 слоя композитов (желатин,
декстран)
Показате
ли/групп
ы
1 неделя
2
Виды
обработк
и
поверхно
сти
титана
П
МД
ПС
МД
ПС
М
С
О
О
ОМ
О
Ширина
ободка
демаркац
ионная
зоны
воспален
ия (мм)
1,6
1,6
2,1±
2,4±
2,0±
1,9
±0,
±0,
0,25
0,26
0,36
4±
35
95
*
*
*
0,2
Высота
над
поверхно
стью
кости
черепа
(мм)
0,9
0,9
1,6±
1,6±
1,2±
±0,
±0,
0,15
0,56
0,27
23
53
*
*
Покрыти
е
молодой
тканью
импланта
та (мм)
1,0
±0,
2х
0,4
±0,
1*
1,0
±0,
3х0
,5±
0,1
*
1,4±
Соединен
ие
молодой
ткани с
композит
ом (%)
34
447
564
665
6±
±10
±10
±7*
15
*
*
О
4
ДО
4
6
12
8
16
М
ПС
МД
ПС
МД
ПС
Д
Д
О
О
О
О
О
О
О
--
--
--
--
ПСО
МДО
--
--
-
1,2
1,4±
1,4
1,3
1,3±
1,5±
1,6
1,8±
1,9±0
±0,
0,25
±0,
±0,
0,28
0,24
±0,
0,32
,24*
31
*
25
28
*
25*
4*
9*
*
0,2х
0,6±
0,03
1,5±
0,2х
0,5±
0,03
*
1,7
±0,
2х
3,6
±0,
1
2,1±
Имплантат
0,25
образованной тканью по всей поверхности.
110
11
1100
0
00
1,8±
0,2х
3,8±
0,1
*
полностью
х4,2
±0,0
8
100
Примечание *р>0,05
170
покрыт
вновь
При сравнении композита из наноструктурированного титана с
покрытием в 1 и 2 слоя и чистого титана Grey как с МДО, так и с ПСО, нами
были показано, что демаркационная зона воспаления через семь дней после
начала эксперимента в группах с ПСО и МДО с одним и двумя слоями
покрытия достоверно не отличалась и уменьшалась к шести неделям.
Высота вновь образованной ткани над поверхностью кости черепа
возрастала более чем в два раза и была достоверно выше в
группе без
покрытия (глава 7). Покрытие вновь образованной тканью имплантата
происходило к восьмой неделям, а соединение вновь образованной ткани с
композитом – к шестой.
При светооптическом исследовании обращал на себя внимание тот факт,
что уже при семидневной экспозиции у всех животных просвет между
костной тканью и композитом заполнялся соединительной тканью.
А
Б
Рис. 56. Фрагмент костной ткани черепа крысы (теменной область) с
биокомпозитом из наноструктурированного титана Grey с пескоструйной
обработкой с 1 слоем покрытия: 1- желатин, декстран. 7 дней экспозиции.
Биокомпозит окружен клетками и слоем рыхлой соединительной тканью
(полнокровна, с участками кровоизлияний).
Окраска гематоксилином и эозином. Рис. Б (х400) фрагмент Рис. А
(х100).
Следует отметить, что в группах 1, 3 (без применения покрывающих
композитов) эта связь была более рыхлой и наиболее полноценно она была
выполнена в группах 2,4, как с обработкой образцов титана МДМ, так и ПСО.
Причем, она была лучше выражена при применении имплантатов с двумя
слоями покрытия. Граница между волокнистым и клеточными слоями не
определялась (Рис.56).
171
Таблица №12
Особенности регенерации костной ткани при использовании
образцов
изнаноструктурированного
титана,
подвергнутого
пескоструйной обработки (ПСО) и микродуговому оксидированию
(МДО) с применением 2-х слоев композитов (1- желатин, декстран, 2гидроксиапатит, коллаген, декстран)
Показате
1
ли/групп
неделя
Виды
обработк
и
поверхно
сти
наностру
ктуриро
ванного
титана
П
2 недели
4 недели
6
М
ПС
М
ПС
МД
ПС
С
Д
О
Д
О
О
О
О
О
Ширина
ободка
демарка
ционной
зоны
воспален
ия (мм)
1,8
1,7
2,2±
2,1
1,4±
1,6±
-
±0.
±0,
0,29
±0,
0,45
0,41
33
35
*
35
*
*
Высота
над
поверхно
стью
кости
(мм)
1,1
1,0
1,5±
13
±0,
±0,
0,46
2±
1,2±
0,47
14±0
,51
40
52
*
0,4
Покрыт
ие вновь
образова
нной
тканью
имплант
а (мм)
22,
22,
0±
1±
0,3
0,3
х0,
х0
4±
5±
0,0
0,0
8
8
66
66
996
99
0±
2±
±4*
5±
5
4
Соедине
ние
новой
ткани с
компози
том (%)
8 недель
12 недель
16 недель
МД
ПС
МД
ПС
МД
ПС
МД
О
О
О
О
О
О
О
--
--
--
--
О
*
1,6±
1,5±
1,6±
1,5±
1,9±
1,9±
2,4±
2,6±
0,43
0,51
0,28
0,47
0,36
0,52
0,34
0,46
*
*
*
*
*
*
22,6
Имплантат
±0,2
образованной тканью по всей поверхности.
1*
2,4±
0,3х
0,8±
0,01
*
2,4
±0,
3х
0,8
±0,
01
*
2,3±
0,12
х4,4
±0,0
7*
2,2±
0,16
х4,5
±0,0
8*
х4,5
±0,0
5*
100
5*
Примечание *р>0,05
172
полностью
покрыт
вновь
Вблизи
раневых
поверхностей
наблюдается
гибель
отдельных
остеоцитов компактной кости. Пролиферация хондробластов в плоскости
операции выявляемая с семи дней эксперимента, достигала максимума к
четырнадцати суткам. К
этому времени в молодой хрящ проникали
капилляры в сопровождении остеогенной ткани. Новообразованная ткань
изолирована нечетко выраженным слоем обильно васкуляризированной
волокнистой соединительной ткани.
При четырнадцати дневной экспозиции во всех группах в просвете
между костной
тканью и
композитом
просматривалась хорошо
сформированная соединительная ткань, богатая полнокровными сосудами,
что особенно ярко было выражено в независимости от обработки имплантата.
Связь между композитом и имплантатом во всех группах была уже более
прочной, но лучше проявлялась в группах с покрытием, особенно с двумя
слоями, чем без него.
К четырем неделям
которые были
начинали формироваться Гаверсовы каналы,
расширены вследствие остеокластической резорбции и
содержали большое количество клеточных элементови заполненных кровью
сосудов. Выявляются остатки гематомы с волокнами фибрина, которые
подвергаются организации за счет прорастания в них фибробластических
элементов. При четырех - шести недельной эспозиции промежуток между
костью и имплантатом заполнен хорошо сформировавшейся хрящевой
тканью. Причем, ближе к костной ткани черепа крысы она переходит в
молодую ткань. В этой костной ткани балки расположены хаотично и они
вытесняют хрящевую ткань. Наиболее четко этот процесс прослеживается к
шести неделям экспозиции, особенно при наличии биокомпозитов. Вновь
образованная ткань снаружи начинала покрываться надкостницей, которая
хорошо контурировалась и была утолщенной. Граница между слоями не
определялась. Остеобласты клеточного слоя лежали преимущественно
однорядно, последовательно, без больших промежутков между клетками.
173
Над имплантатом к седьмым суткам остеобластические элементы
формируют сеть трабекул фиброретикулярной кости на значительном
протяжении от зоны повреждения, располагающиеся уже над имплантатом,
что хорошо прослеживается во 2-й и 4-й группах. Грануляционная ткань над
имплантатом постепенно превращается в хрящ. Наблюдалось прогрессивное
увеличение
числа
полиморфных
мезенхнмальных
клеток
и
фибробластоподобных клеток. В начале второй недели в ткани над образцом
находятся многочисленные мезенхимальные клетки и фибробласты. Сеть
трабекул новообразованной кости появляется уже на 14-е сутки. К этому
времени происходило замещение грануляционной ткани волокнистой
соединительной тканью с многочисленными остеоидными трабекулами.
Грануляционная ткань над имплантатом постепенно превращается в хрящ.
Начинают формироваться хрящевые элементы. Хрящевая ткань образует
незначительные поля, которые не разграничены соединительнотканными
перегородками.
Через
четыре
недели
компактное
вещество
костной
ткани
за
имплантатом имело обычное строение, остеоциты лежали свободно в
костных лакунах. Количество Гаверсовых каналов не увеличено. Форма их
была не изменена. Определялось полнокровие. Количество эритроцитов и
ретикулярных клеток не увеличено. Слой вновь образованной ткани
представлен
беспорядочно
расположенными,
но
местами
начинают
образовывать пластины, островки губчатой кости. Выявлено фрагментарное
полнокровие капилляров. Нейтрофильной инфильтрации не замечено.
Апоптотических телец и некротически измененных клеток не выявлено.
Установлено начало формирования полостей для образования сосудов во
вновь образованной губчатой кости.
На более поздних сроках экспозиции продолжается формирование
зрелой
кости.
Уже
на шестой неделе
отчетливо
видны
признаки
преобразования губчатой кости в компактную. Общая поверхность костной
ткани
при
этом
выравнивается,
нет
174
заметного
перепада
между
постоперационным участком и «старой» костью. Фактически, границу между
отдельными
участками
костной
ткани
можно
выявить
только
на
электронномикроскопическом уровне. При этом выражено трабекулярное
строение
остеогенных
напряженностью,
клеток
количество
с
отростков
выраженной
их
функциональной
многократно
возрастает,
организуя начало формирования характерной структуры зрелой ткани.
Наблюдается ремоделирование костной ткани во всю толщу изучаемой
ткани.
Наблюдаются
пластинчатая
участки
формирования
остеонов.
ткань:
коллагеновые
волокна
костная
Наблюдаемая
располагаются
параллельными рядами (костная пластинка), но ориентация волокон в
соседних рядах различна. Пластинчатая костная ткань образует компактный
и губчатый слои (Рис.57).
А
Б
В
Г
Рис. 57. Фрагмент костной ткани черепа крысы (теменная область) с
композитом из наноструктурированного титана Grey с пескоструйной
обработкой с двумя слоями покрытия: 1- желатин, декстран, 2гидроксиапатит, коллаген, декстрана без покрытия. 6 недель экспозиции.
За костной тканью и фрагментом с извлеченным биокомпозитом
располагается вновь образованная костная и хрящевая кань со
175
сформировавшимися гаверсовыми каналами. Хорошо просматривается
ободок соединительной ткни по периферии имплантата (А, Б). Над
имплантатом – сеть из эластичных и коллагеновых волокон, а также
формирующаяся молодая костная ткань.
Окраска гематоксилином и эозином. Рис. Б (х200), В (х400), Г (х400)
фрагменты Рис. А (х100).
Через шесть недель экспозиции в образцах количество трабекул в этом
месте увеличивается, сохраняя в глубине жизнеспособные остеоциты. И хотя
макроскопически видно, что ткань к четырнадцати неделям полностью
покрывает имплантат, микроскопически определяется ее неоднородность по
составу (Рис.58).
А
Б
Рис. 58. Фрагмент костной ткани черепа крысы (теменная область) с
биокомпозитом из наноструктурированного титана Grey с пескоструйной
обработкой с двумя слоями покрытия: 1- желатин, декстран, 2гидроксиапатит, коллаген, декстрана. 14 недель экспозиции.
Ткань над имплантатом. Ткань неоднородна но своему составу.
Образовавшаяся возле биокомозита ткань имеет хорошо выраженные
остеоциты и остеобласты.
Световая микроскопия. Окраска гематоксилином и эозином. Рис. Б
(х400) фрагмент Рис. А (х200).
С помощью люминесцентной микроскопии было показано, что окраска
родаминовым
красным
хорошо
отображающая
клетки
с
высокой
метаболической активностью, активно поглощающие ионы Ca2+ наиболее
хорошо выражена в зоне по периферии костной ткани и вновь образованной
волокнистой ткани, что особенно четко проявлялось в следующей
последовательности групп: 2, 4, а также увеличивалось по мере роста
176
экспозиции
регенераторных
процессов.
Центры
кальцификации
новообразованных костных трабекул появляются черезсемь суток после
повреждения. В дальнейшем, выявлено наиболее активное свечение во вновь
образованной ткани над образцом, а также на границе с матриксной и вновь
образованной тканью. Наиболее хорошо это выражено в группе с
применением имплантатов, покрытых биокомпозитами (Рис.59).
А
Б
В
Г
Рис.59. Фрагмент костной ткани черепа крысы (теменная область) с
биокомпозом из наноструктурированного титанаGrey с пескоструйной
обработкой с
двумя слоями покрытия: 1- желатин, декстран, 2гидроксиапатит, коллаген, декстрана. 14 недель экспозиции.
Ткань над имплантатом представлена мощным пластом, имеет хорошо
выраженные остеоциты и остеобласты, а также гаверсовы каналы,
биологически активными волокнами соединена с матриксовой костью.
Образовавшаяся возле биокомозита ткань имеет хорошо выраженные
остеоциты и остеобласты.
Люминисцентная микроскопия. Окраска родаминовым красным. Рис. Б
(х400) фрагмент А (120). Рис. Г (х400) фрагмент Рис. В (120).
177
При изучении регенерирущей костной ткани с помощью атомносиловой
микроскопии было показано, что вновь сформированная мезенхимальная
ткань начинает распределяться более равномерным слоем. Перепад рельефа в
3 группе составлял до 1,5±1,5 µm, а во 2 группе - 3,2±2,0 µm (Рис. 60, 61, 62).
Хорошо выражена сформировавшаяся над имплантатом ткань имеет
наименьший перепад рельефа в группе 4 на сроке девять и двенадцать
недель.
А
Б
Рис. 60. Фрагмент костной ткани черепа крысы (теменной область) с
композитом из наноструктурированного титана Grey с пескоструйной
обработкой с 1 слоем покрытия: 1- желатин, декстран. 6 недель экспозиции.
Биокомпозит окружен мезенхимальной ткани шириной 2,0±0,5 µм (Б),
неравномерной по высоте 7,0±1,5 µм, с формирующимся покрытием. Между
участками вновь образованной ткани визуализируются эритроциты.
Атомносиловая сканирующая лаборатория. Трехмерная гистограмма
178
Рис. 61. Фрагмент костной ткани черепа крысы (теменной область) с
композитом из наноструктурированного титана Grey с пескоструйной
обработкой с 2 слоем покрытия: 1- желатин, декстран, 2- гидроксиапатит,
коллаген, декстран. 6 недель экспозиции.
Биокомпозит окружен мезенхимальной ткани шириной 25,0±5,5 µм,
равномерной по высоте 6,5±0,5 µм, с формирующимся покрытием.
Атомносиловая сканирующая лаборатория. Трехмерная гистограмма.
Рис. 62.Фрагмент костной ткани черепа крысы (теменной область) с
композитом из наноструктурированного титана Grey с пескоструйной
обработкой с 2 слоем покрытия: 1- желатин, декстран, 2- гидроксиапатит,
коллаген, декстрана 12 недель экспозиции.
Сформировавшаяся над импланататом ткань относительно однородна, с
выраженными гаверсовыми каналами.
Атомносиловая сканирующая лаборатория. Трехмерная гистограмма.
179
При изучении с помощью атомносиловой микроскопии видно на
трехмерном изображении прочное, прослеживающиеся по всей толщине,
соединение матриксовой кости с имплантатом.
Надкостница равномерно покрывала в группах 2,4, особенно при
изучении
образцов,
образовавшуюся
ткань
покрытых
над
слоями
2-мя
биокомпозитом,
композита,
которая
вновь
распределялась
одинаковым то толщине слоем, что было выражено в меньшей степени в
группе 1, 3 (имплантат из наноструктурированного титана без покрытия).
Следует отметить, что при применении образцов с двумя слоями покрытия
биокомпозитами вновь сформировавшаяся
равномерным слоем,
чем
вы
других
ткань располагалась более
группах.
Не было
отмечено
значительных перепадов по уровню поверхности костной ткани черепа
(таблица 13,14).
При изучении регенерации кострой ткани с помощью электронной
микроскопии при использовании биокомпозитов наблюдалась следующая
морфологическая
картина.
Так,
при
недельной
матриксовой костью и имплантат была сформирована
экспозиции
между
грубоволокнистая
ткань, которая, в отличие от группы с титаном без покрытия, плотно
связывала матриксовую кость с образцом на значительном протяжении и
глубине. Постепенно каркас из волокон становился все более плотным и на
сроке четыре - шесть недель его сверху уже покрывала надкостница (Рис.63).
180
Таблица № 13
Особенности регенерации костной ткани при применении образцов
титана, обработанных пескоструйным путем(ПСО) и микродугового
оксидирования (МДО) с покрытием 1 слоя композитов (желатин,
декстран)
группы
1
Виды
обработк
и
поверхно
сти
П
МД
ПС
М
ПС
МД
ПС
МД
ПС
МД
ПС
М
С
О
О
Д
О
О
О
О
О
О
О
Д
Ободок
соединит
ельной
ткани по
перифери
и
импланта
(µm)
17
172,
0,0
0
±2
±21,
4,0
0
Размер
вновь
образова
нной
ткани
(µm)
70,
0±
10,
0
68±
81,0
76,
7,0
±11,
0±
0
10,
Расстоян
ие между
центром
импланта
и вновь
образова
нной
тканью
(µm)
--
Толщина
вновь
образова
нной
ткани
над
центром
композит
а (µm)
--
2
О
4
6
8
12
О
190,
00
±20,
0
19
2,0
±3
0,0
16
О
199,
189,
199,
200,
0,0±
0±2
0
0
20,0
3,0
±24,
±31,
0
0
81,0
95,0
105,
Вновь
±9,0
±7,0
0±1
полностью покрывает поверхность
*
0,0*
импланта
85,0
±10,
0
--
--
--
--
образованная
ткань
0
491,
08±
12,8
2
--
--
--
687,
0±2
0,03
*
--
--
--
489,
09±
19,8
9
--
--
--
41,0
43,0
49,2
48,9
1±2
1±2
1±2
1±2
0,0*
3,0*
0,0*
3,0*
Примечание *р>0,05
181
-
-
-
-
691,
0±2
0,06
*
128
4,0±
19,9
2*
13
11,
50
±1
3,6
1*
128
1,0±
13,4
7*
--
129
4,0±
22,0
2*
Таблица №14
Особенности регенерации костной ткани при имплантировании
образцов наноструктурированного титана, подвергнутого пескоструйной
обработки (ПСО), микродугового оксидирования (МДО) с покрытием 2-х
слоев композитов (1- желатин, декстран, 2- гидроксиапатит, коллаген,
декстран)
группы
1
Виды
обработк
и
поверхно
сти
П
МД
ПС
М
ПС
МД
ПС
МД
ПС
МД
ПС
МД
ПС
МД
С
О
О
Д
О
О
О
О
О
О
О
О
О
О
Ободок
соединит
ельной
ткани по
перифери
и
имплант
ата (µm)
18
0,2
5
±1
6,0
176,
0
±14,
0
200,
0
±12,
0
19
5,0
±1
3,0
230,
0
±16,
0
210,
0
±14,
0
240,
0
±21,
0*
232,
0
±22,
0*
--
--
--
--
Размер
вновь
образова
нной
ткани
(µm)
80,
0±
7,0
81,0
100,
10
115,
120,
122,
Вновь образованная ткань полностью
±6,0
0±5,
2,0
0±8,
0±6,
0±5,
покрывает поверхность имплантата
0*
±4,
110,
0±7,
0*
0*
0*
0*
Расстоян
ие между
центром
имплант
ата
и
вновь
образова
нной
тканью
(µm)
--
350,
345,
--
--
0±7,
0±8,
0
0
Толщина
вновь
образова
нной
ткани
над
центром
--
45,6
46,2
9±1
9±1
0,0*
0,0*
113,
45±
10,0
*
110,
65±
12,0
*
2
О
4
6
8
12
16
О
0*
--
--
--
--
--
--
182
--
--
-
905,
909,
0±9,
0±8,
62*
62*
139
6,0±
8,34
*
135
2,0±
7,30
*
-
3
0
,
0
±
3
,
3
2
9
,
0
±
7
,
3
композит
а (µm)
4
*
4
*
Примечание *р>0,05
А
Б
В
Г
Рис. 63. Фрагмент костной ткани черепа крысы (теменная область) с
внедренным образцом из наноструктурированного
титана Grey,
подвергнутого пескоструйной обработке, покрытого композитом с двумя
слоями покрытия: 1- желатин, декстран, 2- гидроксиапатит, коллаген,
декстрана без покрытия.1 недельная экспозиция.
Биокомпозит плотно соединен с матриксовой костью, окружен ровным
слоем рыхлой соединительной ткани с формирующейся мезенхимальной
тканью над имплантатом.
РЭМ Рис. Б (х500), В (х1000), Г (5000) фрагменты Рис. А (х200)
183
От первой до шестой недель четко прослеживается по периферии
имплантата ободок соединительной ткани, составляя при первой недели
экспозиции: 170,0 ±24,0 (ПСО) и 172,0 ±21,0 (МДО) µm (1 слой - желатин,
декстран), 180,25 ±16,0 176,0 ±14,0 µm (1- желатин, декстран,
2-
гидроксиапатит, коллаген, декстрана), наноструктурированный титан Grey
без покрытия биокомпозитами - 160,0 ±35,0 (ПСО) и 162,0 ±25,0 (МДО) µm.
При двух неделях экспозиции: 190,00 ±20,0 (ПСО) и 192,0 ±30,0 (МДО) µm (1
слой) и 200,0 ±12,0 и 195,0 ±13,0 µm (2), наноструктурированный титанGrey
без покрытия биокомпозитами - 182,0 ±31,0 (ПСО) и 180,0 ±30,0 µm (МДО).
При шестой неделях экспозиции: 199,0 ±24,0 (ПСО) и 200,0 ±31,0 (МДО) µm
(1 слой) и 240,0 ±21,0 и 232,0 ±22,0 µm (2), наноструктурированный титан
Grey без применения биокомпозитных слоев - 190,0 ±10,0 (ПСО) и 189,0
±30,0 µm (МДО). При этом видно, что размеры ободка соединительной ткани
достоверно
прогрессируют
в
следующей
последовательность:
наноструктурированныйтитан без покрытия, с 1 слоем покрытия, с 2 слоями
покрытия.
При
сравнении
групп
животных
с
использованием
биокомпозитных покрытий на образцы титана, подвергнутого с МДО и ПСО
обработке достоверной разницы обнаружено не было.
Размеры вновь образованной соединительной ткани увеличивались по
мере возрастания экспозиции до двух недель, когда вновь образованная
мезенхимальная ткань располагалась уже плотным слоем по краю
имплантата. Следует отметить, что в экспериментальных группах, особенно
при изучении образцов с двухслойным покрытием биокомпозитами, вновь
образованная ткань располагалась уже более равномерным слоем. При
заполнении поверхности имплантата снаружи рыхлой соединительной
тканью наблюдались преимущественно коллагеновые и эластичные волокна.
Выражена положительная реакция межклеточного вещества, клеточные
элементы воспалительной реакции преимущественно эритроцитарного, а
также
лейкоцитарного
ряда,
фибробласты
184
с
отходящими
от
них
коллагеновыми волокнами. Толщина вновь образованной ткани также
находилась в прямой зависимости от вида композита и времени регенерации
и составляет при экспозицииодной
недели для образцов титана,
подвергнутого ПСО и МДО обработке: 70,0±10,0 и 68±7,0 µm (с 1 слоем
покрытия биокомпозитами), 80,0±7,0 и 81,0±6,0 µm (2 слоя покрытия) в
отличии от имплантата из наноструктурированного титана без слоев
покрытия: 57,20±30,0 и 56±20,0 µm. При 2-х недельной экспозиции
соответственно: 81,0±11,0 и 76,0±7,0 µm (1 слой покрытия), 100,0±5,0 и
102,0±4,0 µm (2) и без покрытия - 79,38±15,0 и 70±14,0 µm.
При четырех неделях просматриваются еще участки со структурой
имплантата. Но большая часть имплантата уже заполнена аргирофильными
волокнами. Толщина вновь образованной ткани также находилась в прямой
зависимости от вида композита и времени регенерации и составляет при для
ПСО и МДО: 85,0±10,0 и 81,0±9,0 µm (1 слой покрытия), 110,0±7,0 и
80,0±10,0 115,0±8,0 µm (2 слоя покрытия) в отличие от имплантата из
наноструктурированного
титана
без
покрытия
слоями
биокомпозита:
80,55±19,71 и 79±19,71µm. Видно, что показатели образцов, подвергнутых
МДО обработке достоверно не отличались. Следует отметить, что толщина ее
была наиболее равномерной в группах, где образцы были с двумя слоями
покрытиябиокомпозитами.
На этапе четырех недельной экспозиции нами наблюдается бурный
оппозиционный рост остеоида, новообразованной некальцифицированной
костной ткани. Основную поверхность его составляет грубоволокнистая
костная ткань, коллагеновые волокна располагаются рыхло, местами
беспорядочно. Кроме того, отмечаются фрагменты пластинчатой костной
ткани: коллагеновые волокна располагаются параллельными рядами (костная
пластинка), но ориентация волокон в соседних рядах различна. Количество
трабекул в этом месте увеличивается, сохраняя в глубине жизнеспособные
остеоциты. Наблюдается процесс утолщения трабекул и уменьшения
185
площади полостей губчатой сети. Слои костной ткани, образующиеся на этом
этапе экспозиции, имеют свои канальцы, соединенные с лежащими ниже
слоями. Следует отметить, что при внедрении имплантата без покрытия
вновь образованная ткань плохо взаимодействовала с имплантатом, тогда как
при наличии покрытии, особенно
с двумя слоями, наблюдалось более
прочное их сращение. Фиброзная ткань по толщине, покрывает имплантат.
По периферии имплантата определяются фиброзный и остеогенный слои
надкостницы.
Слой вновь образованной ткани представлен при четырех недельной
экспозиции беспорядочно, но местами начинают образовывать пластины,
островки губчатой кости. Выявлено фрагментарное полнокровие капилляров.
Нейтрофильной инфильтрации не замечено. Апоптотических телец и
некротически измененных клеток не выявлено. Установлено начало
формирования полостей для образования сосудов во вновь образованной
губчатой кости.
Размер вновь образованной ткани в этой группе также преобладал, в
независимости от типа обработки металла и достоверно отличался от группы
без покрытия. Аналогичные результаты получены при измерениях толщины
вновь образованной ткани над центром композита.
Расстояние между центром имплантата и вновь образованной тканью
составляло к шести неделям также находилась в прямой зависимости от вида
композита и составляет в группах, где использовалась ПСО и МДО обработка
наноструктурированного титана: 410,09±8,0 и 408,08±9,0 µm (образцы с 1
слоем покрытия биокомпозитами), 350,0±7,0 и 345,0±8,0 µm (образцы с 2
слоями покрытия) в отличии от имплантата из наноструктурированного
титана без покрытия: 460,05±31,01 и 450,06±21,01 µm.
Толщина вновь образованной ткани над центром композита к 6 неделям
составляла для ПСО и МДО: 41,01±20,0 и 443,01±23,0 µm (образцы с 1 слоем
покрытия биокомпозитами), 45,69±10,0 и 46,29±10,0 µm (образцы с 2 слоями
186
покрытия) в отличии от образцов из наноструктурированного титана без
покрытия: 27,84±30,0и 28,74±20,0 µm и увеличивалась до (12 1284,0±19,92 и
1281,0±13,47 µm – 1 слой покрытия; 1396,0±8,34 и 1352,0±7,30 µm – 2 слоя;
1151,0±26,1 и 1167,0±29,1 µm), после чего несколько уменьшалась.
При сроке шесть недель толщина вновь образованной ткани также, как и
при других временных экспозициях, находилась в прямой зависимости от
вида композита и времени регенерации и составляет при для ПСО и МДО:
95,0±7,0 и 105,0±10,0 µm (1 слой покрытия), 110,0±7,0 и
1122,0±5,0
µm
(2
слоя
покрытия)
в
отличии
от
1120,0±6,0 и
имплантата
из
наноструктурированного титана без покрытия: 94,0±3,0 и 93,0±4,0µm.
При экспозиции восемь недель также было выявлено прочное
соединение имплантата с костью. Имплантат покрыт вновь образованной
рыхлой соединительной тканью. В матриксовой кости не выявлено
заполнения
грануляционной
лимфоплазмоцитарным
тканью
инфильтратом
с
с
очаговыми
умеренным
некрозами,
количеством
полиморфно-ядерных лейкоцитов, тучных клеток. Встречаются отдельные
фибробласты. Некробиотических и аутолитических реакций, участков
секвестрирования нет. Дефект заполнен грубоволокнистыми костными
трабекулами. Наблюдалось формирование Гаверсовых каналов. Был выявлен
активный остеогенез, наличие остеогенных клеток – остеобластов Намечена
сосудистая сеть. Выявлены процессы реваскуляризациии в виде отдельных
эндотелиоцитов в сети коллагеновых волокон.
При изучении экспозиции двенадцать недель в материнской кости
образцов
площадь
капилляров
увеличена,
инфильтрации
клеток
лейкоцитарного ростка нет. Костные балки не изменены. Костная ткань без
участков
лизиса.
Костная
мозоль
грубоволокнистой первичной кости мозоли.
187
состояла
из
трабекулярной
А
Б
В
Г
Рис. 64. Фрагмент костной ткани черепа крысы (теменная область) с
композитом из наноструктурированного титана Grey, подвергнутого
пескоструйной обработке с 1 слоем покрытия (желатин, декстран) 12 недель
экспозиции.
Биокомпозит плотно соединен с матриксовой костью. Плотный слой
мезенхимальной ткани расположен над имплантатом в виде купола. Более
тонкий слой покрывает собой биокомпозит.
РЭМ Рис. Б (х1000), В (х2000), Г (4000) фрагменты Рис. А (х100).
Соединительная ткань была на стадии трабекулярной грубоволокнистой
первичной кости мозоли, куполообразной формы, уплотнена по периферии.
Процессы реваскуляризацииинаблюдались в виде появления эндотелиальной
выстилки не полностью сформированных кровеносных сосудов в Гаверсовых
каналах.
188
А
Б
В
Г
Рис. 65. Фрагмент костной ткани черепа крысы (теменная область) с
композитом из наноструктурированного титанаGrey, подвергнутого
пескоструйной обработке с двумя слоями покрытия: 1- желатин, декстран, 2гидроксиапатит, коллаген, декстрана без покрытия.12 недельной экспозиции.
Биокомпозит плотно соединен с матриксовой костью, окружен ровным
слоем рыхлой соединительной ткани. Снизу в виде конуса вновьобразованная
ткань закрывает операционный дефект с формирующейся мезенхимальной
тканью.
РЭМ Рис. Б (х600), В (х1000), Г (4000) фрагменты Рис. А (х100).
При изучении образцов подвергнутых экспозиции двенадцать шестнадцать недель наблюдалось заполнение просвета между имплантатом и
вновь образованной тканью. Костная мозоль состоящая из трабекулярной
грубоволокнистой первичной кости. Соединительная ткань на стадии
трабекулярной грубоволокнистой первичной кости мозоли, куполообразной
189
формы, уплотнена по периферии. Процессы реваскуляризациии в виде
появления эндотелиальной выстилки. Наблюдались не в полной мере
сформированные кровеносных сосудов в гаверсовых каналах (Рис.50). При
применении биоимплантов хорошо формируется конус, закрывающий дефект
черепа (Рис.65).
При изучении макро- и микроэлементного состава регенерурующей
ткани животных с имплантатом из наноструктурированного титана Grey,
подвергнутого с пескоструйной обработке и двумя слоями покрытия (1желатин, декстран, 2- гидроксиапатит, коллаген, декстрана) на сроках: одна,
восемь, шестнадцать недель в матриксной кости в участке вновь
образованной ткани между матриксовой костью и имплантатом, а также в
центре вновь образованной ткани над биокомпозитом на сколе было
показано, что содержание углерода значительно не изменяется между
временными группами и в различных участках (таблица № 11). Количество
азота достоверно возрастало в фрагменте «кость-имплантат». В этом же
участке достоверно возрастало содержание кислорода, особенно на сроке
шестнадцать недель (29,75±1,01%).) по сравнению с первой (24,29±1,21%).
Содержание натрия в матриксовой кости достоверно возрастало к 8
неделям (0,32±0,04%), по сравнению с 1-й (0,12±0,02%), а затем, снижалось.
В зоне костная «ткань - имплантат» содержание его возрастало от первой
(0,05±0.01%) - восьмой недель (0,05±0.01%) до 16 (0,19±0.02%). На этой
временной
экспозиции
достоверной
разницы
в
наличии
данного
макроэлемента в регенерирующей ткани выявлено не было и он составлял
над имплантатом 0,18±0.01%.
При изучении уровня магния было показано, что его количество в
матриксовой кости прогрессивно возрастало от первой (0,14±0,01%) до
шестнадцатой недель (0,29±0,02%). На сроке от первой до восьмой неделям
между костной тканью и имплантатом количество его было незначительно
190
ниже, чем в матриксовой кости, а затем, к шестнадцатой неделям –
выравнивалось. Достоверно одинаково было его содержание на сроке
шестнадцать недель в матриксовой кости (0,29±0,02), в зоне «костьимплантат» (0,26±0.04%) и над имплантатом (0,27±0.03%).
При изучении фосфора в матриксовой кости не выявлено разницы в
различных временных экспозициях. В это же время, количество его в участке
«костная ткань – имплантат» прогрессивно возрастало от 0,63, 01±0,01 до
2,97±0,05%
по
мере
формирования
костной
ткани.
Между
восьмью(1,92±0,02%) и шестнадцатью неделями достоверно повышалось его
содержание и над имплантатом (3,05±0,04%).
Аналогичная динамика выявлена при изучении уровня с кальция при
достоверном, в несколько раз повышении в линейке одна (0,43±0,94 %) –
восемь (1,29±90,215) - шестнадцать (17,15±1,04%) недель в участке«костная
ткань – имплантат», а также над образцом на сроке восемь (3,85±0,08%) шестнадцать (11,36±1,07%) недель. Наличие железа выявлено не было
(таблица № 15,16, рис. 66,67).
191
Таблица № 15
Особенности макро- и микроэлементного состава костной ткани у
животных с внедренным имплантатом из
наноструктурированноготитана Grey, подвергнутого с пескоструйной
обработкеипокрытогодвумя слоями (1- желатин, декстран, 2гидроксиапатит, коллаген, декстрана) на сроках: 1,8,16 (1 – матриксная
кость, 2 – участок вновь образованной ткани между матриксовой костью
и имплантатом, 3 – участок в центре вновь образованной ткани: скол)
г
1.1
1.2
1.3
8.1
8.2
8.3
16.1
16.2
16.3
C
55,72±
1,56
59,93±2,0
3*
-
53,07±1
,45
60,55±1,5
1*
50,48±1
,65
48,61±
1.34**
50,46±1.3
9**
N
8,
96±1,0
5
23,95±
1,22
14,76±1,2
6*
-
7,72±1,
05
64,58±1,
29*
**
13,68±1,
33*
11,53±1,0
4*
11,84±1
,05
12,64±1.2
9*
24,29±1,2
1
-
29,80±0
,35
25,05±1.
37*
21,69±1.5
8
26,66±0
,39
9,23±1,
33*
**
29,75±
1,01*
**
NN
a
0,12±0
,02
0,05±0.01
*
-
0,32±0,
04
0,05±0.0
1*
0,13±0,
03
Mg
0,14±0
,01
0,13±0,02
-
0,27±0,
02
0,13±0.0
1*
0,13±0.04
*
***
0,16±0.02
*
0,18±0.01
*
**
0,27±0.03
**
P
3,59±0
,04
0,63,
01±0,01*
-
3,32±0,
45
0,79±0,0
3*
3,53±0,
45
Ca
7,54±0
,34
0,43±0,94
*
-
6,50±0.
44
1,29±90,
21*
**
1,92±0,02
*
***
3,85±0,08
*
0,19±0.
02*
**
0,26±0.
04
**
2,97±0,
05
**
17,15±
1,04*
**
O
0,29±0,
02
7,05±0,
84
***
21,37±0,6
7*
3,05±0,04
**
11,36±1,0
7*
**
***
Примечание *р>0,05 по сравнению с матриксной костью в своей
временной группе, **р>0,05 по сравнению с другими временными сроками,
***р>0,05 внутри временной группы (возле матриксовой кости и на сколе
вновь образованной ткани).
192
20
18
16
14
12
N
10
Mg
P
8
Ca
6
4
2
0
1_1
1_2
1_3
8_1
8_2
8_3
16_1
16_2
16_3
Рис.66. Особенности макро- микроэлементного состава костной ткани у
животных
с
имплантатом
из
наноструктурированного
титана
Grey,обработанного с пескоструйным методом и двумя слоями покрытия (1желатин, декстран, 2- гидроксиапатит, коллаген, декстрана) на сроках: 1,8,16
(1 – матриксная кость, 2 – участок вновь образованной ткани между
матриксовой костью и имплантатом, 3 – участок в центре вновь образованной
ткани: скол)
При изучении макро- и микроэлементного состава регенерурующей
ткани у животных с имплантатом из наноструктурированного титанаGrey,
подвергнутого с микродуговому оксидированию и покрытого двумя слоями
(1- желатин, декстран, 2- гидроксиапатит, коллаген, декстрана) на сроках:
1,8,16 недель в матриксной кости в участке вновь образованной ткани между
матриксовой костью и имплантатом, а также в центре вновь образованной
ткани над биокомпозитом на сколе было показано, что содержание углерода
достоверно не отличалось от группы обработки наноструктурированного
титана путем пескоструйной обработки и не имело значительных отличий
между временными группами и в различных участках (таблица №11. рис.52).
Количество азота и кислорода также достоверно возрастало в фрагменте
«кость-имплантат».
193
Содержание натрия в матриксовой кости также достоверно возрастало к
восьми неделям, по сравнению с первой, а затем, снижалось. В зоне костная
«ткань - имплантат» содержание его возрастало от первой - восьмой недели
до шестнадцатой, что также было аналогично предыдущей группе. При
изучении магния было показано, что его количество в матриксовой кости
прогрессивно возрастало от первой до шестнадцатой недели. На сроке однавосемь недель между костной тканью и имплантатом количество его было
незначительно ниже, чем в матриксовой кости, а затем, к шестнадцати
неделям – выравнивалось. К шестнадцати неделе как в матриксовой кости, в
зоне «кость-имплантат», так и над имплантатом содержание данного
макроэлемента достоверно не отличалось как внутри группы, так и по
сравнению с предыдущей группой.
При изучении фосфора и кальция в матриксовой кости не выявлено
разницы в различных временных экспозициях. В это же время, количество
его в участке «костная ткань – имплантат» прогрессивно возрасталопо мере
формирования костной ткани. Достоверно повышалось его содержание и над
имплантатом. Наличие железа выявлено не было (таблица №12).
194
Таблица №16
Особенности макро- микроэлементного состава костной ткани у
животных с внедренным имплантатом из
наноструктурированноготитанаGrey, подвергнутого с
микродуговомуоксидированию,покрытого двумя слоями (1- желатин,
декстран, 2- гидроксиапатит, коллаген, декстрана) на сроках: 1,8,16
недель (1 – матриксная кость, 2 – участок вновь образованной ткани
между матриксовой костью и имплантатом, 3 – участок в центре вновь
образованной ткани: скол)
г
1.1
1.2
1.3
8.1
8.2
8.3
16.1
16.2
16.3
C
53,,76
±1,50
60,83±2,0
5*
-
52,02±1
,38
61,95±1,5
1*
51,39±1
,60
48,61±
1.34**
51,57±1.3
0**
N
10,
90±0,3
8
23,95±
1,20
13,84±1,2
0*
-
9,04±1,
05
65,58±1,
29*
**
13,68±1,
33*
11,58±1,0
1*
10,92±1
,07
10,56±1.1
6*
24,30±1,2
1
-
29,45±0
,35
21,05±1.
37*
20,28±1.5
0
26,60±0
,39
9,28±1,
33*
**
29,45±
1,01*
**
NN
a
0,12
0,06±0.01
*
-
0,30±0,
03
0,05±0.0
1*
0,13±0,
03
Mg
0,14±0
,01
0,12±0,01
-
0,29±0,
02
0,13±0.0
1*
0,13±0.03
*
***
0,17±0.02
*
0,18±0.01
*
**
0,28±0.02
**
P
3,59±0
,04
0,64,
01±0,03*
-
3,35±0,
40
0,79±0,0
3*
3,57±0,
40
Ca
7,54±0
,34
0,45±0,94
*
-
6,55±0.
41
1,29±90,
21*
**
1,92±0,02
*
***
3,80±0,07
*
***
0,19±0.
02*
**
0,26±0.
04
**
2,97±0,
05
**
17,40±
1,01*
**
O
0,29±0,
03
7,08±0,
70
22,30±0,5
5*
3,08±0,13
**
11,36±1,0
2*
**
***
Примечание *р>0,05 по сравнению с матриксной костью в своей
временной группе, **р>0,05 по сравнению с другими временными сроками,
***р>0,05 внутри временной группы (возле матриксовой кости и на сколе
вновь образованной ткани).
195
20
18
16
14
12
N
10
Mg
8
P
6
Ca
4
2
0
1_1
1_2
1_3
8_1
8_2
8_3
16_1
16_2
16_3
Рис.67. Особенности макро и микроэлементного состава костной ткани у
животных
с
имплантатом
из
наноструктурированного
титана
Grey,
подвергнутого микродуговому оксидированию и покрытого двумя слоями (1желатин, декстран, 2- гидроксиапатит, коллаген, декстрана) на сроках: 1,8,16
недель (1 – матриксная кость, 2 – участок вновь образованной ткани между
матриксовой костью и имплантатом, 3 – участок в центре вновь образованной
ткани: скол)
Резюме
Формирование соединения «матриксовая кость – зона между костью и
имплантатом" как и ободка соединительной ткани по периферии имплантата
быстрее происходило при наличии биокомпозита, особенно двухслойного.
Выявлено прочное, прослеживающееся по всей толщине, соединение
матриксовой кости с имплантатом, что хорошо видно при помощи
атомносиловой микроскопии. Надкостница равномерно покрывала вновь
образовавшуюся ткань над биокомпозитомв группах 2,4 (при двух слоях
композита). Кость распределялась одинаковым то толщине слоем, что было
выражено в меньшей степени в группе 1,3 (регенерация костной ткани при
196
использовании имплантатов из наноструктурированного титана без покрытия
биокомпозитными слоями). При наличии покрытий показатели для МДО и
ПСО достоверно те отличаются, особенно с 2 покрытиями. При этом внизу
образовывался конус, закрывающий дефект.
При изучении макро- и микроэлементного состава
регенерурующей
ткани у животных с имплантатом из наноструктурированноготитана Grey,
подвергнутогоМДОи покрытого двумя слоями на сроках: одна, восемь,
шестнадцать недель в матриксной кости в участке вновь образованной ткани
между матриксовой костью и имплантатом, а также в центре
вновь
образованной ткани над биокомпозитом на сколе было показано, что
содержание
углерода
использовались
достоверно
образцы
не
отличалось
от
наноструктурированного
группы,
где
титана,
обработанныепескоструйным путем и не имело значительных отличий между
временными группами и в различных участках. Количество азота и кислорода
также достоверно возрастало в фрагменте «кость-имплантат».
Содержание натрия в матриксовой кости также достоверно возрастало к
восьмой неделе экспозиции, по сравнению с первой, а затем, снижалось. В
зоне костная «ткань - имплантат» содержание его возрастало при экспозиции
от первой-восьмой недели до шестнадцатой, что также было аналогично
предыдущей группе. При изучении магния было показано, что его количество
в матриксовой кости прогрессивно возрастало от первой до шестнадцатой
недели экспозиции. На сроке одна- восемь недель между костной тканью и
имплантатом количество его было незначительно ниже, чем в матриксовой
кости, а затем, к шестнадцати неделям – выравнивалось. К шестнадцатой
неделе как в матриксовой кости, в зоне «кость-имплантат», так и над
имплантатом содержание данного макроэлемента достоверно не отличалось
как внутри группы, так и по сравнению с предыдущей группой. При
изучении фосфора и кальция в матриксовой кости не выявлено разницы в
различных временных экспозициях. В это же время, количество его в участке
197
«костная ткань – имплантат» прогрессивно возрасталопо мере формирования
костной ткани. Достоверно повышалось его содержание и над имплантатом.
198
9.Глава. 9. Экспериментальное исследование регенерации
костной ткани при применении композитов из
наноструктурированного титана Grey с различными
видами покрытия и ВМР факторами
При сравнении композита из наноструктурированного титана с
покрытием в 2 слоя и чистого титана Grey, подвергнутого с пескоструйной
(1) и микродуговой (2) обработке и покрытых двумя слоями (1- желатин,
декстран, 2- гидроксиапатит, коллаген, декстрана), с внедренными в
структуру ВМР факторами нами были отмечены следующие особенности.
Так, у животных 1-й и 2-й группы, в независимости от вида обработки
титана, демаркационная зона воспаления через семь дней после начала
эксперимента в группах животных с имплантированными образцами титана,
подвергнутыми ПСО и МДО с одним и двумя слоями покрытия достоверно
не отличалась и уменьшалась быстрее, чем в других группах, к четырем
неделям. Высота вновь образованной ткани над поверхностью кости черепа
возрастала более чем в два раза. Следует отметить, что в группах с ВМР
факторами
вновь
образованная
ткань
покрывала
имплантат
более
равномерным по толщине слоем, чем в других группах. Покрытие вновь
образованной тканью имплантата тоже происходило относительно быстрее (к
восьми неделям). А соединение вновь образованной ткани с композитом – к
четвертой (Рис. 68).
К
четырем
неделям
экспозиции
биокомпозит
был
окружен
демаркационной зоной воспаления шириной 10,1±0,32 мм. Ткань была
умеренно гиперемированна и отечна. Имплантат полностью соединен с вновь
образованной тканью, что не наблюдалось в других группах. К шести
неделям имплантат соединен с матриксовой костью и покрыт вновь
образованной тканью (таблица 17).
199
А
В
Б
Г
Рис. 68. Фрагмент костной ткани черепа крысы (теменная область) с
внедренным биокомпозитом из наноструктурированного титана Grey,
подвергнутый с микродуговому оксидированию и покрытого двумя слоями:
1- желатин, декстран, 2- гидроксиапатит, коллаген, декстрана и ВМР
факторами.
Рис. А. Композит в ране непосредственно после операции (указано
стрелкой). На поверхности его - 2 слоя покрытия с ВМР факторами
Рис. Б. 1 неделя экспозиции. На поверхности имплантата – тонкий
композиционный слой. Поверх его – вновь образованная мезенхимальная
ткань.
Биокомпозит
окружен
демаркационной
зоной
воспаленияшириной12,5±0,45 мм. Рис. В. 4 недели после операции.
Биокомпозит окружен демаркационной зоной воспаления шириной 10,1±0,32
мм. Ткань была умеренно гиперемированна и отечна. Имплантат полностью
соединен с вновь образованной тканью. Рис. Г. 6 недель экспозиции.
Имплантат соединен с матриксовой костью и покрыт вновь образованной
тканью.
Макроскопическое изображение.
200
Таблица № 17
Особенности регенерации костной ткани при имплантировани
титана, подвергнутого пескоструйной обработки (ПСО) и путем
микродугового оксидирования (МДО) с применением 2-х слоев
композитов (1- желатин, декстран, 2- гидроксиапатит, коллаген,
декстран) и ВМР факторами
Показате
ли/групп
ы
Виды
обработк
и
поверхно
сти
Ширина
ободка
демарка
ционная
зоны
воспален
ия (мм)
Высота
над
поверхно
стью
кости
черепа
(мм)
Покрыти
е вновь
образова
нной
тканью
имплант
а (мм)
Соедине
ние
вновь
образова
нной
ткани с
композит
ом (%)
1
неделя
2 недели
4 недели
6 недель
8 недель
12 недель
16 недель
П
С
О
М
ДО
ПС
О
МД
О
МД
О
ПС
О
МД
МД
О
ПС
О
МД
О
ПС
О
МД
О
ПС
О
МД
О
ПС
О
МД
О
12,
7±
0,3
4
12,
5±
0,4
5
12,
1±0
,26
12,
1±0
,42
10,1
±0,2
2
10,1
±0,3
2
5,1
±0,
42
4,9±
0,41
2
-
-
--
--
--
--
01,
1±
0,1
0
01,
1±
0,1
1
11,
5±0
,10
*
11,
6±0
,12
*
1,3±
0,16
1,4±
0,10
11,
5±0
,01
*
11,5
±0,0
1*
11,
8±0
,21
11,9
±0,1
1
1,8±
0,20
*
1,8
±0,
10*
2,8±
0,20
*
2,9±
0,30
*
2,5
±0,
1х
0,5
±0,
06
2,6
±0,
3х
06
±0,
07
2,9
±0,
3х0
,8±
0,0
1*
2,8
±0,
3х0
,6±
0,0
1*
3,1±
0,12
х43
4±0,
07*
3,0±
0,16
х4,5
±0,0
8*
Имплантат полностью покрыт вновь образованной
тканью по всей поверхности.
70
±5
70
±6
99±
4*
99±
5*
100
Примечание *р>0,05
При светооптическом исследовании видно, что при применении
биокомпозитов с факторами при семи дневной экспозиции у всех животных
просвет между костной тканью и композитом заполнялся соединительной
тканью, причем, в первой и второй группах эта ткань не имеет различий.
Граница между волокнистым и клеточными слоями не определялась. Вблизи
201
раневых
поверхностей
наблюдается
гибель
отдельных
остеоцитов
компактной кости (Рис.55). При четырнадцати дневной экспозиции во всех
группах в просвете между костной тканью и композитом просматривалась
хорошо сформированная соединительная ткань, богатая полнокровными
сосудами
Грануляционная ткань над имплантатом постепенно превращается, как и
в группах с другими биокомпозитами, в хрящ. Начинают формироваться
хрящевые элементы. Пролиферация хондробластов в плоскости перелома
выявляется с семи дней эксперимента, достигает максимума к четырнадцати
суткам,
когда
начинают
формироваться
и
капилляры.
Отличия
с
биокомпозитами в других группах здесь не выявлено. Гаверсовы каналы
остеонов расширены.
Через семь суток также наблюдалось прогрессивное увеличение числа
полиморфных мезенхнмальных клеток и фибробластоподобных клеток. К
четырнадцати дням в ткани над имплантатом находятся многочисленные
мезенхимальные
клетки
новообразованной
грануляционной
фибробласты.
кости
ткани
многочисленными
материнской
и
появляется.
волокнистой
остеоидными
костью
было
Появлялась
Происходило
соединительной
трабекулами.
выражено
сеть
Между
трабекул
замещение
тканью
композитом
полнокровие.
Ткань
с
и
была
преимущественно рыхловолокнистая соединительная.
При четырех недельной эспозиции промежуток между костью и
имплантатом заполнен хорошо сформировавшейся хрящевой тканью.
Причем, ближе к костной ткани черепа крысы она переходит в молодую
ткань. В этой костной ткани балки расположены хаотично и они вытесняют
хрящевую ткань. Наиболее четко этот процесс прослеживается к 8 неделям
экспозиции, особенно при наличии биокомпозитов. Вновь образованная
ткань снаружи начинала покрываться надкостницей, которая хорошо
контурировалась
и
была
утолщенной.
Граница
между
слоями
не
определялась. Остеобласты клеточного слоя лежали преимущественно
202
однорядно, последовательно, без больших промежутков между клетками.
Компактное вещество костной ткани за имплантатом имело обычное
строение, остеоциты лежали свободно в костных лакунах. Количество
Гаверсовых
каналов
не
увеличено.
Форма
их
была
не
изменена.
Определялось полнокровие. Количество эритроцитов и ретикулярных клеток
не увеличено.
Слой вновь образованной ткани представлен при четырех недельной
экспозиции беспорядочно, но местами начинают образовывать пластины,
островки губчатой кости. Выявлено фрагментарное полнокровие капилляров.
Нейтрофильной инфильтрации не замечено. Апоптотических телец и
некротически измененных клеток не выявлено. Установлено начало
формирования полостей для образования сосудов во вновь образованной
губчатой кости.
На более поздних сроках экспозиции продолжается формирование
зрелой
кости.
Уже
на шестой неделе
отчетливо
видны
признаки
преобразования губчатой кости в компактную. Общая поверхность костной
ткани при этом выравнивается в большей степени, чем в других группах в
биоимплантами. Выражено трабекулярное строение остеогенных клеток с
выраженной функциональной напряженностью, количество отростков их
многократно возрастает, организуя начало формирования характерной
структуры зрелой ткани. Наблюдается ремоделирование костной ткани. К
двенадцати неделям вновь образованная ткань над имплантатом неоднородна
по
плотности
и
составу
мезенхимальной
сформировавшиеся гаверсовы каналы (Рис.69,70).
203
ткани.
Наблюдаются
А
Б
Рис. 69. Фрагмент костной ткани черепа крысы (теменной область) с
биокомпозитом из наноструктурированного титана Grey, подвергнутого с
пескоструйной обработкой покрытого двумя слоями: 1- желатин, декстран, 2гидроксиапатит, коллаген, декстрана и внедренными ВМР факторами. 2
недели экспозиции.
К матриксовой кости примыкает слой вновь образованной ткани над
имплантатом, состоящий из рыхлой соединительной ткани (указано
стрелкой), полнокровной, с участками кровоизлияний.
Рис. Б (х400) фрагмент Рис. А (х200).
Световая микроскопия. Окраска гематоксилином и эозином.
А
Б
Рис. 70. Фрагмент костной ткани черепа крысы (теменной область) с
биокомпозитов из наноструктурированного титана Grey, подвергнутого с
пескоструйной обработкой покрытого двумя слоями: 1- желатин, декстран, 2гидроксиапатит, коллаген, декстрана и внедренными ВМР факторами. 12
недель экспозиции.
Вновь образованная ткань над имплантатом неоднородна по плотности и
составу мезенхимальной ткани. Наблюдаются сформировавшиеся гаверсовы
каналы (указано стрелкой). Рис. Б (х400) фрагмент Рис. А (х100).
Световая микроскопия. Окраска гематоксилином и эозином.
С помощью люминесцентной микроскопии было показано хорошее и
равномерное окрашивание родаминовым красным, что было наиболее
выражена в зоне по периферии костной ткани и вновь образованной
204
волокнистой ткани и увеличивалось по мере роста экспозиции регенерации.
Центры кальцификации новообразованных костных трабекул появляются
через семь суток после повреждения. В дальнейшем, выявлено наиболее
активное свечение во вновь образованной ткани над имплантатом, а также на
границе с матриксной и вновь образованной тканью. Наиболее хорошо это
выражено в группе с биокомпозитами (Рис.72).
При изучении регенерирущей костной ткани с помощью атомно-силовой
микроскопии было показано, что вновь сформированная мезенхимальная
ткань над имплантатом распределяется более равномерным слоем, чем в
группах с другими биоимплантами, что характерно и для 1-й и 2-й группы,
без статистической разницы в зависимости от вида обработки титана. Через
неделю ткань возвышалась над поверхностью имплантата по его периферии
на 8,1±0,3 µm (Рис. 74). Через четыре недели вновь образованная ткань
покрывает имплантатом по всей поверхности. Перепад рельефа к этому
времени в 1 группе составлял до 0,6±0,2 µm, а во 2 группе - 0,6±0,1 µm.
Наблюдаются отдельные участки без ткани (Рис.60)
В участке удаленной костной ткани над биокомпозитом формируется
рыхлая, вновь образованная мезенхимальная ткань, интенсивно окрашенная
в красный цвет (указано стрелкой). Хорошо видны волокна между
матриксовой костью и вновь образованной тканью.
205
А
В
Б
Г
Рис. 71. Фрагмент костной ткани черепа крысы (теменной область) с
биокомпозитов из наноструктурированного титана Grey, подвергутого
микродуговому оксидированию и покрытому двумя слоями: 1- желатин,
декстран, 2- гидроксиапатит, коллаген, декстрана и ВМР факторами. 12
недель экспозиции.
Вновь образованная ткань над имплантатом неоднородна по плотности и
составу мезенхимальной ткани. Наблюдаются сформировавшиеся гаверсовы
каналы.
Рис. Б (х200), Рис. В (х400). Рис.Г (х400) фрагменты Рис. А (х100).
Световая микроскопия. Окраска гематоксилином и эозином.
206
А
Б
Рис. 72. Фрагмент костной ткани черепа крысы (теменная область) с
биокомпозитом из наноструктурированного титана Grey, подвергнутого с
пескоструйной обработке с двумя слоями покрытия: 1- желатин, декстран, 2гидроксиапатит, коллаген, декстрана и ВМР факторами.
2 недели
экспозиции.
Люминисцентная микроскопия. Окраска родаминовым красным.
Микрофотографии в проходящем видимом свете. Ультрафиолетовый спектр с
красным светофильтром. Рис. Б (х.300) фрагмент Рис. А (х120).
А
Б
Рис. 73. Фрагмент костной ткани черепа крысы (теменная область) с
биокомпозитом из наноструктурированного титана Grey, подвергнутого с
пескоструйной обработке с двумя слоями покрытия: 1 - желатин, декстран, 2
- гидроксиапатит, коллаген, декстрана и ВМР факторами. 8 недель
экспозиции.
Вновь образованная ткань имеет активное свечение. Хорошо видны
гаверсовы каналы.
Люминисцентная микроскопия. Окраска родаминовым красным.
Микрофотографии в проходящем видимом свете. Ультрафиолетовый спектр с
красным светофильтром.
Рис. Б (х400) фрагмент Рис. А (х120).
207
Рис. 74. Фрагмент костной ткани черепа крысы (теменная область) с
биокомпозитом из наноструктурированноготитана Grey с обработкой
методом микродугового оксидированияи покрытого двумя слоями: 1желатин, декстран, 2- гидроксиапатит, коллаген, декстрана и ВМР
факторами. 1 неделя экспозиции. В ране начинает формироваться
мезенхимальная ткань достаточно равномерная по высоте. Трехмерная
гистограмма. Атомно-силовая сканирующая лаборатория.
Через восемь недель в отличие от предыдущих сроков, на большей
части мы наблюдаем равномерный слой покрытия и в 1-й и во 2-й группах
(Рис. 76). А на дальнейших сроках экспозиции перепады рельефа
формируются только за счет гаверсовых каналов (Рис. 77, 78).
А
Б
Рис. 75. Фрагмент костной ткани черепа крысы (теменная область) с
биокомпозитом из наноструктурированного титана Grey с обработкой
микродуговым оксидированием с двумя слоями покрытия: 1- желатин,
декстран, 2- гидроксиапатит, коллаген, декстрана и ВМР факторами. 4
недели экспозиции.
Вновь образованная ткань покрывает биокомпозит достаточно
равномерными островками равномерными по высоте (Рис. Б). Они плотно
соединены с матриксовой костью (Рис. А).
Атомносиловая сканирующая лаборатория. Трехмерная гистограмма.
208
Б
А
Рис. 76. Фрагмент костной ткани черепа крысы (теменная область) с
биокомпозитом из наноструктурированного титана Grey с обработкой
путеммикродугового оксидирования с двумя слоями покрытия: 1- желатин,
декстран, 2- гидроксиапатит, коллаген, декстрана и ВМР факторами. 8
недель экспозиции.
Вновь образованная ткань покрывает биокомпозит достаточно
равномерными островками равномерными по высоте (Рис. Б). Они плотно
соединены с матриксовой костью (Рис. А).
Трехмерная гистограмма. Атомносиловая сканирующая лаборатория.
209
Важным является формирование ткани под имплантатом, где вновь
образованная ткань четко заполняла собой дефект с конусообразной формой,
что
так
структурировано
не
определялось
в
других
группах,
со
сформировавшейся надкостницей, с хорошо выраженными гаверсовыми
каналами и почти полностью прилегающая к имплантату (Рис. 69). Толщина
ее была достоверно больше, чем на поверхности имплантата и к 8 неделям
составляла от 0,6 до 1,8 мм в связи с разности по уровням при формировании
конуса.
Рис. 77. Фрагмент костной ткани черепа крысы (теменная область) с
биокомпозитом из наноструктурированноготитана Grey с микродуговым
оксидированием с двумя слоями покрытия: 1- желатин, декстран, 2гидроксиапатит, коллаген, декстрана и ВМР факторами. 12 недель
экспозиции.
Вновь образованная ткань покрывает биокомпозит равномерным слоем.
Хорошо сформированы гаверсовы каналы.
Трехмерная гистограмма. Атомносиловая сканирующая лаборатория.
На сроке двенадцать - шестнадцать недель на большом увеличении
хорошо виден однородный слой надкостницы покрывающий всю ткань (Рис.
79).
210
А
Б
В
Г
Д
Рис. 78. Фрагмент костной ткани черепа крысы (теменная область) с
биокомпозитом из нанотитана Grey с микродуговым оксидированием с
двумя слоями покрытия: 1- желатин, декстран, 2- гидроксиапатит, коллаген,
декстрана и ВМР факторами. 16 недель экспозиции.
Вновь образованная ткань с надкостницей покрывает биокомпозит
равномерным слоем. Хорошо сформированы гаверсовы каналы (Рис. Б, В),
глубокие на графическом изображении (указано стрелкой) (Рис В).
Поверхность вновь образованной ткани достаточно гладкая и однородная
(Рис. Г. Д). Рис. А, Б. Трехмерная гистограмма. Рис. В. Двухмерная
гистограмма.
211
Рис. Г, Д. Атомносиловая сканирующая лаборатория.
Таблица № 18
Особенности регенерации костной ткани при внедрении образцов
наноструктурированноготитана обработанногопескоструйнымпутем
(ПСО) и методом микродугового оксидирования (МДО) с применением 2х слоев композитов (1- желатин, декстран, 2- гидроксиапатит, коллаген,
декстран) с ВМР факторами
группы
Ободок
соединит
ельной
ткани по
перифери
и
импланта
та (µm)
Размер
вновь
образова
нной
ткани
(мм)
Расстоян
ие между
центром
импланта
та и
вновь
образова
нной
тканью
(мм)
Толщина
вновь
образова
нной
ткани
над
центром
композит
а (µm)
1
П
С
О
17
0,4
5
±4
8,1
6
МД
О
2
ПС
О
175,
56
±46,
25
-
М
Д
О
-
4
ПС
О
МД
О
6
ПС
О
-
-
-
МД
О
-
8
ПС
О
МД
О
12
ПС
О
МД
О
--
--
--
--
16
ПС
О
1,2
5±
0,2
,24
1,27
±0,2
,31
Вновь образованная ткань полностью покрывает поверхность имплантата
--
--
--
--
0,70
±02,
0*
0,60
±0,0
4*
0,5±
0,02
*
0,5±
0,03
*
-
--
--
--
--
460,
60±
10,0
*
458,
39±
10,0
*
470,
45±
10,0
*
475,
65±
12,0
*
425
±9,6
2*
--
--
-
430,
40±
8,62
*
401,
09±
8,34
*
399,
80±
8,34
*
388,
70±
8,34
*
М
Д
О
39
1,6
0±
8,3
4*
Примечание *р>0,05
При исследовании с помощью растровой электронной микроскопии
было показано, что размеры ободка вновь образованной ткани по периферии
имплантата достоверно не отличался в 1-й и 2-й группах и составлял
соответственно 170,45 ±48,16 и175,56 ±46,25 µm (таблица № 18). При этом
212
площадь, занятая тканью превышала 1 мм (таблица №18). Ко второй недели,
в отличие от других групп с биоимплантами, уже не наблюдалось ободка по
периферии, так как ткань покрывала большую часть имплантата. Следует
отметить,
что
даже
на
сроке
одна
неделя
ткань
тонким
слоем
распространялась на большую часть имплантата и наблюдались вновь
образованные сосуды (Рис.80). При заполнении поверхности имплантата
снаружи рыхлой соединительной тканью наблюдались преимущественно
коллагеновые и эластичные волокна.
А
Б
В
Г
г
Рис. 79. Фрагмент костной ткани черепа крысы (теменная область) с
композитом из наноструктурированного титана Grey с пескоструйной
обработкой: с двумя слоями покрытия: 1- желатин, декстран,
2гидроксиапатит, коллаген, декстрана и ВМР факторами. 1 неделя экспозиции.
Биокомпозит окружен ровным слоем рыхлой соединительной ткани
(Рис. В) с формирующейся мезенхимальной тканью над имплантатом. Рыхло
соединен с матриксовой костью. Над имплантатом – островки вновь
образованной ткани.
РЭМ. Рис. Б (х250), В (х500), Г(х3000) фрагменты Рис. А (х70).
213
А
Б
В
Г
Рис. 80. Фрагмент костной ткани черепа крысы (теменная область) с
композитом из наноструктурированного титана Grey с обработкой
микродуговым оксидированием с двумя слоями покрытия: 1- желатин,
декстран, 2- гидроксиапатит, коллаген, декстрана и ВМР факторами. 1
неделя экспозиции.
Биокомпозит окружен ровным слоем рыхлой соединительной ткани
(Рис.А) с формирующейся мезенхимальной тканью над имплантатом. Над
образцом – островки вновь образованной ткани (указано стрелкой).
РЭМ. Рис. Б (х1500), В (х3000), Г (х6000) фрагменты Рис. А (х50).
К четырем - шести неделям экспозиции вновь образованная ткань
полностью, достаточно равномерным слоем, толщиной 460,60±10,0 и
458,39±10,0 µm (четыре недели) 470,45±10,0 и 475,65±12,0 µm (шесть
недель),
равномерным
по
толщине
и
выступающим
куполом
над
имплантатом по центру более чем на 0,5 мм. Следует отметить, что
214
непосредственно на имплантате также формировалась ткань. Биокомпозиты
были тесно соединены с матриксовой костью (Рис.81).
А
Б
В
Г
Рис. 81. Фрагмент костной ткани черепа крысы (теменная область) с
композитом из наноструктурированного титана Grey с обработкой методом
микродугового оксидирования, покрытого двумя слоями: 1- желатин,
декстран, 2- гидроксиапатит, коллаген, декстрана и ВМР факторами. 6 неделя
экспозиции.
Вновь образованная ткань с надкостницей покрывает куполом
биокомпозит (указано стрелкой).
РЭМ. Рис. Б (х500), В (х2000), Г(х5000) фрагменты Рис. А (х100).
215
На дальнейших сроках экспозиции толщина ткани над имплантатом
становилась несколько тоньше, по мере ее дифференцировки и составляла к
восьми неделям 160 µm ± 200 µm, с хорошо выраженной надкостницей и
Гаверсовыми каналами (Рис. 80,81).
А
Б
В
Г
Рис. 82. Фрагмент костной ткани черепа крысы (теменная область) с
композитом из наноструктурированного титана Grey с обработкой
микродуговым оксидированием с двумя слоями покрытия: 1- желатин,
декстран, 2- гидроксиапатит, коллаген, декстрана и ВМР факторами. 8
недель экспозиции.
Вид сверху. Вновь образованная ткань с надкостницей и Гаверсовыми
канала покрывает собой имплантат, не соприкасаясь с ним во всех точках.
РЭМ. Рис. Б (х1000), В (х5000) фрагменты Рис. А (х200). Рис. Г (х500)
вид сбоку при частично удаленной вновь образованной ткани.
216
А
Б
В
Г
Рис. 83. Фрагмент костной ткани черепа крысы (теменная область) с
композитом из наноструктурированного титана Grey с обработкой
микродуговым оксидированием с двумя слоями покрытия: 1- желатин,
декстран, 2- гидроксиапатит, коллаген, декстрана и ВМР факторами. 8 недель
экспозиции.
Вновь образованная ткань состоит из юной костной ткани с гаверсовыми
каналами.
РЭМ. Рис. Б (х5000) фрагмент Рис. А (х1000).
217
А
Б
Г
Д
Рис. 84. Фрагмент костной ткани черепа крысы (теменная область) с
внедренным композитом из наноструктурированного титана Grey,
обработанного микродуговым оксидированием покрытого двумя слоями: 1желатин, декстран,
2- гидроксиапатит, коллаген, декстрана и ВМР
факторами. 8 недель экспозиции. Вид снизу.
Вновь образованная ткань с надкостницей и хорошо
сформировавшимися гаверсовыми каналами в форме конуса закрывает собой
дефект раны. Ткань на большем протяжении соединена с имплантатом.
РЭМ. Рис. Б (х200), В (х500), Г (х2000) фрагменты Рис. А (х50)
К двенадцати - шестнадцати неделям ткань равномерным слоем
полностью покрывает имплантат без образования над ним купола. Следует
отметить, что ткань находилась в состоянии многослойности с нижним слоем
волокон, располагавшейся над ним костной тканью и надкостницей (Рис. 85).
На разрезе ткани четко виден синтез формирующейся ткани (Рис. 86).
218
А
Б
В
Г
Рис. 85. Фрагмент костной ткани черепа крысы (теменная область) с
композитом из наноструктурированного титана Grey с обработкой
микродуговым оксидированием с двумя слоями покрытия: 1- желатин,
декстран, 2- гидроксиапатит, коллаген, декстрана и ВМР факторами. 12
недель экспозиции. Вид сверху.
Вновь образованная ткань с надкостницей в несколько слоев (Рис. Б)
покрывает биокомпозит, тесно примыкая к нему на всем протяжении.
РЭМ. Рис. В (х1000), Г (х2000) фрагменты Рис. А (х500). Рис. Б (х500),
Рис.Б (х500).
219
А
Б
В
Г
Рис. 86. Фрагмент костной ткани черепа крысы (теменная область) с
композитом из наноструктурированного титана Grey с пескоструйной
обработкой с двумя слоями покрытия: 1- желатин, декстран,
2гидроксиапатит, коллаген, декстрана и ВМР факторами. 12 недель
экспозиции. Вид сверху и сбоку.
Вновь образованная ткань с надкостницей в несколько слоев (Рис. Б)
покрывает биокомпозит, тесно примыкая к нему на всем протяжении.
РЭМ. Рис. Б (х2000) фрагмент Рис. А (х500). Рис. Г (х2000) фрагмент
Рис. В (х400).
За счет вновь образованной ткани ткань четко сраслась с матриксовой
кость без образования границ.
220
Таблица № 19
Особенности макро- микроэлементов состава костной ткани у
животных с имплантатом из наноструктурированного титана Grey с
микродуговой обработкой с двумя слоями покрытия (1- желатин,
декстран, 2- гидроксиапатит, коллаген, декстрана и ВМР -2 факторами)
на сроках: 1,8,16 недель (1 – матриксная кость, 2 – участок вновь
образованной ткани между матриксовой костью и имплантатом, 3 –
участок в центре вновь образованной ткани: скол)
г
1.1
1.2
1.3
8.1
8.2
8.3
16.1
16.2
16.3
C
55,,92
±1,56
58,93±2,0
3
-
53,07±1
,45
60,05±2,
09*
***
54,05±2,2
6
50,48±1
,45**
N
8,
96±1,0
1
23,95±
1,22
14,75±1,2
6*
-
7,72±1,
05
12,17±1,
55*
12,21±1,2
8*
11,84±1
,05**
44,61±
1,56*
**
***
8,23±1,
02***
25,29±1,2
1
-
29,80±0
,35**
23,77±1,
81*
23,57±1,3
9*
26,66±0
,35**
40,36±1,7
8*
**
***
7,64±0,
54*
**
21,47±1,4
8*
NN
a
0,12±0
,02
0,05±0.01
*
-
0,32±0,
04**
0,07±0,0
1*
0,08±0,02
*
0,13±0,
04
Mg
0,14±0
,01
0,13±0,02
-
0,27±0,
02**
0,11±0,0
1*
P
3,59±0
,04
0,64±0,03
*
-
6,32±0,
45**
1,28±0,0
4*
**
0,16±0,03
*
***
3,28±0,06
*
***
0,29±0,
02
**
3,53±0,
45
**
Ca
7,54±0
,34
0,43±0,94
*
-
6,50±44
2,55±0,1
2*
5,55±0,24
*
**
***
7,05±84
O
21,75±
1,29*
**
0,19±0,
05*
**
0,26±0,
02
**
6,97±0,
04*
**
17,21±
1,33*
**
0,18±0,02
*
**
0,27±0,03
**
8,05±0,48
*
**
***
21,36±1,3
1*
**
***
Примечание *р>0,05 по сравнению с матриксной костью в своей
временной группе, **р>0,05 по сравнению с другими временными сроками,
***р>0,05 внутри временной группы (возле матриксовой кости и на
поверхности имплантата)
221
25
20
15
N
Mg
P
10
Ca
5
0
1_1
1_2
1_3
8_1
8_2
8_3
16_1
16_2
16_3
Рис. 87.Особенности макро - микроэлементов состава костной ткани у
животных с имплантатом из наноструктурированного титана Grey с
микродуговой обработкой с двумя слоями покрытия (1- желатин, декстран,
2- гидроксиапатит, коллаген, декстрана и ВМ Р -2 факторами) на сроках:
1,8,16 недель (1 – матриксная кость, 2 – участок вновь образованной ткани
между матриксовой костью и имплантатом, 3 – участок в центре вновь
образованной ткани: скол).
При изучении особенностей макро - микроэлементов костной ткани у
животных
с
имплантатом
из
наноструктурированноготитана
Grey
с
микродуговой обработкой с двумя слоями покрытия (1- желатин, декстран, 2гидроксиапатит, коллаген, декстрана и ВМР -2 факторами) было показано,
что в матриксной кости наблюдалось увеличение содержания кислорода на
сроке восемь недель (29,80±0,35) по сравнению с 1 неделей (23,95±1,22) и
опять
некоторое его снижение к шестнадцати (26,66±0,35). Подобная
тенденция просматривалась как в отношении натрия (0,12±0,02, 0,32±0,04,
0,13±0,04), так и фосфора (3,59±0,04,
6,32±0,45, 3,53±0,45). Содержание
магния в матриксовой кости пропорционально возрастало (0,14±0,01,
0,27±0,02, 0,29±0,02).
222
При изучении макро- микроэлементов в участке вновь образованной
ткани между матриксовой костью и имплантатом уменьшение содержания
кислорода по мере его формирования (25,29±1,21, 23,77±1,81, 21,75±1,29) при
увеличении содержания натрия (0,05±0,01, 0,07±0,01,
0,13±0,04). Число
фосфора, магния и кальция сначала, в восемь неделям, снижалось, а затем, к
шестнадцати – возрастало.
Нами показано, что в участке в центре вновь образованной ткани над
имплантатом на сколе содержание натрия (0,08±0,02, 0,18±0,02), магния
(0,16±0,03, 0,27±0,03), фосфора (3,28±0,06, 8,05±0,48) и особенно кальция
(5,55±0,24, 21,36±1,31) было больше в шестнадцать, чем в восемь недель.
При изучении особенностей макро- микроэлементов костной ткани у
животных с внедренным имплантатом из наноструктурированного титана
Grey с пескоструйной обработкой и покрытого двумя слоями (1- желатин,
декстран, 2- гидроксиапатит, коллаген, декстрана и ВМР -2 факторами) было
показано, что в матриксной кости, аналогично группе с обработкой путем
микродугового
оксидирования
наблюдалось
увеличение
содержания
кислорода на сроке восемь недель по сравнению с одной неделей и опять
некоторое его снижение к шестнадцатой неделе экспозиции. Подобная
тенденция просматривалась как в отношении натрия, так и фосфора.
Содержание магния в матриксовой кости пропорционально возрастало.
При изучении макро- микроэлементов в участке вновь образованной
ткани между матриксовой костью и имплантатом уменьшение содержания
кислорода по мере его формирования при увеличении содержания натрия.
Число фосфора, магния и кальция сначала, в восемь неделям, снижалось, а
затем, к шестнадцати – возрастало. Также нами было обнаружено, что в
участке в центре вновь образованной ткани над имплантатом на сколе
содержание натрия, магния, фосфора и особенно кальция было больше в
шестнадцать, чем в восемь недель.
223
Таблица № 20
Особенности макро- микроэлементного состава костной ткани у
животных с имплантатом из наноструктурированноготитана Grey с
пескоструйной обработкой с двумя слоями покрытия (1- желатин,
декстран, 2- гидроксиапатит, коллаген, декстрана и ВМР-2 факторами)
на сроках: 1,8,16 недель (1 – матриксная кость, 2 – участок вновь
образованной ткани между матриксовой костью и имплантатом, 3 –
участок в центре вновь образованной ткани: скол)
г
1.1
1.2
1.3
8.1
8.2
8.3
16.1
16.2
16.3
C
54,95±
1,56
8,
96,5±1
,55
23,91±
1,22
0,12±0
,01
58,53±3,0
3
14,75±1,2
6*
-
52,05±1
,65
9,74±1,
05
60,04±4,
89
12,06±2,
56
54,04±
51,56±1
,45
10,81±1
,05
44,04±
5,23
8,28±1,
65
40,36±3,8
9
8,70±1,58
25,29±1,2
1
0,05±0.01
*
***
-
28,80±1
,05
0,32±0,
03
***
23,78±3,
82
0,07±0,0
1*
23,58±4,2
1
0,09±0,03
*
**
26,60±0
,35
0,13±0,
02
21,75±
3,31*
0,18±0,
02*
**
21,45±3,4
6*
0,18±0,03
*
**
Mg
0,13±0
,01
0,14±0,02
-
0,25±0,
02
0,11±0,0
3*
0,16±0,04
*
0,29±0,
02
0,26±0,
03
**
0,27±0,03
**
P
3,60±0
,04
0,84±0,
01*
-
6,34±0,
48*
1,29±0,2
2*
***
3,20±0,56
*
***
3,56±0,
45
***
6,92±1,
01*
**
8,08±1,32
*
**
Ca
7,50±0
,36
0,63±0,94
*
-
6,50±44
*
2,65±0,6
5*
**
5,57±0,78
7,01±0,
84
***
17,18±
2,31*
**
20,30±3,0
5*
**
N
O
NN
a
-
-
12,20±
***
Примечание *р>0,05 по сравнению с матриксной костью в своей
временной группе, **р>0,05 по сравнению с другими временными сроками,
***р>0,05
внутри временной группы (возле матриксовой кости и на
поверхности имплантата)
224
25
20
15
N
Mg
P
10
Ca
5
0
1_1
1_2
1_3
8_1
8_2
8_3
16_1
16_2
16_3
Рис. 88. Особенности макро - микроэлементов костной ткани у
животных с имплантатом из наноструктурированного титана Grey с
пескоструйной обработкой с двумя слоями покрытия (1- желатин, декстран,
2- гидроксиапатит, коллаген, декстрана и ВМР-2 факторами) на сроках:
1,8,16 недель (1 – матриксная кость, 2 – участок вновь образованной ткани
между матриксовой костью и имплантатом, 3 – участок в центре вновь
образованной ткани: скол).
Резюме
Таким образом, нами показано, что размеры ободка вновь образованной
ткани по периферии имплантата достоверно в группах с различными видами
обработки имплантата не отличались. Площадь, занятая тканью превышала 1
мм. Ко второй недели, в отличие от других групп с биоимплантами, но без
ВМР факторов, уже не наблюдалось ободка по периферии, так как ткань
покрывала большую часть имплантата. Следует отметить, что даже на сроке
одна неделя ткань тонким слоем распространялась на большую часть
имплантата и наблюдались отдельные вновь образованные сосуды. При
заполнении поверхности имплантата снаружи рыхлой соединительной
тканью были выявлены коллагеновые и эластичные волокна. К четырем шести неделям экспозиции вновь образованная ткань полностью, достаточно
равномерным
по толщине слоем закрывала дефект, которая была тесно
225
соединена с матриксовой костью. На дальнейших сроках экспозиции
толщина ткани над имплантатом становилась несколько тоньше. Важным
является формирование ткани под имплантатом, где вновь образованная
ткань четко заполняла собой дефект в виде конусообразной структуры, что
так структурировано не определялось в других группах. Надкостница была
четко выражена. Хорошо были структурированы Гаверсовы каналы. К
двенадцати - шестнадцати неделям ткань равномерным слоем полностью
покрывает имплантат без образованием над ним купола. Следует отметить,
что ткань находилась
в состояниях многослойности с нижним слоем
волокон, располагавшейся над ним костной тканью и надкостницей. На
разрезе ткани четко виден
синтез формирующейся ткани. Ткань четко
срослась с матиксовой кость без образования границ.
С помощью люминесцентной микроскопии было показано хорошее и
равномерное окрашивание родаминовым красным, что было наиболее
выражено в зоне по периферии костной ткани и вновь образованной
волокнистой ткани и увеличивалось по мере роста экспозиции регенерации.
Центры кальцинации новообразованных костных трабекул появляются через
семь суток после повреждения. В дальнейшем, выявлено наиболее активное
свечение во вновь образованной ткани над имплантатом, а также на границе
с матриксной и вновь образованной тканью.
При ПСО и МДО обработке с 2 слоями покрытия и ВМП -2 факторами
динамика распределения макро- и микроэлементов достоверно не отличалась.
Так, было показано, что в матриксной кости
наблюдалось увеличение
содержания кислорода на сроке восемь недель
по сравнению с
неделей и опять
первой
некоторое его снижение к шестнадцати. Подобная
тенденция просматривалась как в отношении натрия, так и фосфора.
Содержание магния в матриксовой кости пропорционально возрастало. При
изучении макро-
микроэлементов в
участке вновь образованной ткани
между матриксовой костью и имплантатом уменьшение содержания
226
кислорода по мере его формирования при увеличении содержания натрия.
Число фосфора, магния и кальция сначала, в восемь неделям, снижалось, а
затем, к шестнадцатой неделе экспозиции – возрастало. Также нами было
обнаружено, что в участке в центре вновь образованной ткани над
имплантатом на сколе содержание натрия, магния, фосфора и значительно
кальция было больше в шестнадцать, чем в восемь недель. Причем
изучаемые элементы наблюдались в большем числе над имплантатом.
227
10. Глава. 10. Изменения в головном мозге в период
послеоперационной реституции
При изучении головного мозга животных в периоде послеоперационной
реституции через семь дней после операции нами выявлено набухание
головного мозга и полнокровие, что особенно четко прослеживалось под
областью операционной раны (теменная область, справа). Картина была
аналогична как для животных контрольной группы, так и в группах с
внедрением
имплантатов
изнаноструктурированных
материалов
и
биокомпозитов. В коре головного мозга был выражен периневральный и
перикапиллярный
отек,
который
также
лучше
проявлял
себя
под
операционной зоной.
Нейроны находились в разных фазах гипоксических изменений,
связанных с оперативным вмешательством, начиная с острого набухания до
их сморщивание с явлениями нейронофагии, что выявлялось менее чем в 1%
клеток. Помимо этого, были отмечены участки выпадения нейронов на фоне
отечных изменений нейропиля. В 7% случаев определялась умеренно
выраженная круглоклеточная периваскулярная инфильтрация.
Электронномикроскопически тело нейроцита визуализировано как
овальное и округлое. Ядро располагалось в центре клетки (или слегка
эксцентрично). Оно содержало ядрышко и имело наружную и внутреннюю
ядерные мембраны по периферии толщиной около 70 А каждая,
разделенных перинуклеарным пространством, с вариабельной величиной.
В кариоплазме распределялись глыбки хроматина, которые ориентированы
скапливаться
у
внутренней
ядерной
мембраны.
Распределение
и
численность хроматина в кариоплазме были различны в нейроцитах. В
части клеток хроматин в ядрах был почти полностью деконденсированного
типа, хотя встречался и в конденсированном состоянии, расположенный
преимущественно по периферии ядра. На границе двух типов хроматина
228
были выявлены светлые и темные перихроматиновые гранулы. Овальной
формы ядрышко чаще располагалось по периферии ядра. Увеличивалось
содержание ядер с двумя ядрышками. Ядерные поры и перинуклеарное
пространство несколько расширены (Рис. 89).
Рис. 89. Фрагмент головного мозга крысы (теменная область) после
операции с внедрением композита из наноструктурированного титана Grey,
подвергнутого пескоструйной обработке: с двумя слоями покрытия: 1желатин, декстран, 2- гидроксиапатит, коллаген, декстрана и ВМР
факторами. 1 неделя экспозиции.
Четко видны нейроны. Перинуклеарное пространство и ядерные поры
расширены. Определяется ядрышко. Хроматин преимущественно в
конденсированном состоянии.
ТЭМ. (х17000).
Вблизи ядра наблюдались стопки комплекса Гольджи, несколько
расширенного. Большинство митохондрий имели правильную овальную
форму, кристы сохранены, однако,
наряду с ними встречались
митохондрии с мелкими вакуолями. Цистерны эндоплазматического
ретикулума
расширены.
Свободные
рибосомы
располагались
как
единично, так и в виде полисом. Содержание рибосом, а также
нейротрубочек и полисом в клетках было различно.
229
Кроме того, встречались и единичные нейроны с ядрами, изменения
хроматина в которых носило характер кариопикноза и кариорексиса.
Ядерная мембрана в таких клетках была разрушена как в отдельных
участках,
так
и
на
значительном
протяжении.
Содержание
цитоплазматических органелл уменьшено. Оставшиеся митохондрии
меняли свои размеры и форму: они были увеличены в размере, а форма –
вытянутая или округлая. Кристы в них были с нарушенной ориентировкой
и
частично
разрушены.
Комплекс
Гольджи
и
трубочки
эндоплазматического ретикулума страдали наиболее всего. Они или
полностью
отсутствовали,
или
были
значительно
разрушены.
В
цитоплазме встречались также миелиноподобные фигуры.
В нейроцитах сома последовательно переходила в дендрит, резкой
границы и выраженных различий в ультраструктуре тела нейрона и
начального отдела крупного дендрита не наблюдалось. От тела нервной
клетки отходил один аксон, отдающий впоследствии многочисленные
ветви. Аксоны были покрыты миелиновой оболочкой, формируя волокна
миелина (Рис.89).
Между нейроцитами контакты осуществлялось межнейрональными
синапсами. Синапсы делились на аксосоматические, образованные
аксоном с телом нервной клетки, аксодендритические, расположенные
между аксоном и дендритом, и аксо-аксональные, находящиеся между
двумя аксонами. Пореже встречались дендро - дендритические синапсы,
локализующиеся между дендритами.
Повреждения нейроглии носили разноплановый характер. Так, в
одних клетках наблюдалось незначительное расширение перинуклеарного
пространства, некоторое уменьшение содержания цитоплазматических
органелл, отек эндоплазматического ретикулума, а в других уже четко
прослеживались
альтеративные
процессы.
Следует
отметить,
что
саттелитная глия повреждена более, чем свободная. Так, в саттелитной
глие отмечено наличие ядер с сегрегацией ядрышек, кариопикнозом и
230
кариорексисом, разрушением кариолеммы и нарушением строения
органелл, что является уже проявлением некроза клетки.
А
Б
В
Г
Рис. 90. Фрагмент коры головного мозга крысы (теменная область).
Контрольная группа. 1 неделя после операции.
Нейроны связаны с саттелитной глией (указано стрелкой). Умеренный
отек тканей.
РЭМ. Рис. А (х1000), Б (х4000), В (х4000), Г (х8000).
В
артериальном
отделе
капиллярного
русла
эндотелиоциты
увеличены в размере, по-видимому, за счет отека. Кроме того, здесь
выявлена
иррегуляция
просветной
поверхности,
что
еще
больше
увеличивало площадь клетки. В наступающих в просвет ядрах хроматин
находился
преимущественно
в
конденсированном
состоянии.
Цитоплазматические органеллы представлены митохондриями, часть из
которых с нарушенной ориентацией крист, свободными рибосомами,
фрагментами гладкого и шероховатого эндоплазматического ретикулума и
231
пиноцитозными везикулами. Субэндотелиальные зоны капилляров были
расширены, в том числе и за счет базальной мембраны. Перициты не
изменяли свою форму и размеры.
В венозном отделе капиллярного русла наблюдалось 1-2 эритроцита,
иногда с частичным гемолизом и лимфоциты. Эндотелиальные клетки
здесь были уплощены. Ламинарные их края, в основном, ровные.
Цитоплазма их бедна органеллами. Базальная мембрана, по сравнению с
контрольной группой, несколько расширена.
Подобные изменения как в нейронах и нейроглии, так и в сосудистом
русле, были аналогичны для всех групп. После операции через
четырнадцать дней в головном мозге по-прежнему был выражен отек и
умеренное полнокровие, хотя и в меньшей степени, чем в предыдущей
группе. При светооптическом исследовании среди нейронов мы даже
определяли клетки-тени, причем собранные группами по 3-4. Однако в
сосудах на данном структурном уровне изменений найдено не было.
Электронномикроскопически
сохранившимися
нейронами,
изменения
которых
в
нейронах:
большинство
наряду с
встречалось
и
дистрофически и даже некротически измененные. В остальных нами
выявлена следующая картина: так, ядра в них несколько увеличены в
размере,
с
нахождением
хроматина
в
диффузном
состоянии,
с
«решетчатым» ядрышком и увеличенным содержанием перихроматиновых
гранул. Ядерные поры расширены и количество их увеличено. Увеличено в
объеме
также
и
перинуклеарное
пространство.
Цитоплазма
электроннопрозрачная, плазмолемма сохранена. Среди органелл следует
отметить
появление
юных
форм. Фрагменты
эндоплазматического
ретикулума и комплекса Гольджи несколько расширены, а содержание
рибосом незначительно уменьшено.
Эндотелиоциты капилляров значительно утолщены, по-видимому, за
счет отека. Содержание цитоплазматических органелл в них значительно
уменьшено, а число пиноцитозных везикул, наоборот, увеличено.
232
Последние
располагались
преимущественно
по
наружному
краю
плазмолеммы, который, в свою очередь, образовывал множественные
инвагинации. Процесс реституции продолжался до 30 дня, но и на этом
сроке не происходило полного восстановления нейронов.
Следует
отметить,
морфологическая
что
картина
к
двум
несколько
месяцам
после
отличалась
в
операции
группе
с
ложнооперированными животными и в группе с биоимплантами из
наноструктурированных материалов. Отличие преимущественно под зоной
нахождения имплантата. В группе с биокомпозитами и особенно с ВМРфакторами, мы отмечали
на сроке два - три месяца в этих участках
компенсаторное полнокровие и лучшую регенерацию цитоплазматических
органелл в нервных клетках (Рис. 90,91,92,93,94).
А
Б
В
Г
Рис. 91. Фрагмент головного мозга крысы (теменная область) после
операции с имплантированием композита из наноструктурированного
титана Grey, подвергнутого пескоструйной обработке: с двумя слоями
233
покрытия: 1- желатин, декстран, 2- гидроксиапатит, коллаген, декстрана и
ВМР факторами. 1 месяц экспозиции.
Четко видны нейроны, а также дендриты и аксоны между ними
(указано стрелкой).
РЭМ. Рис. Б (х4000) фрагмент Рис. А (х1000). Рис. Г (х2000)
фрагмент Рис. В (х500).
А
Б
В
Г
Рис. 92. Фрагмент коры головного мозга крысы (теменная область).
Контрольная группа животных. 3 месяца после операции.
Основание мозга без особенностей РЭМ. Рис. А (1000), Б (8000).
Нейрон связан с клетками саттелитной глией (Б). Сосуды не
изменены (указано стрелкой) (В, Г).
РЭМ. Рис.В(х100), Г (х500).
234
А
Б
В
Г
Рис. 93. Фрагмент головного мозга крысы (теменная область) после
операции с композитом из наноструктурированного титана Grey с
пескоструйной обработкой: с двумя слоями покрытия: 1- желатин,
декстран, 2- гидроксиапатит, коллаген, декстрана и ВМР факторами. 12
недель экспозиции.
Четко видны нейроны, а также дендриты и аксоны между ними
(указано стрелкой).
РЭМ. Рис. Б (х2000) фрагмент А (х500). Рис. Г (х4000) фрагмент В
(х2000).
235
А
Б
В
Г
Рис. 94. Фрагмент головного мозга крысы после операции с
композитом из нанострутурированного титана Grey, подвергнутого с
пескоструйной обработке: с двумя слоями покрытия: 1- желатин, декстран,
2- гидроксиапатит, коллаген, декстрана и ВМР факторами. 12 недель
экспозиции.
Сосуды не изменены. Полнокровие не наблюдается. Четко видны
нейроны, а также дендриты и аксоны подходящие к сосудам (указано
стрелкой).
РЭМ. Рис. Б (х100), Б (х1000), Г (х4000) фрагменты Рис. А (х47).
При изучении макро- и микроэлементов показано увеличение
содержания кислорода (Таблица № 21,22). Причем ярче этот процесс
прослеживался в группе с биокомпозитами в участках без имплантатов.
Аналогично происходило увеличение содержания кальция. Выравнивалось
процентное соотношение фосфора. Прогрессивно снижалось количество в
ткани головного мозга железа, так как это связано с отсутствием гемолиза
к 2 месяцам. Динамика аналогичная и в контрольной группе, и в группе с
биокомпозитом из наноструктурированного титана Grey, подвергнутого
236
пескоструйной обработке и двумя слоями покрытия: 1- желатин, декстран,
2- гидроксиапатит, коллаген, декстрана и ВМР – факторами. Но в большей
степени проявляется во второй группе.
14
12
10
N
8
Mg
6
P
Ca
4
2
0
1_1
1_2
4_1
4_2
8_1
8_2
12_1
12_2
16_1
16_2
Рис. 95. Распределение макро- и микроэлементов (в неделях) в мозге
животных контрольной группы (2 – в месте операции, 1 – в 3-4 мм от нее)
Особенно важны различия в концентрациях ионов натрия и калия. Как
калий, так и натрий способны проникать через поры в клеточной
мембране, поэтому некоторый насос должен непрерывно производить
обмен вошедших в клетку ионов натрия на ионы калия из наружной среды.
Такое выкачивание натрия осуществляется внутренним мембранным
белком, называемым Na-K-аденозинтрифосфатазным насосом, или, как его
чаще называют, натриевым насосом. Нарушения содержания в нервной
ткани сразу после эксперимента может оказывать отрицательное влияние
на формирование калий-натриевого насоса, которое выравнивается в 1-2
месяцу. Причем, лучше это происходит в группе с внедрением
биокомпозитов.
237
Таблица № 21
Распределение макро- и микроэлементов (в неделях) в мозге
животных контрольной группы2 – в месте операции, 1 – в 3-4 мм от
нее)
группы
1
2
4
6
ПС
О
МД
О
ПС
О
-
-
-
8
МД
О
12
16
П
С
О
МД
О
ПС
О
М
Д
О
Ободок
соединит
ельной
ткани по
перифери
и
импланта
та (µm)
17
0,4
5
±4
8,1
6
175,
56
±46,
25
-
-
Размер
вновь
образова
нной
ткани
(мм)
1,2
5±
0,2
,24
1,27
±0,2
,31
Вновь образованная ткань полностью покрывает поверхность имплантата
Расстоян
ие между
центром
импланта
та и
вновь
образова
нной
тканью
(мм)
--
--
--
--
0,70
±02,
0*
0,60
±0,0
4*
0,5±
0,02
*
0,5±
0,03
*
-
Толщина
вновь
образова
нной
ткани
над
центром
композит
а (µm)
--
--
--
--
460,
60±
10,0
*
458,
39±
10,0
*
470,
45±
10,0
*
475,
65±
12,0
*
425
±9,6
2*
-
Примечание *р>0,05
238
ПС
О
МД
О
ПС
О
МД
О
--
--
--
--
--
--
-
430,
40±
8,62
*
401,
09±
8,34
*
399,
80±
8,34
*
ПС
О
388,
70±
8,34
*
М
Д
О
39
1,6
0±
8,3
4*
14
12
10
N
8
Mg
6
P
Ca
4
2
0
1_1
1_2
4_1
4_2
8_1
8_2
12_1
12_2
16_1
16_2
Рис. 96. Распределение макро- и микроэлементов (в неделях) в мозге
(после
операции
с
внедрением
биокомпозита
из
наноструктурированноготитана Grey, подвергнутого пескоструйной
обработке и покрытого двумя слоями: 1- желатин, декстран, 2гидроксиапатит, коллаген, декстрана и ВМР – факторами 2 – под
имплантатом 1- в 3-4 мм от него).
Таблица №22
Распределение макро- и микроэлементов (в неделях) в мозге (после операции
с биокомпозом из наноструктурированноготитана Grey с пескоструйной
обработкой с двумя слоями покрытия: 1- желатин, декстран, 2- гидроксиапатит,
коллаген, декстрана и ВМР – факторами2 – под имплантатом 1- в 3-4 мм от него)
микроэле
менты
C
N
O
Na
Mg
P
Ca
К
S
1
1.1.
68,85±
1,42
9,87±0,
82
19,32±
1,12
1.2
41
4.2
8.1
8.2
12.1
12.2
16.1
16.2
69,24
±1,12
10,23
±0,66
18,65
±1,61
72,35
±2,01
11,58
±1,37
21,27
±2,01
71,10
±2,20
8,98±
0,61
19,10
±1,23
70,50
±2,02
11,49
21,01
20,26
±
65.95
±2,00
10,58
±1,21
19,66
±2,01
65,90
±1,55
8,49±
0,49
25,19
±1,3*
0,25±0,
02
0,01±0,
01
1.02±0,
03
0,09±0,
01
0,45±0,
01
0,
12±0,0
2
0,24±
0,04
0,01±
0,01
1.00±
0,03
0,11±
0,02
0,45±
0,01
0,30±
0,03
0,20±
0,02
0,08±
0,03*
0.23±
0,02
0,18±
0,02*
0,47±
0,01
0,07±
0,02
0,21±
0,04
0,11±
0,02*
0.21±
0,02
0,20±
0,03*
0,47±
0,01
0,10±
0,03
0,10±
0,01*
0,15±
0,02*
1,08±
0,23
0,27±
0,04*
0,49±
0,01
0,50±
0,04
0,14±
0,02*
0,08±
0, 01*
1,15±
0,25
0,34±
0,03*
0,49±
0,02
0.49±
0,03
0,16±
0,02*
0,15±
0,02*
1,09±
0,22
0,27±
0,03*
0,61±
0,03
0,57±
0,01
65.27
±1,23
8,12±
1,03
23,66
±1,22
*
0,15±
0,02*
0,08±
0,01*
1,15±
0,11
0,34±
0,02*
0,60±
0,02
0.50±
0,03
61,02
±1,29
8,10±
0-,92
27,60
±1,21
*
0,09±
0,03*
0,24±
0,03*
1,53±
0,05
0,18±
0,02*
0,69±
0,04
0.55±
0,03
62,50
±1,21
8,13±
0,:3
23,44
±1,05
*
0,10±
0,02*
0,30±
0,03*
1,58±
0,08
0,41±
0,03*
0,79±
0,04
0,54±
0,02
239
Fe
0,22±0,
02
0,21±
0,02
0,12±
0,01
0,10±
0,02
-
-
-
-
-
-
Резюме
Таким образом, нами было показано, что через семь дней после
операции наблюдалось набухание головного мозга и полнокровие, что
особенно четко прослеживалось под областью операционной раны.
Картина была аналогична как для животных контрольной группы, так и в
группах
с,
где
животным
были
внедрены
имплантаты
изнаноструктурированных материалов и биокомпозитов. В коре головного
мозга был выражен периневральный и перикапиллярный отек, который
также лучше проявлял себя
под операционной зоной. При изучении
биохимических показателей нами было выявлено нарушение соотношения
калия и натрия. Нейроны находились в разных фазах гипоксических
изменений,
связанных
с
оперативным
вмешательством,
что
подтверждалось и уменьшением содержания кислорода в тканях. Процесс
реституции продолжался до тридцатого дня, но и на этом сроке не
происходило полного восстановления нейронов, что подтверждалось и не
закончившимся восстановлением содержания калия, фосфора, магния.
К двум месяцам после операции морфологическая картина несколько
отличалась в контрольной группе животными и в группе с бионано
имплантатами. И эти изменения характерны для зоны имплантата. В
группе с биокомпозитамии особенно в составе которых содержались ВМРфакторы, на сроке два - три месяца в этих участках выявлено
компенсаторное полнокровие и лучшую регенерацию цитоплазматических
органелл в нервных клетках. Адаптационные процессы подтверждались и
микроэлементным составом.
240
11. Глава 11. Изменения в органах в период
послеоперационной реституции
11. 1. Перестроение почек в период
послеоперационной реституции
При изучении почечной ткани контрольной группы животных
через неделю после операции на макроскопическом уровне изменений
выявлено не было. Микроскопически обращал на себя внимание факт
умеренно выраженного полнокровия
капилляров
коркового и
мозгового слоев. Помимо этого, в некоторых клетках проксимальных
и дистальных канальцев выявлено фрагментарное нарушение строения
плазмолеммы. Как в дистальных канальцах, так и в собирательных
трубках наблюдались клетки с участками с деструкцией клеток в виде
паренхиматозной
белковой
дистрофии.
Эндотелиальные
клетки
капилляров клубочков уплощены, а число органелл в их цитоплазме
уменьшено. Увеличивалось содержание цитоплазматических ямок,
располагавшихся ближе к просветной поверхности плазмолеммы,
здесь
же
инвагинаций
возрастало
число
плазмолеммы.
цитоплазматических
Базальные
мембраны
отростков
и
тонкие,
с
просветлениями в отдельных участках.
При сопоставлении ткани почек с группами с биоимплантами,
нами не найдено отличий в их строении. Фрагментов биоимплантов в
тканях также не обнаружено (Рис. 96,97,98).
241
Б
А
Рис.96. Фрагменты почек крыс через 12 недель после операции.
Контрольная группа животные.
Клубочки (А) и канальцы (Б) не изменены (указано стрелкой).
РЭМ. Рис. А. (х2000), Б (х1000).
Через
две
недели
видно
полнокровие
коркового
слоя.
Наблюдалось увеличение содержания органелл во всех структурных
элементах почки. Практически исчезали митохондрии с вакуолями.
Через
четыре
недели
периода
реституции
строение
почек
приближалась нормальной картине. Однако при значительных сроках
экспозиции (двенадцать недель) и нормальной макроскопической
картине, на электронно-микроскопическом уровне мы выявляли
остаточные изменения, развившиеся после операционной гипоксии и
заключавшиеся в виде очаговых, незначительные склеротические
изменения. Помимо этого, выявлено начало атрофии незначительного
числа клубочком, что также может быть последствием ишемии ткани
во время операционного периода (Рис. 99).
242
А
Б
Рис.97. Фрагменты почек крыс через 4 недели после операции с
биокомпозитом из наноструктурированного титана Grey
с
пескоструйной обработкой с двумя слоями покрытия: 1- желатин,
декстран, 2- гидроксиапатит, коллаген, декстрана.
РЭМ. А. Фрагмент проксимальных канальцев. Ткань полнокровна
(х4000).
Б. Клубочек и ткань вокруг него умеренно полнокровны (указано
стрелкой) (х2000).
Рис. 98 . Фрагмент клубочка почек крыс через 4 недели после
операции с биокомпозом из наноструктурированного титана Grey с
пескоструйной обработкой с двумя слоями покрытия: 1- желатин,
декстран, 2- гидроксиапатит, коллаген, декстрана.
Ткань полнокровна. ТЭМ. (х25000).
243
А
Б
В
Г
Рис. 99. Фрагменты почек крыс через 12 недель после операции с
биокомпозитом из наноструктурированного титана Grey
с
пескоструйной обработкой с двумя слоями покрытия: 1- желатин,
декстран, 2- гидроксиапатит, коллаген, декстрана и ВМР - факторами.
Ткань почек не изменена
Окраска гематоксилином и эозином. Рис. А (х100). Б (х800).
РЭМ. Клубочек не изменен. Ткань вокруг него умеренно
полнокровна. Рис. В.(х1000). Клубочек атрофирован. Ткань вокруг
него умеренно полнокровна. Рис. Г. (х10000).
244
Таблица № 23
Распределение макро- и микроэлементов (в неделях) в
клубочках почках (контрольная группа - 1 после операции; 2- с
биокомпозитом из наноструктурированного титана Grey с
пескоструйной обработкой с двумя слоями покрытия: 1- желатин,
декстран, 2- гидроксиапатит, коллаген, декстрана и ВМР –
факторами -2)
микроэле
менты
1
1.2
41
4.2
8.1
8.2
12.1
12.2
16.1
16.2
1.1.
69,52±2
,31
667,04±
0,0,11
1118,59
±±±0,55
70,22
±1,56
6,50±
0,12
18,77
±0,61
67,76
±1,81
10,16
±0,91
18,91
±0,29
0,0,26±
0,02
0,17±
0,1
70,37
±2,04
8,00±
0,39
15,07
±0,87
*
-
65,65
±1,31
9,85±
0,29
22,84
±0,85
Na
77,93
±1,49
7,19±
0,22
13,59
±0,29
*
0,02±
0,01*
-
0,05±
0,02
64,12
±1.29
10,11
±0,76
22,56
±0,96
*
0,08±
0,01*
64,1±
1,16
10,01
±0,16
22,56
±0,45
*
0,08±
0,01*
58,45
±1,65
10,47
±0,87
28,43
±0,81
*
0,06±
0,01*
Mg
0,
0,0,12±
0,01
11
1,1,14±
00,03
00 0,38
±±±0,01
111,
0505±0,
0102
00
,37±
1
11,31±
0
0.0, 21±
0,11±
0,01*
0,06±
0,01*
-
0,12±
0,02
0.14±
0,01
0,16±
0,01
0,16±
0,01
0,18±
0,02
58,92
±1.33
11,14
±0,87
27,30
±0,67
*
0,05±
90,02
*
0,17±
0,02
1,08±
0,01
0,44±
0,02
0,36±
0,03*
0,66±
0,04*
0,77±
0,03*
0,99±
0,05
0,99±
0,03
0,95±
0,04
0,93±
0,05
0,21±
0,02
1,01±
0,02
0,08±
0,01*
0,15±
0,02*
0,08±
0,01*
0,07±
0,1*
0,11±
0,02*
0,11±
0,01*
0,24±
0,03*
0,14±
0,02*
0,45±
0,01
0,32±
0,01*
0,42±
0,01
0,32±
0,02*
0,47±
0,02
0,24±
0,01*
0,39±
0,01
0,37±
0,03*
0,23±
0,01
1.18±
0,01
0,02±
0.01*
0,42±
0,01*
0.02±
0,01*
0,29±
0,01*
0,09±
0,02*
0,57±
0,02*
0,14±
0,02*
0,78±
0,03*
0,16±
0,01*
0,98±
0,04*
0,16±
0,01*
0.98±
0,03*
-
-
0,77±
0,02*
0,74±
0,02*
0,31±
0,01
0,04±
0,01*
-
0,02±
0,01*
0,03±
0,01*
-
-
-
-
C
N
O
P
Ca
К
Fe
S
Cl
Примечание *р>0,05
245
14
12
10
N
8
Mg
6
P
Ca
4
2
0
1_1
1_2
4_1
4_2
8_1
8_2
12_1
12_2
16_1
16_2
Рис. 100. Распределение макро- и микроэлементов (в неделях) в
клубочках почках (контрольная группа - 1 после операции; 2- с
биокомпозом из наноструктурированного титана Grey с пескоструйной
обработкой с двумя слоями покрытия: 1- желатин, декстран, 2гидроксиапатит, коллаген, декстрана и ВМР – факторами -2)
При изучении макро- и микроэлементов в корковом слое почек
контрольной группы животных и животных с биокомпозитом из
наноструктурированного титана Grey с пескоструйной обработкой с
двумя слоями покрытия: 1- желатин, декстран, 2- гидроксиапатит,
коллаген, декстрана и ВМР – факторами нами было показано, что
содержание кислорода возрастало от
18,59±0,55% (контрольная) и
18,87±0,61% (биокомпозит) до 28,43±0,81% и 27,30±0,67 % (к четырем
месяцам). Достоверно увеличивалось также содержание магния. При
этом, содержание натрия и железа, наоборот, снижалось (таблица №
23, рис.100).
Таким образом, в течение одной - четырех недель в почках
просматривались компенсаторные изменения в капиллярах в виде
полнокровия и увеличения
внутренней поверхности плазмолеммы
клеток. Помимо этого, наблюдались незначительные деструктивные
246
процессы,
преимущественно
в
канальцевом
аппарате
почек.
Изменения заканчивались к месячному сроку реституции. Однако, как
следствие прошедшей гипоксии, к двенадцати - шестнадцати неделям
наблюдались
очаговые склеротически и атрофические изменения.
При изучении биохимических процессов в почках к этому сроку
выявлено достоверное увеличение содержания кислорода в паренхиме
органа. Уменьшенное на сроке четыре- восемь недель содержание
натрия, магния, фосфора также восстанавливалось к двенадцати шестнадцати неделям. Сокращалось, а затем, и исчезало содержание
железа,
возникшее,
по-видимому,
в
результате
умеренного
сосудистого гемолиза эритроцитов в послеоперационном периоде.
Биохимического и морфологического отличия между различными
прооперированными группами выявлено не было.
247
11. 2. Варьирование в печени в период
послеоперационной реституции
Через
неделю
после
послеоперационной
травмы
у
ложнооперированных животных макроскопических изменений в
печени
выявлено
циркуляторные
не
было.
изменения
Микроскопически
в
виде
выявлены
полнокровия
сосудов
микроциркуляторного русла к двум неделям сменялись ишемией.
Часть эритроцитов с признаками гемолиза. В периваскулярном
пространстве наблюдался отек. Здесь же выявлены единичные
лимфоциты.
Перисинусоидальное
пространство
расширено
и
заполнено эритроцитами. В части гепатоцитов признаки жировой и
белковой дистрофии. Изменения в гепатоцитах, выявляемые как
светооптически,
так
и
электронномикроскопически,
возвращаться к нормальному состоянию
начинали
после двух недель
реституции. К четырем неделям значительно возрастало число
гепатоцитов с двумя ядрами. Обращает на себя внимание факт
некоторого расширения центральных вен с умеренным заполнением
их эритроцитами. Следует отметить, что этот процесс значительно
четче прослеживался по периферии печени, где расширенными и
значительно заполненными эритроцитами оказались практически все
центральные вены. Среди других капилляров
также проявляется
некоторое расширение просветной поверхности, хотя это было
заметно и не в такой степени. Наряду с увеличением просветной
поверхности
сосудов
выявлено
некоторое
расширение
перисинусоидального пространства. Печеночные балки сохранены.
Гепатоциты
обычного
строения
и
формы,
контурированными ядрами и сохраненной плазмолеммой.
248
с
хорошо
Электронномикроскопически
строение
гепатоцитов
приближалось к картине интактных животных. Так, как в светлых, так
и в темных гепатоцитах наружная мембрана клеток была хорошо
сохранена. В базолатеральной части, в перисинусоидальном отделе,
найдено
большое
число
микроворсинок.
Просветы
сосудов
практически не изменены, хорошо контурированы. Печеночные балки
сохранены. Гепатоциты увеличены в размере, цитоплазматические
органеллы гипертрофированны, хотя отдельные из них с частично
разрушенными мембранами. Однако число двуядерных гепатоцитов
увеличено. Возросло и число Купферовских клеток. В 8 неделям
изменений в паренхиме органа не наблюдалось. К 8 неделям картина в
печеночной ткани
не отличалась от исходной, Такая картина
сохранялась и на более поздних сроках послеоперационного периода
(Рис. 101).
А
Б
Рис. 101. Фрагменты почек крыс через 12 недель после операции.
Контрольная группа животных.
Паренхима печени без особенностей.
РЭМ. Рис. А.(х100) Б.(х1000).
249
А
Б
Рис.102. Фрагменты печени крыс через 4 недели после операции
с биокомпозом из наноструктурированного титана Grey с
пескоструйной обработкой с двумя слоями покрытия: 1- желатин,
декстран, 2- гидроксиапатит, коллаген, декстрана.
Фрагмент паренхимы печени. Ткань полнокровна.
РЭМ. Рис. А (х4000), Б (х4000).
Рис103 . Фрагменты гепатоцита печени крыс через 4 недели
после операции операции с биокомпозом из наноструктурированного
титана Grey с пескоструйной обработкой с двумя слоями покрытия: 1желатин, декстран, 2- гидроксиапатит, коллаген, декстрана и ВМРфакторами.
Ядерные поры гепатоцита расширены. Митохондрии со стертым
рисунком крист (указано стрелкой).
ТЭМ (х30 0000).
250
Б
А
Рис.104. Фрагменты печени крыс через 12 недель после операции
с
имплантированием
биокомпозита,
сотстоящего
из
наноструктурированного титана Grey с пескоструйной обработкой с
двумя слоями покрытия: 1- желатин, декстран, 2- гидроксиапатит,
коллаген, декстрана и ВМР- факторами..
Паренхима органа без изменений.
Окраска гематоксилином и эозином. Рис. А (х200).РЭМ. Рис. Б
(х140).
При изучении животных с внедрением имплантатов,
морфологическая картина не отличалась от контрольной группы.
Фрагментов биокомпозитов в тканях печени выявлено не было (Рис.
102,103,104).
При изучении содержания макро- и микроэлементов в печени
нами было выявлено уменьшение содержания кислорода с 1- недели у
животных контрольной группы (27,48±2,29) и с нанобиокомпозитами
(28,82±2,04)
к
4-й
(23,99±1,78
и23,97±1,20)
с
последующим
увеличении к 12 (29,36±1.91 и 32,77±2,11) и 16, превышающей
недельное
содержание.
Содержание
натрия
уменьшалось
до
минимальных величин к 4-й недели и постепенно восстанавливалось к
12. В печеночной ткани прогрессивно увеличивалось и содержание
магния. Достоверно возрастало наличие фосфора (Таблица №24,
рис.105).
Таким
образом,
в
течение
первой
недели
в
печени
просматривались компенсаторные изменения в капиллярах в виде
полнокровия, сменяющееся ишемией. В части эритроцитов – гемолиз.
251
Диапедезные кровоизлияния приводят к скоплению эритроцитов в
перисинусоидальном пространстве. К четырем неделям наблюдаются
адаптационные изменения в виде двух ядерных гепатоцитов.
Процессы кровообращения возвращаются к нормальному состоянию.
К восьми неделям картина печени не отличается от контрольной
группы. При изучении содержания макро- и микроэлементов в печени
нами было выявлено уменьшение содержания кислорода с первой
недели с последующим увеличением к двенадцати - шестнадцати.
Содержание натрия уменьшалось до минимальных величин к
четвертой недели и постепенно восстанавливалось к двенадцати. В
печеночной ткани прогрессивно увеличивалось и содержание магния.
Достоверно
возрастало
наличие
фосфора.
Биохимического
и
морфологического отличия в ткани печени между различными
прооперированными группами выявлено не было.
Таблица № 24
Распределение макро- и микроэлементов (в неделях) в печени
(контрольная группа - 1 после операции; 2 - с биокомпозом из
наноструктурированного титана Grey с пескоструйной обработкой
с двумя слоями покрытия: 1- желатин, декстран,
2гидроксиапатит, коллаген, декстрана и ВМР – факторами -2)
микроэле
менты
C
N
O
Na
Mg
P
Ca
1
1.1.
±660,88
±±±
2,21
88
8,37±
1, 1,89
2828,82
±±±2,04
00
0,18±
0,
0,02 20
000,15±
00
000,51±
0, 0,02
000,
1.2
41
4.2
8.1
8.2
12.1
12.2
16.1
16.2
61863
±1,89
64,20
±2,01
66,75
±2,61
66,80
±1,39
63,38
±2,01
59,26
±1,98
58,06
±2,04
52,05
±2,91
53,03
±1,97
9,37±
1,02
10,34
±1,56
7,37±
1,31
6,69±
1,23
6,30±
1,29
6,38±
1,31
9,92±
2,01
8,08±
1,21
8,70±
0,82
27,48
±2,29
23,97
±1,20
*
-
23,99
±1,78
*
-
23,87
±2,11
*
0,060
±0,03
27,88
±1,21
32,77
±2,11
29,36
±1.91
37,35
±2,19
36,08
±2,17
0,05±
0,01*
0,06±
0,03*
0,02±
0,04
0,03±
0,02*
0,03±
0,01*
0.13±
0,02
0,62±
0,03
-
0.13±
0,02
0,78±
0,03
0,22±
0,23±
0,03
0,93±
0,04*
0,20±
0.13±
0,02
0,84±
0,03*
0,19±
0.16±
0,01
0,44±
0,02*
0,15±
0.20±
0,02
0,98±
0,04*
0,19±
0.22±
0,02
0,98±
0,03*
0,20±
0.21±
0,02
0,99±
0,02*
0,19±
0,15±
0,02
0,14±
0,01
0,64±
0,02
0,08±
252
08±
000,01
0,02
0,02*
0,01*
0,03*
0,02*
0,01*
0,02*
0,03*
К
000,29±
000,01
0,37±
0,02
0,23±
0,03
0,22±
0,03
0,34±
0,02
0,31±
0,03
0,26±
0,04
0,33±
0,02
0,33±
0,02
0,34±
0,01
Fe
0,0,19±
000,02
0,17±
0,01
0,07±
0,01
-
0,11±
0,02
0,30±
0,03
0,11±
0,02
0,16±
0,01
0,14±
0,02
0,13±
0,01
S
0, 0,39±
000,03
0,47±
0,02
0,44±
0,01
0,56±
0.03
0,62±
0,04
0,58±
0,04
0,42±
0,03
0,70±
0,05
0,69±
0,04
0,70±,03
Cl
000,13±
0,22±
0,03
-
-
0,11±
0,02
0,10±
0,01
-
0,10±
0,02
0,12±
0,03
0,10±
0,02
000,03
Примечание *р>0,05
12
10
8
N
Mg
6
P
Ca
4
2
0
1_1
1_2
4_1
4_2
8_1
8_2
12_1
12_2
16_1
16_2
Рис. 105. Распределение макро- и микроэлементов (в неделях) в
печени (контрольная группа - 1 после операции; 2 - с биокомпозом из
наноструктурированного титана Grey с пескоструйной обработкой с
двумя слоями покрытия: 1- желатин, декстран, 2- гидроксиапатит,
коллаген, декстрана и ВМР – факторами -2)
253
11. 3. Перестроение в легких в период
послеоперационной реституции.
В легких у животных контрольной группы была выявлена
следующая картина. Через семь дней макроскопически легкие
умеренно полнокровны. Микроскопически также выявлены изменения
в сосудистом русле в виде полнокровия (Рис.106). В этой же группе
мы наблюдали расширение эндотелиоцитов капилляров, увеличение
содержания по люминарному краю инвагинаций и в цитоплазме –
пиноцитозных везикул. Полнокровие микроциркуляторного русла
наблюдалось до четырнадцатого дня, после чего возвращалось к
исходным величинам.
Просвет как крупных бронхов, так и бронхиол был также
умеренно расширен, а в их просвете определялись отдельные клетки
крови. Альвеолоциты были незначительно увеличены в размере,
отличались появлением светлых и темных перихроматиновых гранул
на границе между конденсированным и диффузным хроматином.
Ядерные поры расширены. Увеличивалась также просветная площадь
цистерн как гладкого, так и шероховатого эндоплазматического
ретикулума. Значительно возрастало содержание цитоплазматических
отростков по наружному краю плазмолеммы клеток. К тридцати дням
строение легочной ткани на большей площади не нарушено. Однако
найдены незначительные участки с деструкцией и склерозом (Рис.93).
254
Б
А
Рис. 106. Фрагменты ткани легких крыс через 1 неделю после
операции. Контрольная группа животных.
Ткань легких умеренно полнокровна.
РЭМ. Рис.А (х500), Б (х20000)
При
изучении
животных
с
внедрением
имплантатов,
морфологическая картина не отличалась от контрольной группы.
Фрагментов биокомпозитов в тканях легких выявлено не было (Рис.
107).
При изучении микро- и макроэлементного состава легких после
операции было показано, что содержание кислорода достоверно не
отличалось от первой до двенадцатой неделям, а затем стало
возрастать, доходя к четырем месяцам до 31,48±0,95 операция с
внедрением имплантата) и 27,65±1,04 контрольная). После четырех
недель в образцах не определялись железо (что было характерно и для
других органов) и хлор. Восстанавливалось количество магния и
фосфора, несколько уменьшающее до восьмой недели. Содержание
кальция достоверно не изменялось. Содержание калия и натрия
несколько снижалось но сравнением с первой неделей. Достоверных
отличий между животными контрольной группы и с
введенными
имплантатами выявлено не было (Таблица №25, рис.109).
Таким образом, в течение одну - четыре недели в легких
255
просматривались компенсаторные изменения в капиллярах в виде
полнокровия и увеличения
внутренней поверхности плазмолеммы
клеток. Изменения заканчивались к месячному сроку реституции. При
изучении микро- и макроэлементного состава легких после операции
было показано. Что содержание кислорода достоверно не отличалось
от первой до двенадцатой неделям, а затем стало возрастать, до
четырех месяцев. После четырех недель в образцах не определялись
железо (что было характерно и для других органов) и хлор.
Восстанавливалось
количество
магния
и
фосфора,
несколько
уменьшающее до восьми недель. Содержание кальция достоверно не
изменялось. Содержание калия несколько снижалось по сравнению с
первой неделей, а затем возвращалось к норме. Достоверных отличий
между
животными
контрольной
группы
имплантатами выявлено не было.
А
Б
В
Г
256
и
с
внедренными
Рис. 107. Фрагменты легких крыс через 12 недель после
операции (животные контрольной группы).
Ткань легких (альвеолы (А, Б, В, Г) и бронхиолы (В, Г) не
изменена.
РЭМ. Рис. Б (х1000) фрагмент А (200). Рис. Г (х200) фрагмент В
(х100).
А
Б
В
Г
Рис. 108. Фрагменты легких крыс через 12 недель после операции
с имплантацией биокомпозита, состоящего из наноструктурированного
титана Grey с пескоструйной обработкой с двумя слоями покрытия: 1желатин, декстран, 2- гидроксиапатит, коллаген, декстрана и ВМРфакторами..
Ткань легких не изменена.
Окраска гематоксилином и эозином.. Рис. А.( х100.), Б. (х400).
РЭМ. Рис. Г (х500) фрагмент В (х200), Г (х500).
257
Таблица № 25
Распределение макро- и микроэлементов (в неделях) в легких
(контрольная группа - 1 после операции; 2- с биокомпозитом из
наноструктурированного титана Grey с пескоструйной обработкой
с двумя слоями покрытия: 1- желатин, декстран, 2гидроксиапатит, коллаген, декстрана и ВМР – факторами -2)
микроэ
лемент
ы
C
1
N
9,23±1,
01
O
20,49
±2,01
Na
0,23±0,
01
Mg
000,18±
000,01
P
111,04±
000,03
Ca
000.18±
000,03
К
0,87±0,
0, 03
Fe
000,19±
000, 01
S
000,83±
000,02
Cl
00
0,29±
000,02
1.1.
±764,43
±±±2,03
1.2
41
4.2
8.1
8.2
12.1
12.2
16.1
16.2
±762,4
333±1,
6262
009,29
±±±0,3
999
2221,4
999±1,
5555
±764,9
333±0,
5555
009,66
±±±0.9
999
2220,4
999±1,
3535
66.17±
1,39
67.38±
1,25
67.11±
1,37
65.97±
1,22
55,94±
0,92
60293
±1,29
11,68±
1,25
10,79±
1,37
10,66±
0,22
10,47±
1,39
10,88±
1,37
10,73±
1,30
20,08±
1,36
21,81±
1,39
21,09±
1.25
21,79±
0,98
31,48±
0,95*
27,65±
1,04*
000,23
±±±0,0
222
000,16
±±±0,0
222
111,04
±±±0,0
222
000.18
±±±0,0
222
±764,4
339±1,
8686
008,53
±±±0,7
888
2220,0
999±1.
2122
9
000,21
±±±0,0
111
000,17
±±±0,0
111
111,00
±±±0,0
111
000.17
±±±0,0
111
000,20
±±±0,0
111
000,18
±±±0,0
222
110,54
±±±0,0
111
000.18
±±±0,0
222
0,09±0
,15
0,08±0
,04
0,09±0
,02
0,09±0
,01
0,06±0
,01
0,03±0
,02
0,12±0
,01
0,12±0
,02
0,11±0
,01
0,12±0
,01
0,16±0
,03
0,19±0
,02
0,66±0
,01
0,56±0
,01
0,65±0
Ю01
0,66±0
Ю01
1,04±0
Ю02
1,09±0
Ю02
0,16±0
,01
0,15±0
,01
0,16±0
,01
0,18±0
,02
0,18±0
,02
0,20±0
,02
000,87
±±±0,0
222
000,18
±±±0,0
222
000,83
±±±0,0
333
00
0,23
±±±0,0
333
000,52
±±±0,0
111
000,17
±±±0,0
111
000,82
±±±0,0
222
00
0,27
±±±0,0
222
000,57
±±±0,0
222
000,18
±±±0,0
222
000,83
±±±0,0
114
00
0,20
±±±0,0
333
0,60±0
,01*
0,68±0
,02*
0,70±0
,03*
0,68±0
,02*
0,84±0
,01*
0,87±0
Ю01*
-
-
-
-
-
-
0,52±0
,02
0,50±0
,03
0,51±0
,04
0,52±0
,003
0,42±0
,01
0,40±0
,02
-
-
-
-
-
Примечание *р>0,05
258
140
120
100
N
80
Mg
60
P
Ca
40
20
0
1_1
1_2
4_1
4_2
8_1
8_2
12_1
12_2
16_1
16_2
Рис 109. Распределение макро- и микроэлементов (в неделях) в
легких (контрольные - 1 после операции; 2- с биокомпозом из
наноструктурированного титана Grey с пескоструйной обработкой с
двумя слоями покрытия: 1- желатин, декстран, 2- гидроксиапатит,
коллаген, декстрана и ВМР – факторами -2)
259
11. 4. Изменения в сердце в период послеоперационной
реституции
В сердце макроскопически в семь дней в контрольной группе
животных изменений выявлено не было. Морфологическая картина
сердечной мышцы представляет собой миокард, который образован
анастомозирующими
эндомизием
между
сердечными
ними,
мышечными
который
содержит
волокнами
с
многочисленные
капилляры. Миоциты прочно соединены конец к концу, так что
образуют единую клеточную сеть. Между волокнами сердечной
мышцы образуются множественные анастомозы. Гладкие мышечные
волокна
имеют
удлиненную
форму
и
заостренные
концы.
Пространство между гладкими мышечными волокнами, каждое из
которых окружено базальной пластинкой, заполнено коллагеновыми и
эластическими волокнами и аморфным веществом Микроскопически в
капиллярах
определялось
полнокровие,
завершающееся
к
четырнадцати дням (Рис. 110).
Б
А
Рис. 110. Фрагменты сердца крыс через 1 неделю после операции
(ложнооперированные).
Ткань сердца, стенка и полости не изменена (А). Сосуды
полнокровны (Б).
РЭМ. Рис. А.(х35), Б.(х2000).
260
При
изучении
животных
с
внедрением
имплантатов,
морфологическая картина не отличалась от контрольной группы.
Фрагментов биокомпозитов в тканях сердца выявлено не было (Рис.
111)
А
Б
В
Г
Рис. 111. Фрагменты сердца крыс через 8 недель после операции
недели
после
операции
операции
с
биокомпозитом
из
наноструктурированного титана Grey с пескоструйной обработкой с
двумя слоями покрытия: 1- желатин, декстран, 2- гидроксиапатит,
коллаген, декстрана и ВМР- факторами..
Ткань сердца без особенностей
Окраска гематоксилином и эозином. Рис. А (х100). Б (х400).
РЭМ. Рис. В. (х120), Г. (х3000).
При изучении содержания макро- и микроэлементов отмечено
некоторое снижение содержания кислорода к четырем- двенадцати
неделям и возрастание натрия, магния, фосфора (Таблица
рис.112).
261
№23,
Таким образом, в сердце через неделю просматривались
компенсаторные
полнокровия
капилляров.
Изменений
в
кардиомиоцитах выявлено не было. Биохимически наблюдалось
некоторое снижение содержания кислорода к двенадцати неделям и
возрастание натрия, магния, фосфора.
Таблица №26
Распределение макро- и микроэлементов (в неделях) в сердце
(контрольная группа - 1-/ после операции с биокомпозитом из
наноструктурированного титана Grey с пескоструйной обработкой
с двумя слоями покрытия: 1- желатин, декстран,
2гидроксиапатит, коллаген, декстрана и ВМР – факторами -2)
микроэле
менты
C
N
O
Na
Mg
P
Ca
К
Fe
S
Cl
1
1.2
41
4.2
8.1
8.2
12.1
12.2
16.1
16.2
1.1.
62,72±3
,02
0010,20
±±±1,21
2525,33
±±±2,11
00-
63,72
±2,09
9,20±
1.52
25,33
±2,18
0,10±.
01
62,21
±1,29
10,20
±1,42
24,00
±1,99
0,23±
0,01*
0,22±
0,02*
64,21
±3,05
9,20±
1,23
24,00
±1,12
0,23±
0,02*
0,21±
0,03*
60,43
±2,03
9,02±
1,38
27,19
±1.22
0,14±
0,03*
0,10±
0,01
60,43
±1,92
9,020
±1,32
27,19
±1,12
0,14±
0,02*
0,10±
0,02
61.29
±1,69
10.72
±1,21
25,17
±1,19
0,05±
0,01*
0,15±
0,02
60,29
±2,32
11,61
±2,01
25,17
±1.01
0,05±
0,01*
0,16±
0,03
59.64
±2,52
11,30
±1,29
26,61
±1.39
0,08±
0,02*
0,16±
0,02
61,64
±2.11
9.20±
1,03
26,61
±1,92
0,08±
0,01*
0,17±
0,03
0,29±
0,04
0,76±
0,02*
0,77±
0,03*
0,91±
0,02*
0,90±
0,02*
0,56±
0,01*
0,55±
0,02*
0,52±
0,01*
0,51±
0,01*
0,12±
0,02
0,65±
0,01
0,13±
0,02
0,44±
0,02
0,02±
0,01
0,10±
0,01
0,77±
0,02
0,30±
0,04*
0,92±
0.02
0,20±
0,03*
0,09±
0,01
0,87±
0Ю,02
0,30±
0,03*
0,92±
0,03
0,20±
0,04*
0,20±
0,02*
0,63±
0,02
0,08±
0,01
1,12±
0,03
0,190
±0.02
*
0,21±
0,03*
0,63±
0,03
0,09±
0,01
1,10±
0.02
0,20±
0.03*
0,21±
0,02*
0,75±
0.01
0,15±
0,02
0,79±
0.01
0,08±
0,01*
0,22±
0,04*
0,76±
0,02
0,14±
0,02
0,79±
0.01
0.08±
0,02*
0,21±
0,03*
0,72±
0,01
-
0,20±
0,02*
0,73±
0,01
-
0,77±
0,02
-
0,76±
00,3
-
000,10±
000,02
0,
000,29±
0,
0,03
03
000,11±
0,02
000,66±
0,01
000,13±
0,02
000,44±
0,01
000,02±
000.01
Примечание *р>0,05
262
14
12
10
N
8
Mg
6
P
Ca
4
2
0
1_1
1_2
4_1
4_2
8_1
8_2
12_1
12_2
16_1
16_2
Рис. 112. Расппределение макро- и микроэлементов (в неделях) в
сердце (контрольная группа - 1- / после операции с биокомпозитом из
наноструктурированного титана Grey с пескоструйной обработкой с
двумя слоями покрытия: 1- желатин, декстран, 2- гидроксиапатит,
коллаген, декстрана и ВМР – факторами -2)
Резюме
При изучении почечной ткани у животных как прооперированных
без
имплантатов
и
биокомпозитов,
так
с
применением
наноструктурированных имплантатов из титана Grey с МДО и ПСО
обработкой без покрытия, с двумя слоями покрытия и с ВМР -2
факторами нами в почках была выявлена однотипная картина. Так,
через неделю после операции на макроскопическом уровне изменений
выявлено не было. Микроскопически обращал на себя внимание факт
умеренно
выраженного
полнокровия
капилляров
коркового
и
мозгового слоев. Помимо этого, в некоторых клетках проксимальных
и дистальных канальцев выявлено фрагментарное нарушение строения
плазмолеммы. Как в дистальных канальцах, так и в собирательных
трубках наблюдались клетки с участками с деструкцией клеток.
263
Эндотелиальные клетки капилляров клубочков уплощены, а число
органелл в их цитоплазме уменьшено. Увеличивалось содержание
цитоплазматических ямок, располагавшихся ближе к просветной
поверхности
плазмолеммы,
цитоплазматических
здесь
отростков
и
же
возрастало
инвагинаций
число
плазмолеммы.
Базальные мембраны тонкие, с просветлениями в отдельных участках.
Через
две
недели
видно
полнокровие
коркового
слоя.
Наблюдалось увеличение содержания органелл во всех структурных
элементах почки. Практически исчезали митохондрии с вакуолями.
Через
четыре
недели
периода
реституции
строение
почек
приближалась нормальной картине. Однако при сроках экспозиции
двенадцать недель и неизмененной макроскопической картине, на
электронно-микроскопическом уровне мы выявляли остаточные
изменения,
развившиеся
после
операционной
заключавшиеся в виде очаговых, незначительные
гипоксии
и
склеротические
изменения. Помимо этого, выявлено начало атрофии незначительного
числа клубочком, что также может быть последствием ишемии ткани
во время операционного периода. Фрагментов биоимплантов в тканях
обнаружено не было. В тканях всех групп животных было обнаружено
увеличение содержания кислорода, имеющих одинаковую тенденцию.
Так, например, при применении имплантата с биокомпозитом из
наноструктурированного титана Grey с пескоструйной обработкой с
двумя слоями покрытия через неделю после операции его содержание
составляло 18,77±0,61%, тогда
достоверно
повышалось
до
как через шестнадцать недель
27,30±0,67%.
Происходило
также
увеличение содержания магния и фосфора, что свидетельствовало в
пользу послеоперационного восстановления органов. Накопления
калия,
что
могло
быть
косвенным
гидроксиаппатита не обнаружено.
264
признаком
накопления
При анализе морфологического состояния печени нами выявлено,
что через неделю микроскопически были выявлены циркуляторные
изменения в виде полнокровия сосудов микроциркуляторного русла,
которые к двум неделям сменялись ишемией. Часть эритроцитов с
признаками гемолиза. В периваскулярном пространстве наблюдался
отек. Здесь же выявлены единичные лимфоциты. Перисинусоидальное
пространство расширено и заполнено эритроцитами. В части
гепатоцитов признаки жировой и белковой дистрофии. Изменения в
гепатоцитах,
выявляемые
как
светооптически,
так
и
электронномикроскопически, начинали возвращаться к нормальному
состоянию после двух недель реституции. К четырем неделям
значительно возрастало число гепатоцитов с двумя ядрами. Обращает
на себя внимание факт некоторого расширения центральных вен с
умеренным заполнением их эритроцитами. Следует отметить, что этот
процесс значительно четче прослеживался по периферии печени, где
расширенными и значительно заполненными эритроцитами оказались
практически все центральные вены. Среди других капилляров также
проявляется некоторое расширение просветной поверхности, хотя это
было заметно и не в такой степени. Наряду с увеличением просветной
поверхности
сосудов
выявлено
некоторое
расширение
перисинусоидального пространства. Печеночные балки сохранены.
Гепатоциты
обычного
строения
и
формы,
с
хорошо
контурированными ядрами и сохраненной плазмолеммой.
Электронномикроскопически
строение
гепатоцитов
приближалось к картине интактных животных. Так, как в светлых, так
и в темных гепатоцитах наружная мембрана клеток была хорошо
сохранена. В базолатеральной части, в перисинусоидальном отделе,
найдено
большое
число
микроворсинок.
Просветы
сосудов
практически не изменены, хорошо контурированы. Печеночные балки
сохранены. Гепатоциты увеличены в размере, цитоплазматические
265
органеллы гипертрофированны, хотя отдельные из них с частично
разрушенными мембранами. Однако число двуядерных гепатоцитов
увеличено. Возросло и число Купферовских клеток. К восьми неделям
изменений в паренхиме органа не наблюдалось. К восьми неделям
картина в печеночной ткани
не отличалась от исходной, Такая
картина сохранялась и на более поздних сроках послеоперационного
периода. Фрагментов биокомпозитов в тканях печени выявлено не
было.
При изучении содержания макроэлементов в печени нами было
выявлено уменьшение содержания кислорода с первой недели как у
животных, прооперировыхных без имплантатов и биокомпозитов
(27,48±2,29) и с нанобиокомпозитами (28,82±2,04) к четвертой
(23,99±1,78 и23,97±1,20) с последующим увеличением к двенадцатой
(29,36±1.91 и 32,77±2,11) и шестнадцатой, превышающей недельное
содержание. Содержание натрия уменьшалось до минимальных
величин к четвертой недели и постепенно восстанавливалось к
двенадцатой. В печеночной ткани прогрессивно увеличивалось и
содержание магния. Достоверно возрастало наличие фосфора.
В легких была выявлена следующая картина. Через семь дней
макроскопически легкие умеренно полнокровны. Микроскопически
также выявлены изменения в сосудистом русле в виде полнокровия. В
этой
же
капилляров,
группе
мы
увеличение
наблюдали
расширение
содержания
по
эндотелиоцитов
люминарному
краю
инвагинаций и в цитоплазме – пиноцитозных везикул. Полнокровие
микроциркуляторного русла наблюдалось до четырнадцатого дня,
после чего возвращалось к исходным величинам. Просвет как крупных
бронхов, так и бронхиол был также умеренно расширен, а в их
просвете определялись отдельные клетки крови. Альвеолоциты были
незначительно увеличены в размере, отличались появлением светлых
266
и
темных
перихроматиновых
конденсированным
и
гранул
диффузным
на
хроматином.
границе
Ядерные
между
поры
расширены. Увеличивалась также просветная площадь цистерн как
гладкого, так и шероховатого эндоплазматического ретикулума.
Значительно возрастало содержание цитоплазматических отростков по
наружному краю плазмолеммы клеток. К тридцати дням строение
легочной ткани на большей площади не нарушено. Однако найдены
незначительные участки с деструкцией и склерозом. Фрагментов
биокомпозитов в тканях легких выявлено не было.
При изучении макроэлементного состава легких после операции
было показано, что содержание кислорода достоверно не отличалось
от первой до двенадцатой неделям, а затем стало возрастать, доходя к
четырем месяцам до 31,48±0,95 (операция с внедрением имплантата) и
27,65±1,04 (контрольная группа). Восстанавливалось количество
магния и фосфора, несколько уменьшающее до восьми недель.
Содержание кальция достоверно не изменялось. Содержание калия
быстро твосстанавливалось.
В сердце макроскопически через семь дней у животных всех
изучаемых групп изменений не выявлено. Морфологическая картина
сердечной мышцы представляет собой миокард, который образован
анастомозирующими
эндомизием
между
сердечными
ними,
мышечными
который
содержит
волокнами
с
многочисленные
капилляры. Миоциты прочно соединены конец к концу, так что
образуют единую клеточную сеть. Между волокнами сердечной
мышцы образуются множественные анастомозы. Гладкие мышечные
волокна
имеют
удлиненную
форму
и
заостренные
концы.
Пространство между гладкими мышечными волокнами, каждое из
которых окружено базальной пластинкой, заполнено коллагеновыми и
эластическими волокнами и аморфным веществом. Микроскопически
267
в
капиллярах
определялось
полнокровие,
завершающееся
к
четырнадцати дням. При изучении содержания макроэлементов
отмечено некоторое снижение содержания кислорода к четыремдвенадцати неделям и возрастание натрия, магния, фосфора.
268
12. Глава 12. Особенности распределения наночастиц
12.1. Особенности распределения наночастиц при их распылении
При изучении волосяного покрова животных контрольной группы было
показано, что каждая шерстинка состояла из трех слоев: чешуйчатого,
коркового и сердцевинного. В состав внешний слой волокна – кутикулы
входили плоские, тонкие, похожие на чешуйки клетки (Рис.113).
Б
А
Рис.113. Волосяной покров животных. Рис. А. До эксперимента. Рис. Б. Через
месяц после распыления наночастиц.
Рис. Б. На поверхности волоса видны скопления инородных
образований.
Атомносиловая микроскопия. Трехмерная гистограмма.
Поэтому этот слой является также чешуйчатым. Кольцевидные
чешуйки имели лентовидную форму и располагались в виде полностью
замкнутых колец, надетых на стержень. Верхний и нижний их края редко
бывали параллельными, и часто они извилистые. Различную форму и
размеры
имели
некольцевидные
чешуйки.
Они
были
крупнее
и
располагались по две, по три и более.Верхний край каждой чешуйки
несколько прикрывал нижнюю часть вышележащей соседней чешуйки.
Другой важной особенностью этих пластинчатых клеток кутикулы
являлось то, что они всегда располагались в одном и том же направлении с
отслаиваемым концом вверх и наружу по отношению к верхнему концу
волокна. Она изолирует чешуйчатый слой от коркового и одновременно
располагается между чешуйками, образуя единый комплекс. В данной группе
269
с помощью растровой электронной микроскопии частиц железа обнаружено
не было.
А
Б
Рис.114. Волосяной покров животных через месяц после распыления
наночастиц.
На поверхности видны скопления инородных образований (указано
стрелкой).
РЭМ. Рис. Б (х8000) фрагмент рис. А (х4000).
Рис. 115.Волосяной покров животных через месяц после распыления
наночастиц.
На поверхности видны скопления инородных образований (указано
стрелкой).
Атомносиловая микроскопия. Двухмерная гистограмма.
При изученииволосяного покрова животных через месяц после
распыления наночастиц было видно, что строение их было аналогичным
контрольной группе (Рис. 114, 115).
270
Однако, при изучении содержания железа нами было показано, что в
отдельных
участках,
выглядевших
в
сканирующем
микроскопе
как
скопление инородных частиц, содержание железа составляло от 0,10 ±0,01 до
8,48±0,46%.
Интересная картина наблюдалась при изучении волосяного покрова
лабораторных животных, находившихся в
стандартных клетках в трех
метрах от лабораторных животных и не орошаемых наночастицами железа.
При изучении их волосяного покрова было показано, что морфологическая
картина также не отличалась от контрольной группы. Однако содержание
железа в отдельных фрагментах волосяного покрова находилось в приделах
от 0,08±0,01 до 2,36±0,30%.
При макроскопическом изучении участков кожи спинки крыс
животных патологических изменений не выявлено. При микроскопическом
изучении фрагментов кожи было отмечено, что ее структура была сохранена.
Участки кожи были покрыты тонким слоем ороговевшего многослойного
эпителия. Подкожная клетчатка состояла из рыхлой соединительной и
жировой ткани. Непосредственно под эпителием в дерме располагались
волосяные луковицы, сальные железы, сосуды. С помощью атомносиловой
микроскопии было показано, что в отдельных участках в ложе волосяных
луковиц наблюдалось инородные образования (Рис.116).
А
Б
Рис.116. Кожа животных через месяц после распыления наночастиц.
В отдельных порах видны скопления инородных образований.
Атомносиловая микроскопия. Рис.А. Трехмерная гистограмма. Рис. Б.
Двухмерная гистограмма.
271
Резюме
Таким
образом.
нами
было
показано.
что
наночастицы
железа
распространялись при распылении на волосяном покрове животных и
сохранялись
в течении месяца. отрицательного воздействия на организм
животных не происходило. радиус их распыления составлял более четырех
метров.
12.2. Особенности организма при назальном введении наночастиц
Через неделю после начала эксперимента видно, что в многорядном
реснитчатом эпителии гортани наблюдались деструктивные процессы,
вплоть до некроза. В просвете гортани были выявлены скопления масс слизи,
обтурирующих
просвет
(Рис.117).
При
исследовании
макро-
и
микроэлементного анализа показано, что содержание железа в них
составляло
0,28±0,05%.
Собственная
пластинка
слизистой
оболочки,
зафиксированная рыхлой волокнистой соединительной тканью, содержала не
имеющие
определенной
ориентировки
множественные
эластические
волокна. Эластические волокна последовательно переходили в надхрящницу
в нижних слоях слизистой оболочки, а в средней части гортани
проходятпосредине поперечнополосатых мышц голосовых связок. Не
изменена состоящая из гиалиновых и эластических хрящей, окруженных
плотной волокнистой соединительной тканью фиброзно-хрящевая оболочка
гортани.
Адвентициальная
оболочка
соединительной ткани.
272
состояла
из
коллагеновой
А
Б
Рис.117. Фрагмент гортани через неделю после нозального введения
наночастиц железа.
Просвет гортани обтурирован.
РЭМ. Рис. Б (х100) фрагмент рис. А (х50).
Посредством тонкой подслизистой основы слизистая оболочка трахеи
была соединена с фиброзно-хрящевой оболочкой трахеи. Она покрыта
многорядным
призматическим
реснитчатым
эпителием,
в
нем
дифференцируют различают бокаловидные, реснитчатые, базальные и
эндокринные клетки. Реснитчатые клетки призматическоговида. Под
базальной
мембраной
эпителия
располагался
неизмененный
слой
собственной пластинки слизистой оболочки, который состоял из рыхлой
волокнистой соединительной ткани, с множеством эластических волокон.
Подслизистая
основа
трахеи
состояла
из
рыхлой
волокнистой
соединительной ткани, без резкой границы переходящей в плотную
волокнистую соединительную ткань надхрящницы незамкнутых хрящевых
колец (Рис.118). Адвентициальная оболочка трахеи состояла из рыхлой
волокнистой
соединительной
ткани,
соединяющая
этот
примыкающимиучастками средостения и также была не изменена.
273
орган
с
А
Б
Рис.118. Фрагмент трахеи через неделю после нозального введения
наночастиц железа.
Просвет гортани заполнен наночастицами и слизью по периферии
РЭМ. Рис. Б (х800) фрагмент рис. А (х100).
Через семь дней макроскопически легкие умеренно полнокровны.
Микроскопически также выявлены изменения в сосудистом русле в виде
полнокровия. Полнокровие микроциркуляторного русла наблюдалось до
четырнадцатого дня. Просвет как крупных бронхов, так и бронхиол был
сужен, а в их просвете определялись скопления слизи с наночастицами
железа (Рис.119). Альвеолоциты были незначительно увеличены в размере.
А
Б
Рис.119. Фрагмент паренхимы легких через неделю после нозального
введения наночастиц железа.
РЭМ. Рис. А. Просвет бронхиол и части альвеол обтурирован (х250).
Рис. Б. Просвет бронхиол и альвеол свободен (х400).
274
А
Б
Рис.120. Фрагмент гортани через 2 недели после нозального введения
наночастиц железа. Просвет части центральных вен обтурирован.
РЭМ. Рис. Б (х1000) фрагмент рис. А (х100).
В периваскулярном пространстве наблюдался отек. Здесь же выявлены
единичные лимфоциты. Перисинусоидальное пространство расширено. В
части гепатоцитов признаки жировой и белковой дистрофии.
Через семь – тридцать дней после введения наночастиц животных
макроскопических изменений в печени выявлено не было. Микроскопически
видно, что в просвете части центральных вен определялись циркуляторные
изменения в виде их обтурации (Рис. 120).
При изучении почечной ткани животных через неделю после
назального введения наночастиц железа на макроскопическом уровне
изменений выявлено не было. Микроскопически обращал на себя внимание
факт умеренного полнокровия капилляров коркового и мозгового слоев с
фрагментарным тромбозом (Рис.121). Помимо этого, в некоторых клетках
проксимальных и дистальных канальцев выявлено фрагментарное нарушение
строения плазмолеммы. Как в дистальных канальцах, так и в собирательных
трубках наблюдались клетки с участками с деструкцией клеток в виде
паренхиматозной белковой дистрофии.
275
А
Б
Рис.121. Фрагмент паренхимы почек через 2 недели после нозального
введения наночастиц железа.
Нарушение строения паренхимы почек.
РЭМ. Рис. А (х1000), рис. Б (х2000).
В сердце проведенанализ макроскопической картины через семь –
тридцать дней. Микроскопическая картина сердечной мышцы представляла
собой миокард, который образован анастомозирующими сердечными
мышечными волокнами с эндомизием между ними, который содержит
многочисленные капилляры. Миоциты прочно соединены конец к концу, так
что образуют единую клеточную сеть. Между волокнами сердечной мышцы
образуются множественные анастомозы. Гладкие мышечные волокна имеют
удлиненную форму и заостренные концы. Пространство между гладкими
мышечными волокнами, каждое из которых окружено базальной пластинкой,
заполнено коллагеновыми и эластическими волокнами и аморфным
веществом (Рис.122). В капиллярах определялось умеренное полнокровие.
276
А
Б
Рис.122. Фрагмент трахеи через неделю после нозального введения
наночастиц железа.
Кардиомиоциты не изменены.
РЭМ. Рис. Б (х2000) фрагмент Рис. А (х100).
Резюме
При нозальном введении наночастиц железа наблюдалась обтурация
бронхиального дерева, а также части сосудов печени и почек, что служило
причиной массивной гибели животных.
277
Глава. 13. Обсуждение результатов исследования
Имплантология сегодня является одной из самых обсуждаемых тем,
как в научном мире, так и в бытовой реальности (Леонтьев В.К., 2003 Лосев
Ф.Ф., 2005, 2007). Наиболее частыми осложнениями (до 20% случаев),
связанными с забором донорского материала, являются: формирование
гематомы, повреждения сосудов и нервов, развитие инфекционного
процесса, хронических невропатических болей. Размер аутотрансплантата
ограничен. Кроме этого, много остеогенных клеток погибает в ближайшее
время после имплантации, аутогенная кость быстро резорбируется и нередко
деградирует еще до полного заживления костного дефекта (Лосев Ф.Ф.,
2007).
Помимо
этого,
костные
аллоимплантаты
тоже
со
своими
ограничениями - возможность передачи от донора к реципиенту различных
заболеваний
и
развития
иммуногенных
реакций,
замедленная
остеоинтеграция имплантата. (Бенуа Ф., 2007, Болонкин В.П., 2005).
Патологические процессы, значительно чаще, чем представляется, содержат
в своем генезе нарушения костной ткани. Кроме того, повсеместно
актуальны нозологические формы, проистекающие собственно в кости как
остро, например, переломы (Анисимов А.И., 2001, Волков Г.П, 2003,
Давыдкин Н.Ф., 2002), так и хронически: остеопороз, остеомиелит,
опухолевый рост (Уразгильдеев З.И., Голубев В.Г и др., 2009). И неизбежны
костные нарушения, при операционной активностью, с повреждением
костной ткани при неопластических процессах, сосудистых заболеваниях
многих других.
Несмотря на значительные успехи в хирургической технике, лечение
переломов кости может сопровождаться развитием осложнений. Так, в 5%
случаев всех переломов замечено замедленное или полное не сращение
переломов кости (Берченко Г.Н., 2009). Атрофические или гипертрофические
не срастающиеся переломы отличаются нарушением межклеточного и
клеточно
-
матриксного
взаимодействия,
278
недостаточной
клеточной
активностью или ее полным отсутствием. Для репаративной регенерации
поврежденной
кости
аутогенная
губчатая
кость
является
«золотым
стандартом», так как обладает остеоиндуктивными, остеокондуктивными и
остеогенными свойствами. Но процесс забора аутокости увеличивает
продолжительность оперативного вмешательства, время госпитализации,
потерю крови.
Предотвращение развития подобных ситуаций, а также лечение
больших дефектов кости, формирующихся после тяжелых травм или
различных заболеваний, требуют новых подходов с использованием
биологически активных материалов и тканевого инжиниринга. Данная
проблема имеет важное социальное и экономическое значение, о чем
свидетельствует всемирное проведение каждый год более 4 миллионов
процедур с применением костных имплантатов и их заменителей, разработка
широкого
спектра
биоматериалов
для
клинического
использования
(Берченко Г.Н., 2010).
Сформулированы основные требования к свойствам трансплантатовзаменителей. Так, трансплантаты должны заполнять костный дефект на
определенный период времени, не вызывать реакции иммунологического
отторжения, обладать способностью к биодеградации с постепенным
замещением костью. Помимо этих классических требований, необходимо
дальнейшее изучение и применение трансплантатов с биологической
активностью.
Существующие материалы, в той или иной степени отвечающие
указанным требованиям, делятся на несколько групп: биоорганические, в том
числе
и
аллотрансплантанты,
керамические,
включающие
наноструктурированную керамику (Григорьян А.С., 2003, Десятниченко К.С.,
2006,
Павлова
Т.В.,
2009),
сплавы
279
металлов,
в
том
числе
и
наноструктурированные (Павлова Т.В., 2005, Волова Л.Т., 2005). Особое
значение приобретают композиционное применение этих материалов.
Для успешного развития процессов остеогенеза существенное
значение имеют свойства помещаемого в него имплантата. Идеальный
имплантат должен обладать следующими характеристиками: высокой
остеогенной потенцией и отсутствием антигенности, простотой получения и
постоянной
доступностью,
удобной
для
клинического
применения
геометрической формой и способностью к биодеградации (Корж Н.А.,2009,
Кесян Г.А., 2009, Уразгильдеев З.И., 2009).
В использовании материалов для придания костной структуре
большей прочности или для устранения дефекта в травматологии,
стоматологии, онкологии, нейрохирургии и ряде других отраслей медицины
широкое применение нашли сплавы различных металлов. Достаточно много
применяются
имплантаты
из
наноструктурированного
титана,
как
отечественного ВТ1-0, так и Grey.
Нами в эксперименте на крысах с моделированием дефекта черепа
были использованы оба варианта. Причем титан Grey был с двумя типами
обработок: путем микродугового оксидирования (МДО) и пескоструйной
обработки (ПСО). Было показано, что как при применении ВТО так и Grey
при сроке одна неделя
вновь образованная ткань представляла собой
островки, выступающие на высоту 2,5±0,5 µм, преимущественно в сегменте
«костная ткань - имплантат». Лишь на ограниченной территории вновь
образованная ткань была соединена с матриксовой костью. Было отмечено
образование ободка из соединительной ткани, который после четвертой
недели сливался с остальной вновь образованной тканью, покрывающей
имплантат. Этот слой был представлен волокнами, с участками образования
губчатой
кости.
К
этому
времени
начинала
также
формироваться
надкостница. К шести неделям вновь образованная ткань полностью
280
закрывала имплантат, распределялась равномерным слоем, хотя и в
отдельных участках имела перепады в рельефе, что в большей степени было
выражено в группе, подвергнутой ПСО. Отчетливо были видны признаки
преобразования
губчатой
кости
в
компактную.
Выявлены
участки
формирования остеонов. Здесь же формировались Гаверсовы каналы.
Наружная поверхность костной ткани, как вновь образованной, так и
матриксовой, при этом выравнивалась. И соединение между этими двумя
видами ткани было достаточно прочным и наблюдалось на всем протяжении.
К двенадцати неделям нами было выявлено дальнейшее формирование
костной ткани, закрывшей дефект уже на всем протяжении. На сроке
двенадцати - четырнадцати недель существенной разницы в формировании
костной ткани не отмечено. Толщина над центром имплантата составляет к
двенадцати неделям 1151,0±26,1 (ПСО) и 1167,0±29,1 (МДО), а к
шестнадцати - 1011,0±39,1 и 1167,0±29,1 µm. Остеогенные клетки не по
всем участкам во вновь образованной ткани. В материнской кости площадь
капилляров была увеличена.
При изучении регенерации костной ткани в группе без имплантата
лишь к восьми неделям было выявлено постепенное заполнение дефекта
сначала грубо волокнистой, а затем и молодой костной тканью в
направлении от периферии к центру. Постепенно здесь формировались
сосуды
микроциркуляторного русла. В данной
группе
и
к
сроку
четырнадцать недель сохранялся дефект ткани.
Широко
применением
изученный
веществ
вариант
на
базе
заполнения
фосфатов
дефектов
кальция
кости
с
(гидроксиапатит,
биоактивные стекла, трикальцийфосфат, ситаллы), сходных с человеческой
костью. При этом в литературе активно освещаются данные о биоактивных
материалах на базе синтетического гидроксиапатита, подобного минеральной
костной
составляющей
-
биологическому
гидроксиапатиту
с
антимикробными, остеокондуктивными и остеоиндуктивными свойствами.
281
(Уразгильдеев З.И, 2010, Алексеев М.С., 2010, Берченко Г.Н., 2010). Стало
известно, что при использовании ряда синтетических материалов типа
коллапана, имплантат может выступать в роли постепенно резорбируемой
матрицы,
на
поверхности
которой
в
условиях
асептических
и
инфицированных дефектов кости образуется новая костная ткань. (Балберкин
А.В., 2010, Берченко Г.Н., 2010, Гарбуз И.Ф.,2010, Кесян Г.А., 2010).
Согласно экспериментальным данным, ряд кальцийфосфатных материалов, а
именно гидроксиапатит, бетатрикальций фосфат, бифазная трикальцийфосфатная керамика индуцируют вне костный остеогенез (Берченко Г.Н.,
2010).
Нами в эксперименте с трефанацией черепа крыс было показано, что в
течение
первых
суток
наноструктурированного
после
внедрения
гидроксиапатита,
композита
декстрана
из
желатина,
композиционный
материал начинал связываться с костной тканью при помощи нежных
аргирофильных волокон. И уже через семь дней соединение между
композитом и стенками костного дефекта было уже достаточно плотным.
При этом внутри композита были видны нити четко контурированного
коллагена, расположенного внутри гидроксиаппатита. Вокруг композита
появлялись отдельные новообразованные капилляры. Было отмечено
незначительное асептическое воспаление вокруг имплантата. А уже через три
недели соединение между композитом и стенками костного дефекта
становилось значительно более плотным. Здесь уже наблюдались поля
коллагена. Были выявлены хорошо сформировавшиеся фибробласты. Вокруг
и внутри имплантата появлялись новообразованные капилляры. Через
четыре-шесть недель в зоне повреждения формировалась мезенхимальная
ткань,
преимущественно
наблюдаются
Гаверсовы
грубо
каналы.
волокнистого
А
спустя
прослеживались фрагменты юной костной ткани.
282
характера,
восемь
а
недель
также
уже
Следует также отметить, что наноструктурированный гидроксиапатит,
при площади поверхности в десятки и сотни раз превышающую таковую
обычных
биоимплантатов,
костные
морфогенетические
остеоиндуктивными
абсорбирует
и
многочисленные
остеогенные
растворимыми
белки,
факторами,
эндогенные
являющиеся
опосредующими
прикрепление к имплантату и дифференцировку малодифференцированных
клеток ложа реципиента в остеобласты. Помимо этого, растворение
синтетического наноструктурированного гидроксиапатита сопровождается
высвобождением ионов Са2+ и РО3-4, их обменом с ионами тканевой
жидкости с последующей репреципитацией и созданием слоя биологического
гидроксиапатита
на
поверхности
растворяющегося
имплантата
имплантата,
формируется
вместо
постепенно
новообразованная
кость
(ползущий остеогенез).
В эксперименте на крысах с трефанацией черепа нами было показано,
что применение наноструктурированного титана ВТ1-0, покрытого в виде
нанослоя гидроксиапатитом, а также наноструктурированного титана Grey,
обработанного как методом ПСО, так и МДО с одним слоем покрытия
(композиционный
препарат,
в
состав
которого
входил
желатин
и
высокомолекулярный декстран), с двумя слоями покрытия (1-желатин,
декстран,
2-
формированию
гидроксиапатит,
костной
ткани
коллаген,
декстран)
приближенной
к
способствовало
физиологической
регенерации, причем развивающейся с большей скорость, чем при
применении титана без покрытия и, тем более, раны без имплантата.
Так, формирование участка «матриксовая кость – зона между костью и
имплантом проходит быстрее при применении биокомпозита, особенно
двуслойного экспериментального образца, как и формирование ободка
соединитель ной ткани по периферии имплантата. После четырех – шести
недель после операции вновь образовавшуюся ткань над биокомпозитом
распределялась одинаковым то толщине слоем, а надкостница равномерно
283
покрывала костью, что особенно хорошо было видно
объектов
с
двумя
слоями
покрытия.
Под
при применении
наноструктурированным
имплантатом, образовывался конус, по форме повторяющий форму
трефонационного отверстия и закрывающий дефект, что мы не определяли в
случаях
применения
наноструктурированного
титана
без
покрытия
композиционными слоями (таблица № 25).
Таблица № 25
Особенности регенерации костной ткани при введении различных
видов композитов (3.2.1 - наноструктурированный титан Grey с ПСО
обработкой, 4.2.1 - наноструктурированный титан Grey с ПСО обработкой и
двумя слоями покрытия, 5.1 - наноструктурированный титан Grey с ПСО
обработкой, 2 слоями покрытия с применением 2-х слоев композитов (1желатин, декстран, 2- гидроксиапатит, коллаген, декстран) и ВМР
факторами)
Показатели
Группы
1 неделя
6 недель
3.2.1
4.2.1
5.1.
3.2.1
4.2.1
5.1
0,16
0,18
0,18 0,18 ±0,03
0,20
±0,035 ±0,01 ±0,048
±0,01*
6
12 недель
4.2.1
-
5.1
Соединительн
ая ткань по
периферии
(мм)
Размер вновь 0,056±0,00 0,08± 0,12±0,0 0,09±4,002 0,10±0,007
Вновь образованная ткань
образованной
2
0,007
*
*
полностью покрывает поверхность
2
ткани (мм)
имплантата
Расстояние
0,167±0,02* 0,098±0,008 0,050±0,00
между
*
2*
центром
имплантата и
тканью (мм)
Толщина
0,037±0,03 0,113±0,01 0,470±0.0 1,151±0,026 1,396±0,00 0,401±0,08
вновь
*
*
**
8*
1
образованной
ткани (мм)
p>0.05
В
индустрии
нанотехнологий
3.2.1
-
продолжаются
работы
по
биохимическому уточнению факторов остеоиндукции, экстрагированию
костного морфогенетического белка (ВМР - bone morphogenetic protein)
клеток-мишеней, активируют внутриклеточные ферменты, их многоступенчатую систему, конечными продуктами которой могут быть несколько
биологически активных соединений, регулирующих многие стороны внутрии внеклеточного метаболизма (Bilic R., 2007).
284
Благодаря выделению КМБ и описанию его качеств изменились и
представления об основополагающих механизмах регенерации костной ткани
в теоретической и прикладной сферах (Aldinger G., 1991). Значительный
массив экспериментальных работ посвящен использованию остеогенных
факторов роста при ортопедических операциях на позвоночнике. Помимо
этого, заметная группа экспериментальных исследований проведена при
дефекте диафиза бедренной кости. Данные исследования подтвердили
важность биологического синергизма при взаимодействии остеогенных
факторов и прогениторных клеток, поставляемых из костного мозга.
Проведено изучение при больших костных дефектах длинных трубчатых
костей
различных
животных,
изучены
процессов
морфологического
замещения суставных костно-хрящевых дефектов (Анисимов А.И., 2001).
Показано, что сходные данные были получены и в клинике (Кравчук А. Д.,
2002).
Бедренные кости после имплантации большой дозы рчКМБ-2
показывали ригидность, сравнимую со здоровой бедренной костью в опытах
на механическую прочность, проведенных на экспериментальных животных.
Новая костная ткань гистологически сходна с продуцируемой аутологичным
костным
трансплантатом
и
активным
деминерализованным
костным
матриксом. Итак, данные сообщают способность рчКМБ-2 индуцировать
остеогенез при ортотопической имплантации у крыс и зависимость эффекта
остеоиндукции от экспозиции и дозы остеогенного фактора. В клинике
демонстрировали в свою очередь R.G.T. Geesink с соавторами (Geesink
R.G.T., 2001), M. Pecina с соавторами (Pecina M., 2001).
Нами показано, что через неделю при применении имплантатов из
наноструктурированного титана Grey, покрытых двумя слоями (1-желатин,
декстран, 2- гидроксиапатит, коллаген, декстран), и содержащих в композите
костные морфогенетические белки типа ВМП-2 размеры ободка вновь
образованной ткани по периферии имплантата достоверно группах c видами
285
обработки МДО и ПСО не отличались (таблица №25). Ко второй неделе, в
отличие от других групп с биоимплантатами, уже не наблюдалось ободка по
периферии, так как ткань покрывала большую часть имплантата. Следует
отметить,
что
даже
на
сроке
одна
неделя
ткань
тонким
слоем
распространялась на большую часть имплантата, и наблюдались вновь
образованные сосуды. При заполнении поверхности имплантата снаружи
рыхлой
соединительной
тканью
наблюдались
преимущественно
коллагеновые и эластичные волокна. К четырем – шести неделям экспозиции
вновь образованная ткань полностью, достаточно равномерным слоем,
равномерным по толщине и выступающим куполом над имплантатом.
Биокомпозиты были тесно соединены с матриксовой костью. На дальнейших
сроках экспозиции толщина ткани над имплантатом становилась несколько
тоньше. Важным является формирование ткани под имплантатом, где вновь
образованная ткань четко заполняла собой дефект с конусообразной формой,
что
так
структурировано
не
определялось
в
других
группах,
со
сформировавшейся надкостницей, с хорошо выраженными гаверсовыми
каналами и почти полностью прилегающая к имплантату. К двенадцатичетырнадцати неделям ткань равномерным слоем полностью покрывает
имплантат без образования над ним купола. Следует отметить, что ткань
находилась в состояниях многослойности с нижним слоем волокон,
располагавшейся над ним костной тканью и надкостницей. На разрезе ткани
четко виден
синтез формирующейся ткани. За счет вновь образованной
ткани ткань четко срослась с матриксовой костью без образования границ. С
помощью люминесцентной микроскопии было показано хорошее и
равномерное окрашивание родаминовым красным, что было наиболее
выражено в зоне по периферии костной ткани и вновь образованной
волокнистой ткани и увеличивалось по мере роста экспозиции регенерации.
Центры кальцификации новообразованных костных трабекул появляются
через семь суток после повреждения. В дальнейшем, выявлено наиболее
активное свечение во вновь образованной ткани над имплантатом, а также
286
на границе с матриксной и вновь образованной тканью. Очевидно, что
остеогенные белки играют важную роль при лечении костной патологии
различной этиологии. Рекомбинантные формы КМБ, полученные методами
генной инженерии, в эксперименте показывают данные, эквивалентные тем,
которые получаемым при применении костных аутотрансплантатов. Однако,
на сегодняшний день клинический опыт применения КМБ ещё не столь
значителен,
как
оптимистичны
опытные
в
данные.
отношении
Но
опубликованные
успешного
применения
сведения
костных
морфогенетических белков в различных клинических ситуациях. Костные
морфогенетические белки и факторы роста и усиливают синтез костных
коллагеновых белков остеобластами и пополняют их количество за счет
влияния на дифференцировку их предшественников. BMP и другие факторы
роста, костные морфогенетические белки (КМБ) уже применяются в
некоторых странах в клинической практике. Но трудоемкость синтеза
методами генной инженерии, сложность их выделения и очистки,
препятствуют широкому их использованию. С открытием КМБ, их
расшифровкой, синтезом и апробацией в клинике наука совершила прорыв в
остеологии и в создании разновидности средств, способных поднять
эффективность оперативного лечения, снизить травматизм при ряде
патологий и повреждений опорно-двигательного аппарата.
Важную роль в регенерации костной ткани играет ее минеральный
состав. При этом кости скелета содержат 99 % тканевого кальция, 87 %
фосфора и 58 % магния. Механические свойства кости можно оценивать по
отношению Са+2 / Р+4, с увеличением этого соотношения костная ткань
становится механически прочнее. Нами показано, что при изучении кальция
в
группе
прооперированных
животных
без
наноструктурированных
имплантатов и биокомпозитов его содержание снижалось в матриксовой
кости к двенадцати (4,15±2,11), по сравнению с первой (6,58±1,34) - восьмой
неделями что, по-видимому, было связано с его истощением в кости, а затем
287
наблюдалась
его
положительная
динамика
к
шестнадцати
неделям
(5,15±2,86). При применении биокомпозитов из желатина, гидроксиаппатита,
декстрана, а также из коллагена, гидроксиаппатита, декстрана мы не
наблюдали уменьшения содержания кальция после операции в матриксовой
кости и даже достоверный рост его количества на определенных временных
промежутках. При использовании наноструктурированных имплантатов из
титана Grey с МДО и ПСО обработкой без покрытияслоями композитов, а
также с двумя слоями покрытия в группах без внедрения морфогенетических
белков (первый слой- желатин, декстран, второй слой - гидроксиапатит,
коллаген, декстрана) и с ВМ Р -2 факторами мы не наблюдали достоверного
отличия на различных временных этапах, что является важным фактором в
пользу использования имплантатов и биокомпозитов (Рис. 109).
288
При изучении фосфора в матриксовой кости в 1-2 мм от участка
тркфанации было показано, что в группе прооперированных животных без
наноструктурированных имплантатов и биокомпозитов его содержание
достоверно возрастало к четвертой (6,32±0,42) и восьмой неделям (3,53±0,45)
по сравнению с первой неделей (2,38±0,04), а затем постепенно снижалось к
шестнадцати (1,47±0,03). При применении биокомпозитов из желатина,
гидроксиаппатита, декстрана нами также был выявлен рост к четвертой
неделе (6,32±0,21 и 1,38±0,04), с постепенным снижение к шестнадцати
неделям (5,71±0,29), однако, при этом значительно превосходящий первую
неделю. Аналогичная тенденция выявлена при применении биокомпозитов
из из коллагена, гидроксиаппатита, декстрана. Увеличение содержания
фосфора
является
положительным
прогностическим
признаком
для
регенерации костной ткани. При использовании наноструктурированных
имплантатов из титана Grey с МДО и ПСО обработкой без покрытия, а также
с двумя слоями покрытия в группах без морфогенетических белков и с ВМР 2 факторами мы также наблюдали положительную динамику содержания
фосфора в матриксовой кости.
289
25
20
15
N
Mg
P
10
Ca
5
0
1_1
1_2
1_3
8_1
8_2
8_3
16_1
16_2
16_3
Рис. 109. Особенности макро- микроэлементов костной ткани у
животных с имплантатом из наноструктурированного титана Grey,
подвергнутого микродуговой обработке и покрытого двумя слоями (1желатин, декстран, 2- гидроксиапатит, коллаген, декстрана и ВМР -2
факторами) на сроках: 1,8,16 недель (1 – матриксная кость, 2 – участок вновь
образованной ткани между матриксовой костью и имплантатом, 3 – участок в
центре вновь образованной ткани: скол)
Fe+2,+3 относится к элементам с переменной валентностью и может
находится в организме и в костной ткани в виде Fe+2 и Fe+3 (Morgan D.W. et
al, 2002). Железо не является специфическим элементом по отношению к
костной ткани. Нами в отдельных группах были обнаружено уменьшение его
содержания в матриксовой кости при применении биокомпозитов.
Также как кальций, фосфор, магний относится к основным элементам
костной ткани. В организм и костную ткань попадает с питьевой водой и
пищей. Для кости наиболее усвояемыми являются аспартатогенат Mg+2,
оротат Mg+2, никотинат Mg+2 (La Porte D.C. et al, 2002), сульфат Mg+2 и
гипосульфит Mg+2 (Caroni P. et al, 2002). Как элемент магний способен в
костной ткани стимулировать эритропоэз изменять электрокинетический
потенциал тромбоцитов (D. Colquhoun et al, 2002). Магний способен в
290
сосудах костной ткани регулировать давление крови. Это действие настолько
специфично, что дефицит магния в костях оценивается как риск
артериальной гипертензии (Темирбеков А.Н., 2002). Также А.И. Музафаров,
(2002) не исключает, что магний способен стимулировать сократительную
активность клеток гладких мышц сосудистой стенки в костях. Содержание
магния в костной ткани формируется действием комплекса других
микроэлементов (Reutei H., 2002). При увеличении его уровня в костной
ткани нормализируется содержание витаминов - С, и - В, (Верткий А.Л. и
соавт, 1997). Магний также в костях регулирует активность фосфатазы,
фосфогидролазы, Mg+2-АТФ-азы (Вахабова У.К. и соавт., 1999). Уровень
Mg+2 в костях уменьшается при повышенной функции паращитовидной
железы (Вовша Р. И., 2002). Изучены взаимосвязи между содержанием Mg+2
и состоянием нервной системы опорно-двигательного аппарата: повышенная
утомляемость мышц, повышение возбудимости рецепторов (телец Паччини)
в костях (Галеева М.Г., 2001) и развитие деполяризации центральных
окончаний афферентных волокон (Рахимова М.Т. и соавт., 1999), что в
конечном итоге формирует пресинаптическое торможение в костной ткани. В
связи с тем, что после перелома трубчатых костей регистрируются
выраженные изменения в свертывании крови, небезынтересны данные о том,
что избыток магния способен формировать тромбогеморрагическнй синдром.
Нами показано, что в группе с прооперированными животными без
биокомпозитов и имплантатов и с биокомпозитами в матриксовой кости
содержание его достоверно не отличалось, тогда как при применении
наноструктурированных имплантатов из титана Grey с МДО и ПСО
обработкой без покрытия, а также с двумя слоями покрытия в группах без
морфогенетических белков и с ВМР -2 факторами практически во всех
временных интервалах был выявлен его достоверный рост до двух раз, по
сравнению с результатами при недельной экспозиции.
Особое внимание нами было уделено изучению состава биологически
активных элементов на участке «матриксовая кость - имплантат», где, как
291
уже было показано морфологически, регенерация происходила в первую
очередь, и над имплантатом, особенно в участках на сколе во вновь
образованной мезенхимальной ткани. Так, нами было показано, что в первом
участке у животных без внедрения имплантатов и с их наличием содержание
его
внутри участка трефанации уже через неделю после операции было
достоверно выше (14,93±2,94), чем в матриксовой кости (6,58±1,34) и затем
незначительно снижалось к двенадцатой - четырнадцатой (11,01±3.29)
неделям.
Аналогичную
тенденцию
мы
выявляли
при
применении
биокомпозитов, что составляло, например, для желатина, гидроксиаппатита,
декстрана: одна неделя - 5,58±0,34%, четыре - 14,93±0,94%, восемь 10,04±74%.
В
группах
с
наноструктурированными
имплантатами
значительный скачек содержания кальция происходил на более поздних
временных промежутках и составлял, например, 17,15±1,34% к шестнадцати
неделям в группе с использованием имплантатов из титана Grey с МДО
обработкой и двумя слоями покрытия и в группах с ВМ Р -2 факторами, что
можно объяснить прогрессивным ростом кости над имплантатом в другие
временные промежутки, а также равномерным распределением кальция во
вновь образованных слоях, что видно и с помощью окраски родамином.
При изучении фосфора в данной зоне нами было показано, что
содержание его в группе без имплантатов достоверно превышало уже в
первой недели (3,77±0, 01) количество в матриксовой кости (2,38±0,04) и
возрастало до 5,71±0,30% к восьмой недели, и 5,20±1,12% в шестнадцать
недель. Аналогичная тенденция, прослеживалась для биокомпозитов. Так,
при применении для желатина, гидроксиаппатита, декстрана содержания
фосфора к первой неделе составляло 3,77±0, 01%, а к восьмой - уже
5,71±0,29%. При применении имплантатов из титана Grey в первую неделю
его колтчество было достоверно меньше, чем в предыдущих группах
(0,60±0,02), однако в дальнейшем цифры были сопоставимы и достигали к
шеснадцати неделям 5,97±0,58%. При использованием имплантатов из титана
Grey с двумя слоями покрытия было показано, что содержание фосфора
292
составлявшее в первую неделю 0,63,±0,01%, возрастало к восьмой (
0,79±0,03) и, особенно, шестнадцатой (3,05±0,04). В группах с ВМР -2
факторами эти цифры были достоверно выше. Так, при применении
наноструктурированного титана с МДО обработкой, двумя слоями покрытия
и с внедренными ВМР -2 факторами содержание его составляло к первой
неделе 0,64±0,03% (3,59±0,04 в матриксовой кости), восьмой - 1,28±0,04%,
шестнадцатой - 6,97±0,04%, что показывает позитивную роль в регенерации
морфогенетических белков.
При изучении магния, было видно содержание его в матриксовой
кости и в зоне «макриксовая кость - имплантат» достоверно не отличалась во
всех группах. В дальнейшем этот рост достоверно наблюдался во всех
группах, за исключением биокомпозитов.
И, наконец, крайне важным является изучение микроэлементов во
вновь
образованной
ткани
над
имплантатом.
При
использовании
наноструктурированных имплантатов из титана Grey, подвергнутого МДО и
ПСО обработке без покрытия слоями композита была показана достоверная
тенденция к его росту. Так, например, при МДО обработке она составила к
восьмой неделе 12,81±1,06% (6,52±44 в матриксовой кости) и 13,36±1,53 к
шестнадцатой неделе экспозиции. Рост содержания кальция был отмечен
также при применении наноструктурированного титана с двумя слоями
покрытия и составил при МДО обработке к шестнадцати неделям
11,36±1,07%. Но особенно достоверно он показал себя при
применении
морфогенетических белков. Так, в группе с МДО обработкой, двумя слоями
покрытия и с ВМР -2 факторами к шестнадцати неделям он доходил до
21,36±1,31 %.
При изучении фосфора при использовании наноструктурированных
имплантатов из титана Grey, подвергнутых МДО и ПСО обработке без
покрытия слоями композита было показано, что содержание его к
шестнадцати неделям в два раза превышало количество его в матриксовой
кости (3,59±0,04% при применении имплантатов с ВМР -2 факторами через
293
неделю после эксперимента, но особенно высоко было при изучении групп
животных, в которых применялось внесение костных морфогенетических
белков (8,05±0,48 при применении имплантатов с ВМР -2 факторами).
При исследовании уровня магния видно его достоверная тенденция к
росту во всех группах с наноструктурированными имплантатами из титана,
но наибольших величин, превышающие исходные в два раза, можно
наблюдать при применении титана Grey, обработанных МДО, ПСО покрытые
двумя слоями композита, и с внесением ВМР -2 факторов. Так, например к
шестнадцатой неделе при изучении групп, где использовались образцы,
подвергнутые МДО обработке содержание его в группе, где имплантированы
образцы титана, покрытые биокомпозитами, составило
0,27±0.03 %
(0,29±0,04 в матриксовой кости к этому сроку, 0,26±0.04 на участке «кость имплантат), а с добавлением ВМР -2 факторов -0,27±0,03, 0,29±0,02,
0,26±0,02%).
Эти данные, как и указанные выше, свидетельствуют о том, что при
длительной
экспозиции
после
операции
происходит
достоверное
выравнивание количества макроэлементов во всех вновь образованных
структурах,
что
особенно
хорошо
видно
в
группах
применения
наноструктурированных имплантатов, сочлененных с биокомпозитами и
внедренными в них морфогенетическими белками.
Повсеместное клиническое использование наноструктурированных
материалов требует основательного изучения побочных эффектов и
возможных рисков (Дудакова Ю.С, 2009, 2010, 2011). Кроме того, возможно
накопление отходов, оказывающих токсическое, канцерогенное и мутагенное
действие на организм человека в результате производственные циклы в
создание новых наноматериалов. И большое внимание в литературе
уделялось рассмотрению безопасности наноматериалов и нанотехнологии.
Возникла новая сфера изучения безопасности наноматериалов, названная
нанотоксикологией
(Donaldson
et
al.,
294
2006).
Активное
внедрение
наноматериалов в клиническую медицину требует глубокого знания
потенциальных
рисков
и
побочных
эффектов,
сопряженных
с
использованием этих материалов. Производственные циклы, направленные
на
создание
накоплением
новых
наноматериалов,
отходов,
оказывающих
также
могут
токсическое,
сопровождаться
канцерогенное
и
мутагенное действие на организм человека. В связи с этим, в специальной
литературе последних лет большое внимание уделяется рассмотрению
вопросов безопасности наноматериалов и нанотехнологии в медицине и
биологии.
Полученные нами экспериментальные данные у крыс при орошении
суспензиями, содержащими наночастицы железа с прямым орошением на
голове однократно и в течение месяца. Помимо этого, мы наблюдали
контрольную группу животных, которая располагалась в двух метрах от
основных групп. При этом целью нашего исследования является определение
последствий действия наночастиц железа на поверхностные ткани (кожа и
волосы).
Все
животные
жизнеспособность
до
опытной
конца
и
контрольной
исследования.
За
групп
время
сохранили
проведения
эксперимента животные не болели, двигательная активность была повышена.
В первой группе мы наблюдали картину множественных скоплений
наночастиц железа на поверхности волос после однократного орошения
суспензией, содержащей наночастицы железа. Структура волоса не изменена,
наблюдается обычный
рисунок распределения формы и количества
волосяных чешуек. Морфологически отмечалось значительное (до 80 %
образцов) однородное распределение частиц на поверхности волос. Наиболее
интересные данные при этом получены при изучении методом атомносиловой
микроскопии.
При
исследованиях
зондовой
электронная
микроскопия для нанобиокомпозитов наблюдается четко характерная форма
и размеры скоплений. Распределение частиц в размерах казалось очень
узким: для частиц с размерами в интервале 6-20 миллимикронов. Подобная
295
ситуация отслежена в 80 % случаев. При исследовании образцов опытных
групп выявлено накопление наночастиц железа во всех образцах, в том числе
и тех, которые находились на расстоянии два метра от экспериментальных
животных. Достоверных различий в экспериментальных группах не
выявлено. Нормальная структура волос не изменена. Таким образом, в
опытных группах при накоплении наночастиц железа отмечено отсутствие
изменения нормальной структуры волос. При этом совершенно очевидным
является накопление исследуемой субстанции на поверхности волос всех
групп испытуемых животных, в том, числе и расположенных на удаленном
расстоянии от наночастиц.
Вторым этапом эксперимента явилось введение наночастиц железа
растворенных в дистиллированной воде в носовую полость лабораторных
животных однократно. Картина уже была совершенно другая 85% животных
умерли в течение семи -десяти дней. При вскрытии нами было выявлено
скопление наночастиц со слизью в трахее, бронхиолах, альвеолах, что и
послужило причиной смерти в результате удушья. Подобные скопления были
выявлены нами также в сосудах почек, печени и селезенки, но в меньшем
количестве.
В связи с имеющими сведениями, полученными как нами, так и
другими авторами, следует отметить, что информация о потенциально
опасных
эффектах
наночастиц
на
организм
человека
плохо
систематизирована, а имеющиеся данные требуют подтверждения на
различных моделях. Поэтому, в данном исследовании мы поставили своей
целью изучение целостной системы «макро организм - матриксная кость имплантат». Нами были изучены органы-мишени отвечающие за возможное
накопление различных элементов и их выведения (почки, печень, легкие), а
также
предполагаемые
потенциальные
мишени
при
различных
повреждающих факторах разнообразной природы, такие как сердце и
головной мозг. Исследование последнего особенно важно еще и в связи с
296
тем, что
именно в непосредственной близости с ним и располагались
биокомпозиты и наноструктурированные имплантаты.
Повсеместное клиническое использование наноструктурированных
материалов требует основательного изучения побочных эффектов и
возможных
рисков.
Кроме
того,
возможно
накопление
отходов,
оказывающих токсическое, канцерогенное и мутагенное действие на
организм человека в результате производственные циклы в создание новых
наноматериалов. И большое внимание в литературе уделяется рассмотрению
безопасности наноматериалов и нанотехнологии. Возникла новая сфера
изучения
безопасности наноматериалов,
названная нанотоксикологией
(Donaldson et al., 2004). Активное внедрение наноматериалов в клиническую
медицину требует глубокого знания потенциальных рисков и побочных
эффектов,
сопряженных
с
использованием
этих
материалов.
Производственные циклы, направленные на создание новых наноматериалов,
также
могут
сопровождаться
накоплением
отходов,
оказывающих
токсическое, канцерогенное и мутагенное действие на организм человека. В
связи с этим, в специальной литературе последних лет большое внимание
уделяется
рассмотрению
вопросов
безопасности
наноматериалов
и
нанотехнологии в медицине и биологии. Поступление наночастиц в организм
человека
возможно
ингаляционным,
пероральным,
перкутанным
и
парентеральным (в случае введения лекарственных и диагностических
агентов, конъюгированных с наночастицами) путями. Контакт человека с
наноматериалами может происходить на этапе разработки, производства,
использования и переработки.
Результаты исследований, посвященных вопросу о транслокации
вдыхаемых наночастиц из легких в другие органы, носят противоречивый
характер. Так, у крыс транслокации из легких в печень, селезенку, сердце и
мозг подвергается не более 1% иридиевых наночастиц, имевших диаметр 80
и 15 нм. С другой стороны, у людей не наблюдалось поступления
297
углеродных наночастиц, меченых технецием-99, из легких в другие органы.
В целом, имеющиеся на сегодняшний день данные позволяют считать, что
легкие представляют собой труднопреодолимый барьер для проникновения
наночастиц в организм.
Ранее нами были получены экспериментальным данные у крыс при
орошении суспензиями, содержащими наночастицы железа с прямым
орошением на голове однократно и в течении месяца. Помимо этого, мы
наблюдали контрольную группу животных, которая располагалась в двух
метрах от основных групп. При этом целью нашего исследования является
определение последствий действия наночастиц железа на поверхностные
ткани (кожа и волосы). Все животные опытной и контрольной групп
сохранили жизнеспособность до конца исследования. За время проведения
эксперимента животные не болели, двигательная активность была повышена.
В первой группе мы наблюдали картину множественных скоплений
наночастиц железа на поверхности волос после однократного орошения
суспензией, содержащей наночастицы железа. Структура волоса не изменена,
наблюдается обычный рисунок распределения формы и количества
волосяных чешуек. Морфологически отмечалось значительное (до 80 %
образцов) однородное распределение частиц на поверхности волос. Наиболее
интересные данные при этом получены при изучении методом атомносиловой
микроскопии.
При
исследованиях
зондовой
электронная
микроскопия для нанобиокомпозитов наблюдается четко характерная форма
и размеры скоплений. Распределение частиц в размерах казалось очень
узким: для частиц с размерами в интервале 6-20 миллимикронов. Подобная
ситуация отслежена в 80 % случаев. При исследовании образцов опытных
групп выявлено накопление наночастиц железа во всех образцах, в том числе
и тех, которые находились на расстоянии два метра от экспериментальных.
Достоверных различий в группах не выявлено. Нормальная структура волос
не изменена. Таким образом, в опытных группах при накоплении наночастиц
железа отмечено отсутствие изменения нормальной структуры волос. При
298
этом совершенно очевидным является накопление исследуемой субстанции
на поверхности волос всех групп испытуемых животных, в том, числе и
расположенных на удаленном расстоянии от наночастиц).
В связи с имеющими сведениями, полученными как нами, так и
другими авторами, следует отметить, что
информация
опасных
организм
эффектах
наночастиц
на
о потенциально
человека
плохо
систематизирована, а имеющиеся данные требуют подтверждения на
различных моделях. Поэтому, в данном исследовании мы поставили своей
целью изучение целостной системы «макро организм - матриксная кость имплантат». Исходя из вышесказанного,
нами были изучены
мишени отвечающие за функцию возможного
органы-
накопления различных
элементов и их выведения (почки, печень, легкие),
а также возможные
потенциальные мишени при всевозможных повреждающих факторов
различной природы, такие как сердце и головной мозг. Изучение последнего
особенно важно еще и с тем, что именно в непосредственной близости с ним
и располагались биокомпозиты и наноструктурированные имплантаты.
При изучении почечной ткани у животных как прооперированных
без имплантатов и биокомпозитов, так с применением имплантатов из
наноструктурированного титана Grey с МДО и ПСО обработкой без
покрытия, с двумя слоями покрытия и с ВМ Р -2 факторами нами в почках
была выявлена однотипная картина. Так, через неделю после операции на
макроскопическом уровне изменений выявлено не было. Микроскопически
обращал на себя внимание факт умеренно выраженного полнокровия
капилляров коркового и мозгового слоев. Помимо этого, в некоторых клетках
проксимальных
и
дистальных
канальцев
выявлено
фрагментарное
нарушение строения плазмолеммы. Как в дистальных канальцах, так и в
собирательных трубках наблюдались клетки с участками с деструкцией
клеток. Эндотелиальные клетки капилляров клубочков уплощены, а число
органелл в их цитоплазме
уменьшено. Увеличивалось содержание
299
цитоплазматических
ямок,
располагавшихся
ближе
к
просветной
поверхности плазмолеммы, здесь же возрастало число цитоплазматических
отростков и инвагинаций плазмолеммы. Базальные мембраны тонкие, с
просветлениями в отдельных участках.
Через две недели видно полнокровие коркового слоя. Наблюдалось
увеличение содержания органелл во всех структурных элементах почки.
Практически исчезали митохондрии с вакуолями. Через четыре недели
периода реституции строение почек приближалась нормальной картине.
Однако при сроках экспозиции двенадцать недель и неизмененной
макроскопической картине, на электронно-микроскопическом уровне мы
выявляли остаточные изменения, развившиеся после операционной гипоксии
и заключавшиеся в виде очаговых, незначительные склеротические
изменения. Помимо этого, выявлено начало атрофии незначительного числа
клубочком, что также может быть последствием ишемии ткани во время
операционного периода. Фрагментов биоимплантов в тканях обнаружено не
было. В тканях всех групп животных было обнаружено увеличение
содержания кислорода, имеющих одинаковую тенденцию. Так, например,
при
применении имплантата с биокомпозом из наноструктурированного
титана Grey с пескоструйной обработкой с двумя слоями покрытия через
неделю после операции его содержание составляло 18,77±0,61%, тогда как
через шестнадцать недель достоверно повышалось до 27,30±0,67%.
Происходило также увеличение содержания магния и фосфора, что
свидетельствовало в пользу послеоперационного восстановления органов.
Накопления калия, что могло быть косвенным признаком накопления
гидроксиаппатита не обнаружено.
При анализе морфологического состояния печени нами выявлено, что
через неделю микроскопически были выявлены циркуляторные изменения в
виде полнокровия сосудов микроциркуляторного русла, которые к двум
неделям сменялись ишемией. Часть эритроцитов с признаками гемолиза. В
периваскулярном пространстве наблюдался отек. Здесь же выявлены
300
единичные лимфоциты. Перисинусоидальное пространство расширено и
заполнено эритроцитами. В части гепатоцитов признаки жировой и белковой
дистрофии. Изменения в гепатоцитах, выявляемые как светооптически, так и
электронномикроскопически,
начинали
возвращаться
к
нормальному
состоянию после двух недель реституции. К четырем неделям значительно
возрастало число гепатоцитов с двумя ядрами. Обращает на себя внимание
факт некоторого расширения центральных вен с умеренным заполнением их
эритроцитами. Следует отметить, что этот процесс значительно четче
прослеживался по периферии печени, где расширенными и значительно
заполненными эритроцитами оказались практически все центральные вены.
Среди других капилляров также проявляется некоторое расширение
просветной поверхности, хотя это было заметно и не в такой степени. Наряду
с увеличением просветной поверхности сосудов выявлено некоторое
расширение
сохранены.
перисинусоидального
Гепатоциты
обычного
пространства.
строения
и
Печеночные
формы,
с
балки
хорошо
контурированными ядрами и сохраненной плазмолеммой.
Электронномикроскопически строение гепатоцитов приближалось к
картине интактных животных. Так, как в светлых, так и в темных
гепатоцитах наружная мембрана клеток была хорошо сохранена. В
базолатеральной части, в перисинусоидальном отделе, найдено большое
число микроворсинок. Просветы сосудов практически не изменены, хорошо
контурированы. Печеночные балки сохранены. Гепатоциты увеличены в
размере,
цитоплазматические
органеллы
гипертрофированны,
хотя
отдельные из них с частично разрушенными мембранами. Однако число
двуядерных гепатоцитов увеличено. Возросло и число Купферовских клеток.
В 8 неделям изменений в паренхиме органа не наблюдалось. К восьми
неделям морфологическая картина в печеночной ткани не отличалась от
исходной, Такая картина сохранялась и на более поздних сроках
послеоперационного периода. Фрагментов биокомпозитов в тканях печени
выявлено не было.
301
При изучении содержания макроэлементов в печени нами было
выявлено уменьшение содержания кислорода с первой недели
как у
животны, прооперировыхных без внедрения имплантатов и биокомпозитов
(27,48±2,29) и с нанобиокомпозитами (28,82±2,04) к четвертой (23,99±1,78 и
23,97±1,20) с последующим увеличением
32,77±2,11)
и
шестнадцатой,
к двенадцатой (29,36±1.91 и
превышающей
недельное
содержание.
Содержание натрия уменьшалось до минимальных величин к четвертой
недели и постепенно восстанавливалось к двенадцатой. В печеночной ткани
прогрессивно увеличивалось и содержание магния. Достоверно возрастало
наличие фосфора.
В легких была выявлена следующая картина. Через семь дней
макроскопически легкие умеренно полнокровны. Микроскопически также
выявлены изменения в сосудистом русле в виде полнокровия. В этой же
группе мы наблюдали расширение эндотелиоцитов капилляров, увеличение
содержания по люминарному краю инвагинаций и в цитоплазме –
пиноцитозных
везикул.
Полнокровие
микроциркуляторного
русла
наблюдалось до двенадцатого дня, после чего возвращалось к исходным
величинам. Просвет как крупных бронхов, так и бронхиол был также
умеренно расширен, а в их просвете определялись отдельные клетки крови.
Альвеолоциты были незначительно увеличены в размере, отличались
появлением светлых и темных перихроматиновых гранул на границе между
конденсированным и диффузным хроматином. Ядерные поры расширены.
Увеличивалась также просветная площадь цистерн как гладкого, так и
шероховатого эндоплазматического ретикулума. Значительно возрастало
содержание
цитоплазматических
отростков
по
наружному
краю
плазмолеммы клеток. К тридцати дням строение легочной ткани на большей
площади не нарушено. Однако найдены незначительные участки с
деструкцией и склерозом. Фрагментов биокомпозитов в тканях легких
выявлено не было.
302
При изучении макроэлементного состава легких после операции было
показано, что содержание кислорода достоверно не отличалось от первой до
двенадцатой недель, а затем стало возрастать, доходя к четырем месяцам до
31,48±0,95
(операция
с
внедрением
имплантата)
и
27,65±1,04
(ложнооперированные). Восстанавливалось количество магния и фосфора,
несколько уменьшающее до восьми недель. Содержание кальция достоверно
не изменялось. Содержание калия и натрия несколько снижалось но
сравнением с первой неделей.
В сердце макроскопически в семь дней у животных всех изучаемых
групп изменений не выявлено. Морфологическая картина сердечной мышцы
представляет собой миокард, который образован анастомозирующими
сердечными мышечными волокнами с эндомизием между ними, который
содержит многочисленные капилляры. Миоциты прочно соединены конец к
концу, так что образуют единую клеточную сеть. Между волокнами
сердечной
мышцы
образуются
множественные
анастомозы.
Гладкие
мышечные волокна имеют удлиненную форму и заостренные концы.
Пространство между гладкими мышечными волокнами, каждое из которых
окружено базальной пластинкой, заполнено коллагеновыми и эластическими
волокнами и аморфным веществом. Микроскопически в капиллярах
определялось полнокровие, завершающееся к четырнадцати дням. При
изучении содержания макроэлементов
отмечено некоторое снижение
содержания кислорода к четвертой - двенадцатой неделям и возрастание
натрия, магния, фосфора.
При изучении головного мозга через семь дней после операции нами
выявлено набухание головного мозга и полнокровие однотипное для всех
изучаемых групп. В коре головного мозга был выражен периневральный и
перикапиллярный отек, особенно в клетках под операционной зоной.
Нейроны находились в разных фазах гипоксических изменений, связанных с
оперативным вмешательством, начиная с острого набухания, включая их
303
сморщивание с явлениями нейронофагии, что выявлялось менее чем в 1%
клеток, так и были отмечены участки выпадения нейронов на фоне отечных
изменений нейропиля. В части случаев определялась умеренно выраженная
круглоклеточная периваскулярная инфильтрация.
Изменения в нейронах через неделю после операции носили
разноплановый характер. Так, в части клеток хроматин в ядрах был почти
полностью
деконденсированного
конденсированном
состоянии,
типа,
хотя
расположенный
встречался
и
в
преимущественно
по
периферии ядра. На границе двух типов хроматина были выявлены светлые и
темные перихроматиновые гранулы. Овальной формы ядрышко чаще
располагалось по периферии ядра. Увеличивалось содержание ядер с двумя
ядрышками. Ядерные поры и перинуклеарное пространство несколько
расширены. Вблизи ядра наблюдались стопки комплекса Гольджи, несколько
расширенного. Большинство митохондрий имели правильную овальную
форму, кристы сохранены, однако, наряду с ними встречались митохондрии с
мелкими вакуолями. Цистерны эндоплазматического ретикулума расширены.
Свободные рибосомы располагались как единично, так и в виде полисом.
Содержание рибосом, а также нейротрубочек и полисом в клетках было
различно. Кроме того, встречались и единичные нейроны с ядрами,
изменения
хроматина
в
которых
носило
характер
кариопикноза
и
кариорексиса. Ядерная мембрана в таких клетках была разрушена как в
отдельных участках, так и на значительном протяжении. Содержание
цитоплазматических органелл уменьшено. Оставшиеся митохондрии меняли
свои размеры и форму: они были увеличены в размере, а форма – вытянутая
или округлая. Кристы в них были с нарушенной ориентировкой и частично
разрушены. Комплекс Гольджи и трубочки эндоплазматического ретикулума
страдали наиболее всего. Они или полностью отсутствовали, или были
значительно разрушены. В цитоплазме встречались также миелиноподобные
фигуры.
304
Взаимосвязи
между
нервными
клетками
осуществлялось
межнейрональными контактами, или синапсами. Синапсы делились
аксосоматические,
образованные
аксоном
с
телом
нервной
на
клетки,
аксодендритические, расположенные между аксоном и дендритом, и аксоаксональные, находящиеся между двумя аксонами. Значительно реже
встречались
дендро-дендритические синапсы, расположенные между
дендритами.
Повреждения нейроглии носили разноплановый характер. Так, в
одних клетках наблюдалось незначительное расширение перинуклеарного
пространства, некоторое уменьшение содержания цитоплазматических
органелл, отек эндоплазматического ретикулума, а в других уже четко
прослеживались альтеративные процессы. Следует отметить, что саттелитная
глия повреждена более, чем свободная. Так, в саттелитной глие отмечено
наличие ядер с сегрегацией ядрышек, кариопикнозом и кариорексисом,
разрушением кариолеммы и нарушением строения органелл, что является
уже проявлением некроза клетки.
В
артериальном
отделе
капиллярного
русла
эндотелиоциты
увеличены в размере, по-видимому, за счет отека. Кроме того, здесь
выявлена иррегуляция просветной поверхности, что еще больше увеличивало
площадь клетки. В наступающих в просвет ядрах хроматин находился
преимущественно в конденсированном состоянии. Цитоплазматические
органеллы представлены митохондриями, часть из которых с нарушенной
ориентацией крист, свободными рибосомами, фрагментами гладкого и
шероховатого
эндоплазматического
ретикулума
и
пиноцитозными
везикулами. Субэндотелиальные зоны капилляров были расширены, в том
числе и за счет базальной мембраны. Перициты не изменяли свою форму и
размеры. В венозном отделе капиллярного русла наблюдалось 1-2
эритроцита, иногда с частичным гемолизом и лимфоциты. Эндотелиальные
клетки здесь были уплощены. Ламинарные их края, в основном, ровные.
305
Цитоплазма их бедна органеллами. Базальная мембрана, по сравнению с
контрольной группой, несколько расширена.
После операции через четырнадцать дней в головном мозге попрежнему был выражен отек и умеренное полнокровие, хотя и в меньшей
степени, чем в предыдущей группе. При светооптическом исследовании
среди нейронов мы даже определяли клетки-тени, причем собранные
группами по 3-4. Однако в сосудах на данном структурном уровне изменений
найдено не было.
Следует
морфологическая
отметить,
картина
что
к
двум
несколько
месяцам
отличалась
после
в
операции
группе
с
ложнооперированными животными и в группе с бионаноимплантами. И это
отличие наблюдалось преимущественно под зоной нахождения имплантата.
В группе с биокомпозитами и особенно с ВМР-факторами, мы отмечали на
сроке два-три месяца в этих участках компенсаторное полнокровие и
лучшую регенерацию цитоплазматических органелл в нервных клетках.
При изучении макроэлементов показано увеличение содержания
кислорода. Причем ярче этот процесс прослеживался в группе с
биокомпозитами
в участках без имплантатов. Аналогично происходило
увеличение содержания кальция. Выравнивалось процентное соотношение
форфора. Прогрессивно снижалось количество в ткани головного мозга
железа, так как это связано с отсутствием гемолиза к двум месяцам.
Динамика анологичная и в группе с ложнооперированными, и в группе с
биокомпозом из нанотитана Grey с пескоструйной обработкой с группах
двумя слоями покрытия и ВМР – факторами. Но в большей степени
проявляется во второй группе.
Особенно важны различия в концентрациях ионов натрия и калия. Как
калий, так и натрий способны проникать через поры в клеточной мембране,
поэтому некоторый насос должен непрерывно производить обмен вошедших
306
в клетку ионов натрия на ионы калия из наружной среды. Такое выкачивание
натрия осуществляется внутренним мембранным белком, называемым Na-Kаденозинтрифосфатазным насосом, или, как его чаще называют, натриевым
насосом. Нарушения содержания в нервной ткани сразу после эксперимента
может оказывать отрицательное влияние на формирование калий натриевого насоса, которое выравнивается ко второму месяцу. Причем,
лучше это происходит в группе с наличием биокомпозитов.
Таким образом, нами было показано, что при использовании
наноструктурированных имплантатов и биокомпозитов не происходило их
накопления в паренхиматозных органах и головном мозге.
307
Выводы
1. Применение биокомпозитов как из желатина, гидроксиапатита и
декстрана, так и коллагена, гидроксиапатита и декстрана при дефектах
костной ткани увеличивает скорость процессов регенерации за счет создания
депо ионов кальция и фосфора преимущественно в зоне «матриксовая костьбиокомпозит» и выполнения опорной функции для новой образовавшейся
ткани.
2. Использование имплантатов из наноструктурированного титана
ВТО -0 и Grey, подвергнутых пескоструйной обработке и микродуговому
оксидированию,
значительно
ускоряет
физиологические
процессы
регенерации костной ткани черепа и уменьшает вероятность повреждения
ткани головного мозга до окончания этапа формирования аутокости.
3. Скорость фазы энхондрального окостенения при наличии костных
дефектов распределяется в следующей прогрессии: 1) у животных,
прооперированных без применения биокомпозитов и имплантатов, 2) с
использованием имплантатов из наноструктурированного титана ВТО -0 и
Grey, 3) с применением биокомпозитов, 4) имплантатов с биокомпозитами, 5)
объектов с биокомпозитами и ВМР-2 факторами.
4. При использовании ВМР-2 факторов в сочетании с биокомпозитами
(1-й слой: желатин, гидроксиапатит, декстран и 2-й слой: коллаген,
гидроксиапатит, декстран) наноструктурированными имплантатами (титан
Grey) установлено увеличение скорости регенерации с формированием
полноценного конуса, закрывающего дефект костей черепа. При этом новая
образовавшаяся ткань покрывала имплантат равномерным по толщине слоем.
5.
При
изучении
макро-
и
микроэлементного
состава
новообразованной ткани на участке «матриксовая кость-имплантат» и вокруг
имплантата установлено увеличение концентрации кислорода, кальция,
308
фосфора, натрия, магния через восемь недель после эксперимента, что
характеризует развитие активных регенераторных процессов в этой зоне.
6. Через четырнадцать-шестнадцать недель после использования
наноструктурированных имплантатов выявлены равномерность рельефа
вновь образованной костной ткани и развитие надкостницы с полным
заполнением дефекта костной ткани между имплантатом и головным мозгом.
7. Наиболее выраженные процессы регенерации отмечены в группах с
использованием имплантатов в сочетании с биокомпозитами, особенно при
наличии ВМР-2 факторов.
8.
При
применении
биокомпозитов
как
без
использования
наноструктурированного титана (желатина, гидроксиапатита и декстрана;
коллагена, гидроксиапатита и декстрана), так и с его применением (для ВТО0 - кальций-фосфатный, для Grey - желатин, гидроксиаппатит, декстран,
коллаген), а также с наличием ВМР-2 факторов в тканях паренхиматозных
органах и головном мозге животных, в том числе при непосредственной
близости от объектов, ни биохимическими, ни морфологическими методами
не было выявлено их присутствия.
9. После проведения операции в экспериментальной модели с
трефинацией
черепа,
применением
биокомпозитов,
имплантатов
их
наноструктурированного титана, с сочетанием обоих форм и после операции
без применения наноструктурированных объектов изменения в головном
мозге, сердце, почках и печени не отличались между собой и носили
характер морфологической напряженности организма после оперативного
вмешательства.
10. Применение наночастиц оксида железа может вести за собой
определенные риски для их накопления в биосистемах, особенно при
309
назальном введении, и быть причиной гибели особей в результате острой
дыхательной и полиорганной недостаточности.
11. Даже при однократном поступлении в экосистемы наночастицы
оксида железа способны распространяться на значительное расстояние и
накапливаться как в организмах животных, так и в окружающей среде, неся
за собой в дальнейшем определенные риски для проживания на данной
территории.
310
Список литературы.
1. Аверченко, В. Н. Повторная посттравматическая регенерация
костной ткани у тимэктомированных крыс [Текст] / В. Н. Аверченко, П. Е.
Мовшев // Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. – 1969. – Т.
67, № 5. – С. 83-85
2. Аврунин, А. С. Адаптационные механизмы костной ткани и
регуляторно-метаболический профиль организма [Текст] / А. С. Аврунин, Н.
В. Корнилов, И. Д. Иоффе // Морфология. – 2001. – Т. 120, № 6. – С. 7-12.
3. Аврунин, А. С. Асимметрия параметров – основа структуры
пространственно-временной организации функций [Текст] / А. С. Аврунин,
Н. В. Корнилов // Морфология. – 2000. – Т. 117, № 2. – С. 80-85.
4. Айбестер,
П.
Деминерализованная
лиофилизированная
кость
[Текст] / П. Айбестер // Клиническая имплантология и стоматология. – 1998.
– № 3. – С. 74-75.
5. Актуальные
проблемы
теоретической
и
клинической
остеоартрологии [Текст] / Ю. И. Денисов-Никольский, С. П. Миронов, Н. П.
Омельяненко [и др.] ; Центр. ин-т травматологии и ортопедии им. Н. И.
Приорова, Науч.-исслед. и учеб.-метод. центр биомед. технологий. – Москва :
Новости, 2005. – 336 с.
6. Алексеев, М. С. Применение препарата Коллапан при гнойных
заболеваниях кисти [Текст] / М. С. Алексеев, А. Ш. Гармаев, Т. А.
Гаджикеримов // Искусственные материалы в травматологии и ортопедии :
сб. работ V науч.-практ. семинара, Москва, 13 февр. 2009 г. / под ред. А. А.
Очкуренко. – Москва, 2009. – С. 3-5.
7. Амбулаторная хирургическая стоматология: соврем. методы [Текст]
: [рук. для врачей] / В. М. Безруков, Л. А. Григорьянц, Н. А. Рабухиня [и др.].
– Москва : Мед. информ. агентство, 2002. – 75 с.
8. Анисимов, А. И. Изменение теплоотдачи конечностей в процессе
сращения не осложненных переломов длинных трубчатых костей [Текст] / А.
И. Анисимов, В. Д. Кусков, В. И. Карпцов // Теоретические и клинические
311
аспекты лечения переломов костей / ред. кол.: В. С. Балакина [и др.]. –
Ленинград, 1974. – С. 53-57. – (Тр. Центр. гос. травматол. ин-та имени Р. Р.
Вредена; вып. 12).
9. Аристенко, В. Г. Минеральная насыщенность костей рабочих
суперфосфатного производства [Текст] / В. Г. Аристенко, А. К. Амреев //
Вопросы
гигиены
труда
и
профзаболеваний
рабочих
химической
промышленности : межвуз. темат. сб. / Алма-Ат. гос. мед. ин-т, Актюб. гос.
мед. ин-т ; отв. ред. А. С. Смагулов. – Актюбинск, 1974. – С. 216-218.
10. Ахмедова, А. С. Влияние серотонина на эпилептиформные
судороги животных при свинцовой интоксикации [Текст] / А. С. Ахмедова,
Н. Н. Тихонов // Вопросы гигиены труда и профессиональных заболеваний. –
Алма-Ата, 2001. – С. 24-25.
11. Барер, Г. М. Опыт применения изолирующих мембран «Bio-Gide» и
препарата «Bio-Oss» в комплексном лечении заболеваний пародонта
[Электронный ресурс] / Г. М. Барер, О. О. Янушович // Стоматология
сегодня. – 2000. – № 3. – С. 5.
12. Бенуа, Ф. Предимплантационная восстановительная хирургия.
Задний мандибулярный донорский участок [Текст] / Ф. Бенуа // Российский
вестник дентальной имплантологии. – 2007. – № 3-4. – С. 24-29.
13. Берченко, Г. Н. Биокомпозиционный наноструктурированный
препарат коллапан в инжиниринге костной ткани [Текст] / Г. Н. Берченко //
Искусственные материалы в травматологии и ортопедии : сб. работ V науч.практ. семинара, Москва, 13 февр. 2009 г. / под ред. А. А. Очкуренко. –
Москва, 2009. – С. 7-13.
14. Берченко, Г. Н. Синтетические кальций-фосфатные материалы в
травматологии и ортопедии [Текст] / Г. Н. Берченко // Применение
искусственных кальциево-фосфатных биоматериалов в травматологии и
ортопедии : сб. работ всерос. науч.-практ. конф. / Центр. ин-т травматологии
и ортопедии им. Н. Н. Приорова, Рос. мед. акад. последиплом. образования. –
Москва, 2010. – С. 3-5.
312
15. Болонкин,
В.
П.
Применение
лиофилизированного
аллопластического материала для костной пластики при различной степени
атрофии альвеолярного отростка и низком расположении дна гайморовой
пазухи. Одномоментная имплантация [Текст] / В. П. Болонкин, П. А.
Рыбаков, И. В. Болонкин // Российский вестник дентальной имплантологии. –
2005. – № 3-4. – С. 48-56.
16. Булатов, А. А. Применение костных морфогенетических белков в
эксперименте и клинике [Текст] / А. А. Булатов, В. И. Савельев, А. В.
Калинин // Травматология и ортопедия России. – 2005. – № 1. – С. 46-54.
17. Валиев,
Р.
З.
Объемные
наноструктурные
металлические
материалы: получение, структура и свойства [Текст] / Р. З. Валиев, И. В.
Александров. – Москва: Академкнига, 2007. – 397 с.
18. Верткин, А. Л. Применение магния в кардиологии [Текст] / А. Л.
Верткин, В. В. Городецкий // Кардиология. – 1997. – Т. 37, № 11. – С. 96-99.
19. Влияние наноразмерных частиц на морфологию внутренних
органов мыши при внутривенном введении раствора нанопорошка FE3O4
[Текст] / И. В. Мильто, Г. А. Михайлов, А. В. Ратькин [и др.] // Бюллетень
сибирской медицины. – 2008. – Т. 7, № 1. – С. 32-36.
20. Вовша, Р. И. О содержании магния в крови у больных сахарным
диабетом [Текст] / Р. И. Вовша // Вопросы патоморфологии эндокринных
желез у детей : межвуз. науч.-темат. сб. / под общ. ред. С. А. Степанова. –
Саратов, 1982. – С. 52-55. – (Тр. / Сарат. гос. мед. ин-т ; т. 106).
21. Возрастная морфофункциональная характеристика кровоснабжения
таранной кости [Текст] / В. С. Васюта, Н. Н. Горголь, И. И. Яковцова [и др.] //
Ортопедия, травматология и протезирование. – Харьков, 2000. – № 2. – С. 4345.
22. Волков, Г. П. Характеристика микроциркуляции в прогнозе
заживления переломов костей конечностей [Текст] / Г. П. Волков, П. И.
Тарасов // Актуальные вопросы лучевой диагностики в травматологии,
ортопедии и смежных дисциплинах : материалы всерос. науч.-практ. конф.,
313
Курган, 2-3 окт. 2003 г. / РАМН [и др.] ; под ред. В. И. Шевцова. – Курган,
2003. – С. 29-30.
23. Волова,
Л.
Т.
Фундаментальные
и
клинические
аспекты
эффективного применения аллогенных лиофилизированных биоимплантатов
«Лиопласт»® в стоматологии [Текст] / Л. Т. Волова // Российский вестник
дентальной имплантологии. – 2005. – № 3-4. – С. 10-15.
24. Воронкина, И. В. Модуляция функциональной активности клеток и
белков внеклеточного матрикса в процессе регенерации тканей под
действием матриксных металлопротеиназ [Текст] : автореф. дис. ... канд.
биол. наук : 03.00.25 / И. В. Воронкина ; [Ин-т цитологии РАН]. – СанктПетербург, 2003. – 26 с.
25. Гарбуз, И. Ф. Опыт применения костных трансплантантов в детской
ортопедии [Текст] / И. Ф. Гарбуз, А. И. Гарбуз // Искусственные материалы в
травматологии и ортопедии : сб. работ V науч.-практ. семинара, Москва, 13
февр. 2009 г. / под ред. А. А. Очкуренко. – Москва, 2009. – С. 17-19.
26. Гистологические основы регенерации тканей опорно-двигательного
аппарата [Текст] / Р. К. Данилов, В. Г. Гололобов, И. А. Одинцова [и др.] //
Ортопедия, травматология и протезирование. – Харьков, 2000. – № 2. – С.
102.
27. Глушкова, А. В. Нанотехнологии и нанотоксикология – взгляд на
проблему [Электронный ресурс] / А. В. Глушкова, А. С. Радилов, В. Р.
Рембовский // Методологические проблемы изучения и оценки био- и
нанотехнологий (нановолны, частицы, структуры, процессы, биообъекты) в
экологии человека и гигиене окружающей среды : материалы пленума Науч.
совета по экологии человека и гигиене окружающей среды РАМН и
Минздравсоцразвития Рос. Федерации / под ред. Ю. А. Рахманина. – Москва,
2007. – Режим доступа: http://www.erh.ru/nano/pdf/st14.pdf.
28. Гололобов,
В.
Г.
Стволовые
стромальные
клетки
и
остеобластический клеточный дифферон [Текст] / В. Г. Гололобов, Р. В. Деев
// Морфология. – 2003. – Т. 123, № 1. – С. 9-19.
314
29. Гончаров, И. Ю. Применение гидроксиапола при восполнении
костных дефектов челюстей и стимуляции остеогенеза [Текст] / И. Ю.
Гончаров, Э. А. Базикян, А. И. Бычков // Стоматология. – 1996. – № 5. – С.
54-56.
30. Гребенников, Е. П. Обмен кремния и алюминия у новорожденных
[Текст] / Е. П. Гребенников // Вопросы теоретической и клинической
медицины. – Запорожье, 1997. – С. 275-277.
31. Григоровский,
В.
В.
Динамика
количественных
патоморфологических изменений и вопросы патогенеза травматического
инфаркта длинной кости [Текст] / В. В. Григоровский // Ортопедия,
травматология и протезирование. – Харьков, 1999. – № 2. – С. 83-87.
32. Грудянов, А. И. Применение препаратов фирмы «Geistlich» (BioGide, Bio-Oss) [Текст] / А. И. Грудянов, А. И. Ерохин, С. Ф. Бякова // Новое в
стоматологии. – 2001. – № 8, спец. вып. : Пародонтология. – С. 72-77.
33. Гусев, Е. И. Неврология и нейрохирургия [Текст] / Е. И. Гусев, А.
Н. Коновалов, Г. С. Бурд. – Москва : Медицина, 2000. – 655 с. – (Учеб. лит.
для студентов мед. вузов).
34. Давыдкин, Н. Ф. Роль гипербарической оксигенации в комплексном
лечении открытых переломов и их осложнений [Текст] / Н. Ф. Давыдкин, А.
Ф. Краснов // Лечение открытых переломов костей и их последствий : [сб.
ст.] : к 100-летию со дня рождения Н. Н. Приорова / Центр. ин-т
травматологии и ортопедии им. Н. Н. Приорова ; [под ред. А. И. Казьмина]. –
Москва, 1985. – С. 38-41.
35. Дамулин, И. В. Нарушения кровообращения в головном и спинном
мозге [Текст] / И. В. Дамулин // Болезни нервной системы : рук. для врачей :
в 2 т. / под ред. Н. Н. Яхно, Д. Р. Штульман. – 3-е изд., перераб. и доп. –
Москва, 2003. – Т. 1. – С. 231-302.
36. Двойрин, В. В. Статистика злокачественных новообразований в
России и некоторых других странах СНГ в 1994 г. [Текст] : [в 2 ч.] / В. В.
Двойрин, Е. М. Аксель, Н. Н. Трапезников ; РАМН, Онкол. науч. центр им.
315
Н. Н. Блохина. – Москва : ОНЦ РАМН, 1995. – Ч. 1. – 198 с. ; Ч. 2. – 193 с.
37. Десятниченко, К. С. Пути повышения активности, стимулирующей
репаративный остеогенез, у материалов, имплантируемых в костный дефект
[Текст] / К. С. Десятниченко, С. Г. Курдюмов, В. К. Леонтьев // Стоматолог. –
2006. – № 11. – С. 56-58.
38. Дзюба, А. В. Черепно-мозговая травма в алкогольном опьянении
(анализ ЧМТ за 2008 год по г. Барнаулу) [Текст] / А. В. Дзюба, А. Б.
Шадымов, Н. В. Назаренко // Актуальные вопросы судебной медицины и
экспертной практики : сб. науч. тр. / под ред. В. П. Новоселова, Б. А.
Саркисяна, В. Э. Янковского ; Судебные медики Сибири. – Новосибирск,
2009. – Вып. 15. – С. 124-126.
39. Дорофеев, Л. A. Применение бикомпонентного спонгиозно-костномозгового аллототрансплантата в хирургии воспалительных заболеваний
позвоночника [Текст] / Л. А. Дорофеев // Туберкулез как объект научных
исследований: тр. ин-та : X лет : [в 2 т.] / Санкт-Петерб. НИИ
фтизиопульмонологии ; под ред. А. В. Васильева. – Санкт-Петербург, I994. –
T. 1 : Результаты эпидемиол., организационных и клинич. исследований. – С.
143-146.
40. Ермаков, С. П. Современные возможности интегральной оценки
медико-демографических процессов [Текст] / С. П. Ермаков ; РАН, Ин-т соц.полит. исслед., Центр демографии. – Москва : [б. и.], 1996. – 61 с.
41. Жарков,
А.
В.
Атравматические
методики
наращивания
альвеолярного отростка по вертикали с помощью направленной тканевой
регенерации [Текст] / А. В. Жарков // Российский вестник дентальной
имплантологии. – 2007. – № 3-4. – С. 56-60.
42. Жусев,
А.
И.
Лечение
периимплантита
с
использованием
остеопластического материала «Коллапан» [Электронный ресурс] / А. И.
Жусев // Стоматология сегодня. – 2003. – № 27. – Режим доступа:
http://www.dentoday.ru/products/032731.php
316
43. Замещение пострезекционных дефектов костей при опухолях и
опухолеподобных заболеваниях с использованием препарата «Коллапан»
[Текст] / А. В. Балберкин, А. Ф. Колонтаев, Д. А. Шавырин [и др.] //
Искусственные материалы в травматологии и ортопедии : сб. работ V науч.практ. семинара, Москва, 13 февр. 2009 г. / под ред. А. А. Очкуренко. –
Москва, 2009. – С. 5-7
44. Заславский, С. А. Cerasorb® – регенерация вместо репарации.
Аугментация костной ткани в имплантологических целях с использованием
синтетического материала Cerasorb® [Текст] / С. А. Заславский // Dental
Market. – 2003. – № 1. – C. 18-20.
45. Золотые
наночастицы:
синтез,
свойства,
биомедицинское
применение [Текст] / Л. А. Дыкман, В. А. Богатырев, С. Ю. Щеголев [и др.] ;
отв. ред. В. В. Игнатов ; РАН, Ин-т биохимии и физиологии растений и
микроорганизмов]. – Москва : Наука, 2008. – 319 с.
46. Зотов, Ю. В. Тактика комплексного лечения тяжелой черепномозговой травмы [Текст] / Р. Д. Касумов, Ю. В. Зотов // Второй съезд
нейрохирургов Российской Федерации, Нижний Новгород, 16-19 июня 1998
г. : тез. докл. / под ред. В. Н. Кондакова. – Санкт-Петербург, 1998. – С. 31.
47. Иванов, С. Ю. «Биометрикс» и «Алломатрикс – Имплант» в
эксперименте [Текст] / С. Ю. Иванов, A. M. Панин, Г. В. Кузнецов // V
международная конференция челюстно-лицевых хирургов и стоматологов,
Санкт-Петербург, 30 мая – 1 июня 2000 г. : материалы. – Санкт-Петербург,
2002. – С. 66.
48. Иорданишвили, А. К. Хирургическое лечение периодонтитов и кист
челюстей [Текст] / А. К. Иорданишвили. – Санкт-Петербург : НордмедИздат, 2000. – 224 с.
49. Ирьянов,
Ю.
М.
Морфологические
исследования
костных
регенератов, формирующихся в условиях дистракционного остеосинтеза
[Текст] / Ю. М. Ирьянов // Гений ортопедии. – 1998. – № 2. – С. 5-10.
50. Ирьянов, Ю. М. Пространственная организация и особенности
317
минерализации регенератов, формирующихся при стабильной фиксации
костных отломков аппаратом Илизарова [Текст] / Ю. М. Ирьянов // Гений
ортопедии. – 1998. – № 1. – С. 39-44.
51. Ирьянов,
Ю.
М.
Пространственная
организация,
стереоультраструктура и минеральный состав регенератов, формирующихся
при первичной краниопластике [Текст] / Ю. М. Ирьянов, А. Н. Дьячков, С. В.
Мухтяев // Гений ортопедии. – 1998. – № 2. – С. 41-47.
52. Ирьянов,
характеристика
Ю.
М.
костной
Ультраструктурная
ткани,
и
гистохимическая
формирующейся
в
регенерате
большеберцовой кости при удлинении голени методом чрескостного
дистракционного остеосинтеза [Текст] / Ю. М. Ирьянов, Т. Ю. Ирьянова //
Омский научный вестник. – 2004. – № 26, прил. – С. 54-56.
53. Исмаилова, В. Н. Экспериментальная терапия новорожденной
костной ткани [Текст] / В. Н. Исмаилова, Е. З. Аскарходжаева // Механизмы
повреждения, резистентности, адаптации и компенсации : тез. докл. II
всесоюз. съезда патофизиологов / Всесоюз. науч. мед. о-во патофизиологов,
Комис. по проблеме союзного значения «Общ. патология». – Ташкент, 1976.
– Т. 2. – С. 509.
54. Использование биокомпозиционного материала «Алломатрикс –
Имплант»
при
хирургическом
лечении
воспалительных
заболеваний
пародонта [Текст] / A. M. Грудянов, А. Ф. Панасюк, Е. В. Ларионов [и др.] //
Пародонтология. – 2003. – № 4. – С. 39-43.
55. Касумов, Р. Д. Современное состояние проблемы хирургического
лечения посттравматических дефектов черепа [Электронный ресурс] / Р. Д.
Касумов, Ж. С. Жанайдаров, П. В. Красношлык // Medline.ru: биомед. журн. –
2006.
–
Т.
4.
–
С.
491-495.
–
Режим
доступа:
http://www.medline.ru/public/art/tom4/art136.phtml.
56. Клинико-диагностические
и
лечебные
аспекты
медицинской
реабилитации больных с черепно-мозговой травмой [Текст] / Л. Я. Лившиц,
Г. И. Арефьева, В. Г. Нинель [и др.] // Второй съезд нейрохирургов
318
Российской Федерации, Нижний Новгород, 16-19 июня 1998 г. : тез. докл. /
под ред. В. Н. Кондакова. – Санкт-Петербург, 1998. – С. 83.
57. Клинический опыт использования остеопластического материала
«Остеопласт-К» при хирургических вмешательствах на пародонте [Текст] /
Л. А. Дмитриева, З. Э. Ревазова, Т. А. Яковлева [и др.] // Пародонтология. –
2006. – № 2. – С. 38-42.
58. Коваленко, Л. В. Биологически активные нанопорошки железа
[Текст] / Л. В. Коваленко, Г. Э. Фолманис ; РАН, Ин-т металлургии и
материаловедения им. А. А. Байкова. – Москва : Наука, 2006. – 124 с.
59. Корж А. А. Репаративная регенерация кости / А. А. Корж, А. М.
Белоус, Е. А. Панков// - МН.Г. Комплексная профилактика деформаций
альвеолярного отростка после удаления зубов / Н. Г. Коротких, Н. Н. Лесных,
Н. И. Лесных, Г. М. Корж // Стоматология. – 2004. – № l. – С. 23-26.
60. Корж, Н. А. Репаративная регенерация кости: соврем. взгляд на
проблему. Стадии регенерации [Текст] : сообщ. 1 / Н. А. Корж, Н. В. Дедух //
Ортопедия, травматология и протезирование. – Харьков, 2006. – № 1. – С. 7784
61. Коротный, В. С. Физико-химическая модель избирательного
связывания кальция и стронция сывороткой крови [Текст] / В. С. Коротный,
С. М. Пучкова // Биологические действие внешних и внутренних источников
радиации : сб. работ / под ред. Ю. И. Москалева, В. С. Калистратовой. –
Москва, 1972. – С. 159-162.
62. Кравцова,
С.
В.
Диагностика
и
комплексное
лечение
травматической эпилепсии [Текст] : дис. … канд. мед. наук : 14.00.28 / С. В.
Кравцова. – Санкт-Петербург, 1998. – 141 с.
63. Кузнецов, Г. В. Применение биокомпозиционного материала
«аллматрикс-имплант»
в
сочетании
клетками-предшественниками
при
со
стромальными
реконструктивных
остеогенными
операциях
на
альвеолярных отростках челюстей [Текст] : автореф. дис. ... канд. мед. наук :
14.00.21 ; 14.00.16 / Г. В. Кузнецов ; Моск. гос. мед.-стомат. ун-т. – Москва,
319
2004. – 23 с.
64. Лаврищева, Г. И. Морфологические и клинические аспекты
репаративной регенерации опорных органов и тканей [Текст] / Г. И.
Лаврищева, Г. А. Оноприенко. – Москва : Медицина, 1996. – 206 с.
65. Лаврищева, Г. И. Особенности формообразования капилляров и
состояния микроциркуляторной сети в зоне регенерации поврежденной кости
[Текст] / Г. И. Лаврищева, Л. Н. Михайлова, Г. А. Оноприенко //
Экспериментально-теоретические и клинические аспекты чрескостного
остеосинтеза, разрабатываемого в КНИИЭКОТ : тез. докл. междунар. конф.,
Курган, 3-5 сент. 1986 г. / Курган. НИИ эксперим. и клинич. ортопедии и
травматологии ; отв. ред. Г. А. Илизаров. – Курган, 1986. – С. 40-42.
66. Леонтьев,
В.
К.
Биологически
активные
синтетические
кальцийфосфатсодержащие материалы для стоматологии [Текст] / В. К.
Леонтьев // Стоматология. – 1996. – № 5. – С. 4-6.
67. Леонтьев, В. К. Имплантационные материалы для замещения
дефектов костной и хрящевой ткани [Текст] : аналит. обзор / В. К. Леонтьев,
С. Д. Литвинов, Т. В. Судакова // Российский вестник дентальной
имплантологии. – 2003. – № 2. – С. 10-19.
68. Лихтерман, Л. Б. Черепно-мозговая травма: итоги века [Текст] / Л.
Б. Лихтерман // Медицинская газета. – 2000. – 3 марта
69. Лобко, И. В. О содержании минералов магния и марганца в плазме
крови больных при хроническом нарушении кровообращения [Текст] / И. В.
Лобко // Тезисы докладов Днепропетровского медицинского института. –
Киев, 2002. – С. 48-50.
70. Лосев, Ф. Ф. Хирургические технологии для восстановления
альвеолярных
отростков
челюстей.
Применение
коротких
и
узких
имплантатов. Необходимость или мода? [Текст] / Ф. Ф. Лосев // Российский
вестник дентальной имплантологии. – 2007. – № 3-4. – С. 16-23.
71. Лукашев, А. А. Аминокислоты в тканях и моче кроликов при
молибденовой интоксикации в хроническом эксперименте [Текст] / А. А.
320
Лукашев // Вопросы токcикологии промышленных химических веществ / Мво здравоохранения Каз. ССР, Науч.-исслед. ин-т краев. патологии. – АлмаАта, 1999. – С. 147-151. – (Тр. ин-та краев. патологии ; т. ХХII).
72. Лукашев, А. А. Некоторые неспецифические показатели у кроликов
и крыс в хроническом эксперименте при интоксикации молибденом [Текст] /
А. А. Лукашев // Вопросы токcикологии промышленных химических веществ
/ М-во здравоохранения Каз. ССР, Науч.-исслед. ин-т краев. патологии. –
Алма-Ата, 1999. – С. 191-196. – (Тр. ин-та краев. патологии ; т. ХХII).
73. Малайцев, В. В. Современные представления о биологии стволовой
клетки [Текст] / В. В. Малайцев, И. М. Богданова, Г. Г. Сухих // Архив
патологии. – 2002. – Т. 64, № 4. – С. 7-11.
74. Малюк, В. И. Фосфорилирующее окисление митохондрий сердца
при ишемии от кровопотери [Текст] / В. И. Малюк, В. Ф. Рудиченко //
Биофизические основы патологического состояния мышц и энергетическое
обеспечение сократительного аппарата : материалы конф., Тбилиси, 10-13
окт. 1973 г. / М-во здравоохр. ГССР, Груз. науч. о-во мед. биофизиков, Груз.
центр мед. биофизики, Ин-т клинич. и эксперим. кардиологии. – Тбилиси,
1973. – С. 144-146.
75. Междисциплинарные аспекты остеологии [Текст] : учеб. пособие /
под ред. Г. П. Котельникова ; Самар. гос. мед. ун-т. – Самара : СамГМУ,
1999. – 180 с.
76. Мезенхимальные стволовые клетки [Текст] / Г. Т. Сухих, Г. В.
Малайцев, И. М. Богданова [и др.] // Бюллетень экспериментальной биологии
и медицины. – 2002. – Т. 133, № 2. – С. 124-131.
77. Мельник, Н. Ю. Первично-отсроченная краниопластика у больных
с тяжелой черепно-мозговой травмой [Текст] : дис. … канд. мед. наук :
14.00.28 / Н. Ю. Мельник. – Санкт-Петербург, 1999. – 152 с.
78. Мерли, М. Увеличение высоты альвеолярного гребня [Текст] :
новая методика с использованием микропластин для остеосинтеза, костного
материала и резорбируемых барьерных мембран / М. Мерли, Ф. Бернарделли
321
// Perio iQ: Perio & Implant. – 2007. – № 9. – С. 75-80.
79. Место
нейрохирургических
вмешательств
в
комплексной
реабилитации больных с последствиями нейротравмы [Текст] / Л. Я.
Лившиц, В. Г. Нинель, П. Н. Бочкарев [и др.] // Актуальные проблемы
здравоохранения Сибири : материалы всерос. конф., посвящ. 5-летию Гос.
клинич. центра охраны здоровья шахтеров, Ленинск-Кузнецкий, 10-11 сент.
1998 г. / РАН, Деп. охраны здоровья населения Кемер. обл., Гос. науч.клинич. центр охраны здоровья шахтеров СО РАМН [и др.] ; отв. ред. В. В.
Агаджанян. – Ленинск-Кузнецкий, 1998. – С. 101.
80. Мешков, Г. В. Комбинированное применение керамических
имплантантов на основе гидроксиаппатита и фиксирующих приспособлений
из титана при реконструктивных операциях черепно-лицевой области [Текст]
/ Г. В. Мешков // Стоматология. – 1996. – Т. 75, № 5. – С. 35-42.
81. Миргазизов, A. M. Планирование лечения с использованием
дентальной имплантации в переднем отделе верхней челюсти с учетом
эстетических требований [Текст] / A. M. Миргазизов // Российский вестник
дентальной имплантологии. – 2007. – № 3-4. – С. 102-106.
82. Модина, Т. Н. Применение комплекса «Cerasorb – богатая
тромбоцитами плазма – бедная тромбоцитами плазма» в пародонтальной
хирургии [Текст] / Т. Н. Модина, М. В. Болбат // Dental Market. – 2004. – № 4.
– С. 22-24.
83. Морфологический анализ костного дефекта при использовании
импланта титана, обработанного пескоструйным методом с различными
композитными покрытиями в динамике первого месяца регенерации [Текст] /
Л. А. Павлова, Т. В. Павлова, А. В. Нестеров [и др.] // Научные ведомости
БелГУ. Сер. Медицина. Фармация. – 2010. – № 4 (75), вып. 9. – С. 58-63.
84. Музафаров,
А.
И.
Некоторые
данные
рентгенологического
исследования легких у рабочих магниевого производства [Текст] / А. И.
Музафаров // Гигиена труда и профессиональные заболевания / М-во
здравоохранения Каз. ССР, Науч.-исслед. ин-т краев. патологии. – Алма-Ата,
322
2002. – С. 59-69. – (Тр. ин-та краев. патологии ; т. XXIX).
85. Мяделец, О. Д. Основы цитологии, эмбриологии и общей
гистологии [Текст] : учеб. пособие / О. Д. Мяделец. – Москва : Мед. кн. ;
Нижний Новгород : НГМА, 2002. – 363 с. – (Учеб. лит. для мед. вузов).
86. Наноструктурный титан для биомедицинских применений: новые
разработки и перспективы коммерциализации [Текст] / Р. З. Валиев, И. П.
Семенова, В. В. Латыш [и др.] // Российские нанотехнологии. – 2008. – Т. 3,
№ 9-10. – С. 106-115.
87. Некрасов, А. К. Замещение дефектов черепа полиэтиленом [Текст] :
автореф. дис. … канд. мед. наук : 14. 00. 22 / А. К. Некрасов ; Иванов. гос.
мед. ин-т. – Иваново, 1976. – 16 с.
88. Никитин,
А.
А.
Разработка
и
клиническая
апробация
композиционных материалов на основе коллагена для хирургии [Текст] :
отчет НИР / А. А. Никитин, М. Ю. Герасименко ; Моск. обл. науч.-исслед.
клинич. ин-т им. М. Ф. Владимирского (МОНИКИ). – Москва, 1997. – С. 11.
89. Никольский, В. Ю. Несъемное мостовидное протезирование при
использовании винтовых и пластиночных имплантатов у больных с полным
отсутствием зубов и резкой атрофией челюстных костей [Текст] / В. Ю.
Никольский, В. Ф. Попов, Е. С. Худякова // Стоматология для всех. – 2007. –
№ 2. – С. 4-9.
90. Никольский,
В.
Ю.
Системная
санация
полости
рта
с
использованием аллогенных костнопластических материалов [Текст] / В. Ю.
Никольский, Е. С. Худякова, Д. В. Габерман // Пародонтология. – 2006. – №
3. – С. 65-70.
91. Новые
биокомпозиционные
материалы
«Биоматрикс»
и
«Алломатрикс-Имплант» для замещения костных дефектов [Текст] / А. Ф.
Панасюк, С. Ю. Иванов, М. В. Лекишвили [и др.] // Биоимплантология на
пopoге XXI века : материалы симп. по проблемам тканевых банков с
междунар. участием. – Москва, 2001. – С. 96-97.
92. Новые
технологии
в
комплексном
323
лечении
пациентов
с
быстропрогрессирующим пародонтитом [Текст] / Т. Н. Модина, С. С.
Молькова, Н. А. Копылова [и др.] // Пародонтология. – 2005. – № 1. – С. 4649.
93. Нури, Ф. Реакция тканей на коллаген и гликозаминогликансодержащие остеопластические материалы с костным гидроксиапатитом:
эксперим. исслед. [Текст] : автореф. дис. ... канд. мед. наук : 14.00.21 :
14.00.16 / Ф. Нури ; Моск. гос. медико-стомат. ун-т. – Москва, 2004. – 25 с.
94. О природе эффекта Илизарова [Текст] / К. С. Десятниченко, Л. С.
Кузнецова, О. Л. Гребнева [и др.] // Ортопедия, травматология и
протезирование. – Харьков, 2000. – № 2. – С. 102-103
95. Оперативное
лечение
кист
челюстей
с
использованием
гидроксиапатита ультравысокой дисперсности [Текст] / В. М. Безруков, Л. А.
Григорьянц, В. П. Зуев [и др.] // Стоматология. – 1998. – Т. 77, № 1. – С. 3135.
96. Основные направления в разработке и применении биоматериалов в
институте имени проф. М. И. Ситенко АМН Украины [Текст] / Н. А. Корж,
Н. В. Дедух, И. Б. Тимченко [и др.] // Искусственные материалы в
травматологии и ортопедии : сб. работ V науч.-практ. семинара, Москва, 13
февр. 2009 г. / под ред. А. А. Очкуренко. – Москва, 2009. – С. 48-53.
97. Особенности регенерации костной ткани черепа при использовании
наноструктурированных имплантов [Текст] / А. В. Нестеров, Т. В. Павлова,
Л. А. Павлова [и др.] // Фундаментальные исследования. – 2011. – № 6. – С.
129-133.
98. Отдаленные
результаты
комплексного
лечения
пациентов
с
воспалительно-деструктивными процессами в тканях пародонта [Текст] / Т.
Н. Модина, С. С. Молькова, Н. А. Копылова [и др.] // Dental Market. – 2005. –
№ 1. – С. 2-5.
99. Отдаленные результаты применения препарата «Коллапан» при
вмешательствах на челюстях [Текст] / А. И. Ушаков, А. В Митронин, И. П.
Гребенникова [и др.] // Российский стоматологический журнал. – 2004. – №
324
3. – С. 20-24.
100.
Т. В. Павлова, Л. А. Павлова, А. В. Нестеров [и др.]
Фиксатор головы животного пат. 103725 Рос. Федерация: МПК A61D 3/00
заявитель и патентообладатель ГОУ ВПО «Белгор. гос. ун-т». – №
2010140027/2; заявл. 29.09.2010; опубл. 27.04.2011; Бюл. № 12. – 1 с.
101.
Т. В. Павлова, Л. А. Павлова, А. В. Нестеров [и др.]
Устройство для ингаляционного наркоза мелких лабораторных животных:
пат. 103726 Рос. Федерация: МПК A61D 7/00 заявитель и патентообладатель
ГОУ ВПО «Белгор. гос. ун-т». – № 2010141639/21; заявл. 11.10.2010; опубл.
27.04.2011; Бюл. №12. – 2 с.
102.
Панасюк, А. Ф. Биоматериалы для тканевой инженерии
и хирургической стоматологии. Ч. 2 [Текст] / А. Ф. Панасюк, Е. В. Ларионов,
Д. А. Саващук // Клиническая стоматология. – 2004. – № 2. – С. 54-57.
103.
Панасюк, А. Ф. Хондроитинсульфаты и их роль в
обмене хондроцитов и межклеточного матрикса хрящевой ткани [Текст] / А.
Ф. Панасюк, Е. В. Ларионов // Научно-практическая ревматология. – 2000. –
№ 2. – С. 46-55.
104.
Панин, A. M. Новое поколение биокомпозиционных
материалов: разработка, лаб.-клинич. обоснование, клинич. внедрение
[Текст] : автореф. дис. ... д-ра мед. наук : 14.00.21 / А. М. Панин ; Моск. гос.
медико-стомат. ун-т. – Москва, 2004. – 48 с.
105.
Панин, А. М. Биокомпозиционные остеопластические
материалы. Применение и перспективы развития [Текст] / A. M. Панин //
Новые технологии в стоматологии : симп., Нижний Новгород, 15-16 мая 2003
г. / Стоматол. ассоц. России. – Нижний Новгород, 2003. – С. 146-148.
106.
Папикян,
А.
В.
Клинико-экспериментальное
обоснование применения костноматричных имплантатов при лечении
воспалительных и деструктивных заболеваний челюстей [Текст] : автореф.
дис. … канд. мед. наук : 14.00.12 / А. В. Папикян ; Ереван. гос. мед. ун-т им.
325
М. Гераци. – Ереван, 1999. – 20 с.
Параскевич, В. Л. Дентальная имплантология: основы
107.
теории и практики [Текст] : [рук.] / В. Л. Параскевич. – 2-е изд. – Москва :
Мед. информ. агентство, 2006. – 400 с. : ил.
Патарая, Г. Имплантация + протезирование за несколько
108.
часов [Электронный ресурс] : сайт посвящён уникальному методу
одноэтапной имплантации – соврем. подходу к имплантации зубов / авт. и
разработчик
Г.
Патарая.
–
Париж,
1998-2014.
–
Режим
доступа:
http://www.pataraya.ru.
109.
Первый
международный
симпозиум,
посвященный
методу F.R.P. [Электронный ресурс] // Denta L : мед. центр : [офиц. сайт] /
Интерактивное агентство «Кельник». – Санкт-Петербург, 2005-2014. – Режим
доступа: http://www.denta-l.com/presscenter/fpr.
110.
Перспективы применения в стоматологии материалов
«Биометрикc», «Алломатрикс-имплант» в
сочетании с остеогенными
клетками-предшественниками костного мозга [Текст] / С. Ю. Иванов, Г. В.
Кузнецов, Р. К. Чайлахян [и др.] // Клиническая имплантология и
стоматология. – 2000. – № 3-4. – С. 37-40.
111.
Петров, М. Д. К вопросу о профилактике деструкции
околоимплантатных тканевых структур [Текст] / М. Д. Петров // Новое в
стоматологии. – 1999. – № 2, спец. вып. – С. 33-41.
112.
Пластическая реконструкция дефектов черепа [Текст] /
А. Е. Дунаевский, Ж. А. Кеворков, И. В. Смалюх [и др.] // Клиническая
хирургия. – 1992. – № 12. – С. 23-26.
113.
Посттравматическая репарация большеберцовой кости у
крыс [Текст] / П. Ю. Хуссар, А. О. Пийрсо, А. А. Мяртсон [и др.] //
Морфология. – 2001. – Т. 120, № 5. – С. 84-91.
114.
Посттравматические дефекты черепа [Текст] / А. Д.
Кравчук, А. А. Потапов, Л. Б. Лихтерман [и др.] // Клиническое руководство
по черепно-мозговой травме / Ин-т нейрохирургии им. Н. Н. Бурденко РАМН
326
; [отв. координатор-сост. проф. Л. Б. Лихтерман] ; под ред. А. Н. Коновалова.
– Москва : Антидор : Энцикл. интернешнл, 1998-2002. – Т. 3 : Последствия и
осложнения
черепно-мозговой
травмы,
стандарты
и
рекомендации,
нейрореабилитация, экспертиза. – Москва, 2002. – С. 147-162.
Применение инновационных методов в морфологии с
115.
целью изучения регенерации костной ткани [Текст] / Т. В. Павлова, Л. А.
Павлова, А. В. Нестеров [и др.] // Актуальные вопросы патологической
анатомии : сб. науч. тр. всерос. конф. с междунар. участием, СанктПетербург, 14-15 окт. 2011 г. – Санкт-Петербург, 2012. – С. 177-179.
Применение керамических имплантов для пластики
116.
дефектов черепа: эксперим. исслед. [Текст] / Т. В. Павлова, А. В. Нестеров,
П. А. Павлова [и др.] // Научные ведомости БелГУ. Сер. Медицина.
Фармация. – 2012. – № 10 (129), вып. 18/1. – С. 41-44.
Применение
117.
коллапана
в
лечении
хронического
остеомиелита [Текст] : мед. технология / З. И. Уразгильдеев, В. Г. Голубев, Г.
Н. Берченко [и др.] // Искусственные материалы в травматологии и
ортопедии : сб. работ V науч.-практ. семинара, Москва, 13 февр. 2009 г. / под
ред. А. А. Очкуренко. – Москва, 2009. – С. 89-96.
Применение
118.
«Cerasorb»
на
хирургическом
мембраны
этапе
«Epi-Guide»
лечения
и
препарата
деструктивных
форм
пародонтита [Текст] / Т. Н. Модина, С. С. Молькова, Э. Г. Старикова [и др.] //
Dental Market. – 2003. – № 1. – С. 18-20.
119.
Применение
разновидностей
«КоллапАна»
в
амбулаторной практике [Текст] / М. В. Дунаев, А. С Туманова, В. А. Китаев
[и др.] // Новое в стоматологии. – 2005. – № 2. – С. 82-85.
120.
Пул, Ч. Нанотехнологии [Текст] : учеб. пособие / Ч. Пул,
Ф. Оуэнс ; пер. с англ. Ю. И. Головина, В. В. Лучинина. – 2-е изд., доп. –
Москва : Техносфера, 2006. – 336 с. – (Мир материалов и технологий).
121.
Распределение
минеральных
частиц
в
матриксе
пластинчатой кости [Текст] / Б. А. Жилкин, А. А. Докторов, Ю. И. Денисов327
Никольский [и др.] // Морфология. – 2000. – Т. 117, № 3. – С. 47.
122.
Рахимова, М. Т. Показатели артериального давления у
рабочих магниевого завода [Текст] / М. Т. Рахимова // Труды НИИ краевой
патологии М-ва здравоохранения Каз. ССР. – 2001. – Т. 27. – С. 189-192.
123.
Регенерация кости после различного вида нарушения ее
целостности в условиях фиксации аппаратом Илизарова [Текст] : материалы
временных коллективов / В. И. Шевцов, С. А. Ерофеев, А. М. Чиркова [и др.]
// Современные проблемы медицины и биологии : тридцатая обл. юбил.
науч.-практ. конф., Курган, 1998 г. – Курган, 1998. – С. 88-90.
124.
Рыбаков, П. А. Костная пластика с использованием
лиофилизированного губчатого аллотрансплантата [Текст] : результаты
лечения с применением имплантатов системы «Конмет» и «Semados» / П. А.
Рыбаков, С. В. Минеев // Российский вестник дентальной имплантологии. –
2007. – № 3-4. – С. 48-54.
125.
помощью
Саргсян, А. А. Восстановление костных дефектов с
трансплантации
культуральных
штаммов
костномозговых
фибробластов в условиях эксперимента [Текст] : автореф. дис. ... канд. биол.
наук : 14.00.23 / А. А. Саргсян ; АМН СССР, НИИ морфологии человека. –
Москва, 1990. – 20 с.
126.
Современные
технологии
использования
остеопластического материала в комплексе с обогащенной тромбоцитарной
плазмой для закрытия костных дефектов при деструктивных процессах в
тканях пародонта [Текст] / Т. Н. Модина, М. В. Болбат, Э. Г. Старикова [и
др.] // Пародонтология. – 2004. – № 3. – С. 50-53.
127.
Сравнительная
характеристика
использования
отечественных биокомпозитных материалов для заполнения костных
дефектов челюстей в амбулаторной практике [Текст] / С. А. Аснина, B. C.
Агапов, Е. В. Игнатьева [и др.] // Актуальные вопросы стоматологии : сб. тез.
всерос. науч.-практ. конф., посвящ. 120-летию со дня рождения А. И.
Евдокимова. – Москва, 2003. – С. 10-11.
328
128.
Стромальные
мезенхимальные
клетки
–
создания костной ткани для повышения эффективности
источник
дентальной
имплантации: ближайшие и отдалённые перспективы [Текст] / Ф. Ф. Лосев,
А. И. Воложнн, Т. Ю. Татаренко-Козьмина [и др.] // Российский вестник
дентальной имплантологии. – 2005. – № 1-2. – С. 38-43.
129.
Суворова,
Е.
И.
Костная
ткань
как
композит:
нанокристаллы гидроксиапатита, коллаген [Текст] / Е. И. Суворова // Х
национальная конференция по росту кристаллов. НКРК-2002, Москва, 24-29
нояб. 2002 г. : тез. докл. / Ин-т кристаллографии РАН, Нац. ком. рос.
кристаллографов, Инновац.-технол. центр РАН «Рост кристаллов и их
применение в новых технологиях» [и др.]. – Москва, 2002. – С. 463.
hltp://www.crys.ras.ru/nccE/REPORTS/sei 1 .hlml.
130.
Сумароков,
Д.
Д.
Зависимость
остеоиндуктивной
активности костного матрикса от массы и площади трансплантата [Текст] / Д.
Д. Сумароков, Д. В. Гуткин, М. Б. Швырков // Стоматология. – 1991. – № 2. –
С. 9-11.
131.
Сумлинский, И. В. Использование биокомпозиционных
материалов «Биоматрикс» и «Остеоматрикс» при хирургическом лечении
деструктивных форм периодонтита. Ч. I [Текст] / И. В. Сумлинский //
Институт стоматологии. – 2004. – № 4. – С. 24-26.
132.
Таль,
Х.
Сохранение
альвеолярного
гребня
и
наращивание десны: клинич. мастерство [Текст] / X. Таль // Клиническая
стоматология. – 2001. – № 4. – С. 40-43.
133.
Тевосян, Г. В. Роль костного мозга в процессе
костеобразования и его репаративные потенции при заживлении переломов:
эксперим.-клинич. исслед. [Текст] : автореф. дис. ... канд. мед. наук : 14.00.22
/ Г. В. Тевосян ; Ереван. гос. мед. ин-т. – Ереван, 1979. – 21 с.
134.
Темирбеков, А. Н. Морфофункциональные особенности
изменений в печени, хромосомах клеток костного мозга и развитии эмбриона
мышей при воздействии хлората магния и коррекция их витамином С [Текст]
329
: автореф. дис. … канд. мед. наук : 14.00.23 / А. Н. Темирбеков ; Ташк. гос.
мед. ин-т. – Ташкент, 1988. – 20 с.
135.
Труханов, Е. Ф. Закрытие перфоративных отверстий и
свищей верхнечелюстной пазухи с использованием биокомпозитного
материала «Коллапан» [Текст] / Е. Ф. Труханов, В. Ю. Замураев, С. В.
Терещук // Стоматология сегодня. – 2003. – № 8. – С. 47.
136.
Тугай, В. А. Роль Са2+-АТРазы саркоплазматического
ретикулума скелетных мышц в транспорте кальция [Текст] / В. А. Тугай //
Биохимия животных и человека : респ. межвед. сб. / АН УССР, Ин-т
биохимии им. А. В. Палладина. – Киев, 1977-1990. – Вып. 14 : Ионный
гомеостаз клетки. – Киев, 1990. – С. 11-23.
137.
Уменьшение
резорбции
аутогенного
костного
трансплантата с помощью материала Био-Осс: проспектив. исслед. [Текст] /
К. Майорана, М. Беретта, С. Салина [и др.] // Perio iQ: Perio & Implant. – 2007.
– № 9. – С. 81-88.
138.
Хачатрян, В. А. Гидроцефалия при черепно-мозговой
травме [Текст] / В. А. Хачатрян, В. П. Берснев, Ю. В. Зотов // Зотов Ю. В.
Очаги размозжения головного мозга: клиника, диагностика, лечение / Ю. В.
Зотов, Р. Д. Касумов, И. Тауфик. – Санкт-Петербург, 1996. – С. 201-214.
139.
Хенч, Л. Биокерамика: от концепции до клиники [Текст]
/ Л. Хенч // Клиническая имплантология и стоматология. – 1999. – № 8. – С.
63-70.
140.
Хирургическое лечение радикулярных кист челюстных
костей с использованием биокомпозиционного материала «Остеоматрикс»
[Текст] / С. А. Аснина, B. C. Агапов, А. Ф. Панасюк [и др.] // Институт
стоматологии. – 2004. – № 2. – С. 43-44.
141.
Хирургия дефектов черепа [Текст] / Ю. В. Зотов, Р. Д.
Касумов, В. И. Савельев [и др.]. – Санкт-Петербург : Айю, 1998. – 184 c.
142.
Холодов, С. В. Применение «декстеровской культуры»
костного мозга для тестирования остеопластических имплантационных
330
материалов на основе полиметилметакрилата и гидроксиапатита [Текст] / С.
В. Холодов // Российский вестник дентальной имплантологии. – 2007. – № 34. – С. 30-34.
143.
Церебролизин в лечении когнитивных расстройств при
атеросклерозе и артериальной гипертонии [Текст] / Н. В. Верещагин, З. А.
Суслина, С. Л. Темирбаева [и др.] // Лечение нервных болезней. – 2001. – №
1. – С. 15-18.
144.
консервативного
Чехонацкий,
и
А.
хирургического
А.
Современные
вопросы
нарушений
мозгового
лечения
кровообращения [Текст] / А. А. Чехонацкий, З. А. Суслина, С. Л. Тимербаева
// Ремедиум Приволжье. – 2009. – № 9. – С. 35
145.
Шевцов, В. И. Морфологическая характеристика ранних
стадий репаративного процесса при замещении дефектов костей черепа
методом дозированной дистракции [Текст] / В. И. Шевцов, А. М. Чиркова, А.
Н. Дьячков // Вестник травматологии и ортопедии им. Н. Н. Приорова. –
1999. – № 4. – C. 56-61..
146.
Шукри, А. А. Эпидемиология черепно-мозговой травмы
в г. Аден, Йемен [Текст] / А. А. Шукри, В. П. Берснев, Н. П. Рябуха //
Нейрохирургия. – 2006. – № 1. – С. 50-52.
147.
Экспериментально-клиническая
оценка
остеопластических материалов, применяемых в челюстно-лицевой хирургии
и дентальной имплантологии, и их влияние на репаративный остеогенез
[Текст] / А. С. Григорьян, А. А. Кулаков, А. И. Воложин [и др.] // Российский
вестник дентальной имплантологии. – 2003. – № 1. – С. 38-44.
148.
Экспериментально-морфологическое
обоснование
возможности применения кальций-фосфатных биоактивных имплантов в
профилактике и лечении посттравматического гоноартроза [Текст] / Г. А.
Кесян, Г. Н. Берченко, А. С. Самков [и др.] // Искусственные материалы в
травматологии и ортопедии : сб. работ V науч.-практ. семинара, Москва, 13
февр. 2009 г. / под ред. А. А. Очкуренко. – Москва, 2009. – С. 34-39.
331
149.
Ярыгин, Н. Е. Атлас патологической гистологии [Текст]
: учеб. пособие для студентов мед. ин-тов / Н. Е. Ярыгин, В. В. Серов; под
ред. А. И. Струкова. – 2-е изд., испр. и доп. – Москва: Медицина, 1977. – 200
с.
150.
A 2-year follow-up pilot study evaluating the safety and
efficacy of op-1 putty (rhbmp-7) as an adjunct to iliac crest autograft in
posterolateral lumbar fusions [Text] / A. R. Vaccaro, T. Patel, J. Fischgrund [et al.]
// Eur. Spine J. – 2005. – Vol. 14, № 7. – P. 623-629.
151.
A 4-year controlled clinical study into the use of a ceramic
hydroxyapatite implant material for the treatment of periodontal bone defects
[Text] / P. N. Galgut, I. М. Waite, J. D. Brookshaw [et al.] // J. Clin. Periodontol. –
1992. – Vol. 19, № 8. – P. 570-577.
152.
A comparison of polylactic acid granules and decalcified
freeze-dried bone allograft in human periodontal osseous defects [Text] / C. L.
Meadows, М. Е. Gher, G. Quintero [et al.] // J. Periodontol. – 1993. – Vol. 64, №
2. – P. 103-109.
153.
A model for intramembranous ossification during fracture
healing [Text] / Z. Thompson, T. Miclau, D. Hu [et al.] // J. Orthop. Res. – 2002. –
Vol. 20, № 5. – P. 1091-1098.
154.
A new biodegradable nanocomposite based on polyhedral
oligomeric silsesquioxane nanocages: cytocompatibility and investigation into
electrohydrodynamic jet fabrication techniques for tissue-engineered scaffolds
[Text] / J. Raghunath, H. Zhang, M. J. Edirisinghe [et al.] // Biotechnol. Appl.
Biochem. – 2009. – Vol. 52, pt. 1. – P. 1-8.
155.
A pilot safety and efficacy study of OP-1 putty (rhBMP-7)
as an adjunct to iliac crest autograft in posterolateral lumbar fusions [Text] / A. R.
Vaccaro, T. Patel, J. Fischgrund [et al.] // Eur. Spine J. – 2003. – Vol. 12, № 5. – P.
495-500.
156.
A pilot study evaluating the safety and efficacy of OP-1
Putty (rhBMP-7) as a replacement for iliac crest autograft in posterolateral lumbar
332
arthrodesis for degenerative spondylolisthesis [Text] / A. R. Vaccaro, T. Patel, J.
Fischgrund [et al.] // Spine. – 2004. – Vol. 29, № 17. – P. 1885-1892.
157.
A prospective randomized study of posterolateral lumbar
fusion using osteogenic protein-1 (OP-1) versus local autograft with ceramic bone
substitute; emphasis of surgical exploration and histologic assessment [Text] / M.
Kanayama, Т. Hashimoto, K. Shigenobu [et al.] // Spine. – 2006. – Vol. 31, № 10.
– P. 1067-1074.
158.
Acute pulmonary effects of ultrafine particules in rats and
mice [Text] / G. Oberdörster, J. N. Finkelstein, C. Johnston [et al.] // Res. Rep.
Health Eff. Inst. – 2000. – № 96. – P. 5-74.
159.
Acute toxicity of nano- and micro-scale zinc powder in
healthy adult mice / B. Wang, W. Y. Feng, T. C. Wang [et al.] // Toxicol. Lett. –
2006. – Vol. 161, № 2. – P. 115-123.
160.
Acute toxicological effects of copper nanoparticles in vivo
[Text] / Z. Chen, H. Meng, G. Xing [et al.] // Toxicol. Lett. – 2006. – Vol. 163, №
2. – P. 109-120.
161.
Addition of human recombinant bone morphogenetic
protein-2 to inactive commercial human demineralized freeze-dried bone allograft
makes an effective composite bone inductive implant material [Text] / Z.
Schwartz, A. Somers, J. T. Mellonig [et al.] // J. Periodontol. – 1998. – Vol. 69, №
12. – P. 1337-1345.
162.
Alteration of fracture stability influences chondrogenesis,
osteogenesis and immigration of macrophages [Text] / S. Hankemeier, S. Grässel,
G. Plenz [et al.] // J. Orthop. Res. – 2001. – Vol. 19, № 4. – P. 531-538.
163.
An in vitro assessment of the antibacterial properties and
cytotoxicity of nanoparticulate silver bone cement [Text] / V. Alt, T. Bechert, P.
Steinrücke [et al.] // Biomaterials. – 2004. – Vol. 25, № 18. – P. 4383-4391.
164.
Analysis of prognostic and survival factors related to
treatment of low-grade astrocytomas in adults [Text] / M. Nakamura, N. Konishi,
S. Tsunoda [et al.] // Oncology. – 2000. – Vol. 58, № 2. – P. 108-116.
333
165.
Antibacterial effect of an enamel matrix protein derivative
on in vivo dental biofilm vitality [Text] / N. B. Arweiler, T. M. Auschill, N. Donos
[et al.] // Clin. Oral. Investig. – 2002. – Vol. 6, № 4. – P. 205-209.
166.
Atomic force microscopic study of the surface morphology
of apatite films deposited by pulsed laser ablation [Text] / E. N. Antonov, V. N.
Bagratashvili, V. K. Popov [et al.] // Biomaterials. – 1997. – Vol. 18, № 15. – P.
1043-1049.
167.
Autocrine growth factors in human periodontal ligament
cells cultured on enamel matrix derivative [Text] / S. P. Lyngstadaas, E. Lundberg
[et al.] // J. Clin. Periodontol. – 2001. – Vol. 28, № 2. – P. 181-188.
168.
Autologous chondrocyte transplantation. Biomechanics and
long-term durability [Text] / L. Peterson, M. Brittberg, I. Kiviranta [et al.] // Am. J.
Sports Med. – 2002. – Vol. 30. – P. 2-12.
169.
Minas, T. Autologous Chondrocyte Transplantation [Text] /
T. Minas, L. Peterson // Operative Techniques in Sports Medicine. – 2012. – Vol.
20, № 1. – P. 72-86
170.
Barker, F. G. Repairing holes in the head: a history of
cranioplasty [Text] / F. G. Barker // Neurosurgery. – 1997. – Vol. 41, № 4. – P.
999.
171.
Bauer, F. C. Human osteosarcoma derived soluble bone
morphogenetic protein [Text] / F. C. Bauer, M. R. Urist // Clin. Orthop. Relat. Res.
– 1981. – № 154. – P. 291-295.
172.
Biocompatibility and degradation of poly(DL-lactic-co-
glycolic acid)/calcium phosphate cement composites [Text] / P. Q. Ruhé, E. L.
Hedberg, N. T. Padron [et al.] // J. Biomed. Mater. Res. A. – 2005. – Vol. 74, № 4.
– P. 533-544.
173.
Biodegradable gelatin microparticles as delivery systems for
the controlled release of bone morphogenetic protein-2 [Text] / Z. S. Patel, M.
Yamamoto, H. Ueda [et al.] // Acta Biomater. – 2008. – Vol. 4, № 5. – P. 11261138.
334
174.
Biomaterial
particle
phagocytosis
by
bone-resorbing
osteoclasts [Text] / W. Wang, D. J. Ferguson, J. M. Quinn [et al.] // J. Bone Joint
Surg. Br. – 1997. – № 5. – P. 849-856.
175.
Bland, Y. S. The expression of the fibrillar collagen genes
during fracture healing: heterogeneity of the matrices and differentiation of the
osteoprogenitor cells [Text] / Y. S. Bland, M. A. Critchlow, D. E. Ashhurst //
Histochem. J. – 1999. – Vol. 31, № 12. – P. 797-809.
176.
BMP
receptor
signaling
is
required
for
postnatal
maintenance of articular cartilage [Text] / R. B. Rountree, M. Schoor, H. Chen [et
al.] // PLoS Biol. – 2004. – Vol. 2, № 11. – P. e355.
177.
Bone defect healing enhanced by ultrasound stimulation: an
in vitro tissue culture model [Text] / J. S. Sun, Y. H. Tsuang, F. H. Lin [et al.] // J.
Biomed. Mater. Res. – 1999. – Vol. 46, № 2. – P. 253-261.
178.
Bone engineering of the rabbit ulna [Text] / A. El-Ghannam,
L. Jr. Cunningham, D. Pienkowski [et al.] // J. Oral Maxillofac. Surg. – 2007. –
Vol. 65, № 8. – P. 1495-1502.
179.
cartilage
Bone morphogenetic protein signals are required for
formation
and
differently
regulate
joint
development
during
skeletogenesis [Text] / N. Tsumaki, T. Nakase, T. Miyaji [et al.] // J. Bone Miner
Res. – 2002. – Vol. 17, № 5. – P. 898-906.
180.
Bone morphogenetic protein: a review [Text] / G. Aldinger,
G. Herr, W. Kusswetter [et al.] // Int. Orthop. – 1991. – Vol. 15, № 2. – P. 169177.
181.
Bone morphogenetic protein-2 causes commitment and
differentiation in C3H10T1/2 and 3T3 cells [Text] / E. A. Wang, D. I. Israel, S.
Kelly [et al.] // Growth Factors. – 1993. – Vol. 9, № 1. – P. 57-71.
182.
Brown, J. S. Ultrafine particle deposition and clearance in
the healthy and obstructed lung [Text] / J. S. Brown, K. L. Zeman, W. D. Bennett
// Am. J. Respir. Crit. Care Med. – 2002. – Vol. 166, № 9. – Р. 1240-1247.
183.
Cairncross, J. G. Understanding low-grade glioma: a decade
335
of progress [Text] / J. G. Cairncross // Neurology. – 2000. – Vol. 54, № 7. – P.
1402-1403.
184.
Caplan, A. I. Bone development and repair [Text] / A. I.
Caplan // Bioessays. – 1987. – Vol. 6, № 4. – P. 171-175.
185.
Carbon nanotubes: a review of their properties in relation to
pulmonary toxicology and workplace safety [Text] / K. Donaldson, R. Aitken, L.
Tran [et al.] // Toxicol. Sci. – 2006. – Vol. 92, № 1. – P. 5-22.
186.
Caroni, P. The regulation of the Na+-Ca2+ exchanger of
heart sarcolemma [Text] / P. Caroni, E. Carafoli // Europ. J. Biochem. – 1983. –
Vol. 132, № 3. – P. 451-460.
187.
Characteristics of bone morphogenetic protein-induced
chondroid bone: his-tochemical, immuno-histochemical and in situ hybridization
examinations [Text] / Т. Kawakami, Т. Kawai, A. Kimura [et al.] // J. Int. Med.
Res. – 2001. – Vol. 29, № 6. – P. 480-487.
188.
Characterization of rhBMP-2 pharmacokinetics implanted
with biomaterial carriers in the rat ectopic model [Text] / H. Uludag, D.
D'Augusta, R. Palmer [et al.] // J. Biomed. Mater. Res. – 1999. – Vol. 46, № 2. – P.
193-202.
189.
Clinical and histologic evaluation of an enamel matrix
protein derivative combined with a bioactive glass for the treatment of intrabony
periodontal defects in humans [Text] / A. Sculean, P. Windisch, T. Keglevich [et
al.] // Int. J. Periodontics Restorative Dent. – 2005. – Vol. 25, № 2. – P. 139-147.
190.
Clinical and histologic evaluation of human intrabony
defects treated with an enamel matrix protein derivative (Emdogain) [Text] / A.
Sculean, G. C. Chiantella, P. Windisch [et al.] // Int. J. Periodontics Restorative
Dent. – 2000. – Vol. 20, № 4. – P. 374-381.
191.
Clinical and histologic evaluation of human intrabony
defects treated with an enamel matrix protein derivative combined with a bovinederived xenograft [Text] / A. Sculean, P. Windisch, T. Keglevich [et al.] // Int. J.
Periodontics Restorative Dent. – 2003. – Vol. 23, № 1. – P. 47-55.
336
192.
Clinical evaluation of bioactive glass in the treatment of
periodontal defects in humans [Text] / T. B. Lovelance, J. T. Melionig, R. M.
Meffert [et al.] // J. Periodontol. – 1998. – Vol. 69, № 9. – P. 1027-1035.
193.
Clinical evaluation of Bio-Oss: a bovine-derived xenograft
for the treatment of periodontal osseous defects in humans [Text] / C. R.
Richardson, J. T. Mellonig, M. A. Brunsvold [et al.] // J. Clin. Periodontol. – 1999.
– Vol. 26, № 7. – P. 421-428.
194.
Clinical, radiographic, and histologic evaluation of human
periodontal defects treated with Bio-Oss and Bio-Gide [Text] / M. Camelo, M. L.
Nevins, R. K. Schenk [et al.] // Int. J. Periodontics Restorative Dent. – 1998. – Vol.
18, № 4. – P. 321-331.
195.
Cloning and characterization of a novel member of the
transforming growth factor-beta/bone morphogenetic protein family [Text] / V. M.
Paralkar, A. L. Vail, W. A. Grasser [et al.] // J. Biol. Chem. – 1998. – Vol. 273, №
22. – P. 13760-13767.
196.
Comparative study of pulmonary responses to nano- and
submicron-sized ferric oxide in rats [Text] / M. T. Zhu, W. Y. Feng, B. Wang [et
al.] // Toxicology. – 2008. – Vol. 247, № 2-3. – P. 102-111.
197.
Comparison of enamel matrix proteins and bioabsorbable
membranes in the treatment of intrabony periodontal defects. A split-mouth study
[Text] / A. Sculean, N. Donos, A. Blaes [et al.] // J. Periodontol. – 1999. – Vol. 70,
№ 3. – P. 255-262.
198.
Comparison of treatments of infrabony defects with enamel
matrix derivative, guided tissue regeneration with a nonresorbable membrane and
Widman modified flap. A pilot study [Text] / M. Silvestri, G. Ricci, G. Rasperini
[et al.] // J. Clin. Periodontol. – 2000. – Vol. 27, № 8. – P. 603-610.
199.
Composites of bone morphogenetic protein and type 4
collagen, coral-derived coral hydroxy apatite, and tricalcium phosphate ceramics
[Text] / Т. Gao, T. S. Lindholm, A. Marttinen [et al.] // Int. Orthop. – 1996. – Vol.
20, № 5. – P. 321-325.
337
200.
Contribution of recombinant human bone morphogenetic
protein-2 to the rapid creation of interbody fusion when used in transforaminal
lumbar interbody fusion: a preliminary report [Text] / P. V. Mummaneni, J. Pan, R.
W. Haid [et al.] // J. Neurosurg. Spine. – 2004. – Vol. 1, № 1. – P. 19-23.
201.
Cranioplasty performed with a new osteoconductive
osteoinducing hydroxyapatite-derived material [Text] / A. Pompili, F. Caroli, L.
Carpanese [et al.] // J. Neurosurg. – 1998. – Vol. 89, № 2. – P. 236-242.
202.
Cranioplasty with bone flaps preserved under the scalp
[Text] / A. Paşaoğlu, A. Kurtsoy, R. K. Koc [et al.] // Neurosurg. Rev. – 1996. –
Vol. 19, № 3. – P. 153-156.
203.
Cranioplasty: cosmetic or therapeutic? [Text] / M. Dujovny,
A. Aviles, C. Anger [et al.] // Surg. Neurol. – 1997. – Vol. 47, № 3. – Р. 238-241.
204.
Cytostatic
action
of
enamed
matrix
derivative
(EMD0GA1N), on human oral squamous cell carcinoma-derived SCC25 epithelial
cells [Text] / Т. Kawase, K. Okuda, H. Yoshie [et al.] // J. Periodontal. Res. –
2000. – Vol. 35, № 5. – P. 291-300.
205.
Definition and evaluation of transient ischemic attack: a
scientific statement for healthcare professionals from the American Heart
Association/American
Stroke
Association
Stroke
Council;
Council
on
Cardiovascular Surgery and Anesthesia; Council on Cardiovascular Radiology and
Intervention; Council on Cardiovascular Nursing; and the Interdisciplinary Council
on Peripheral Vascular Disease. The American Academy of Neurology affirms the
value of this statement as an educational tool for neurologists [Text] / J. D. Easton,
J. L. Saver, G. W. Albers [et al.] // Stroke. – 2009. – Vol. 40, № 6. – P. 2276-2293.
206.
Demonstration
of
blood-vessel
like
structures
in
cartilaginous callus by antilaminin and antiheparin sulfate proteoglycan antibodies
[Text] / A. Hulth, O. Johnell, L. Lindberg [el al.] // Clin. Orthop. Relat. Res. –
1990. – № 254. – P. 289-293.
207.
Dennis, J. E. Origin and differentiation of human and murine
stroma [Text] / J. E. Dennis, P. Charbord // Stem. cells. – 2002. – Vol. 20, № 3. –
338
P. 205-214.
208.
Different effects of BMP-2 on marrow stromal cells from
human and rat bone [Text] / A. M. Osyczka, D. L. Diefenderfer, G. Bhargave [et
al.] // Cells Tissues Organs. – 2004. – Vol. 176, № 1-3. – 109-119.
209.
Diffuse astrocytoma / P. Kleihues, R. L. Davis, H. Ohgaki
[et al.] // Pathology and genetics of tumours of the nervous system / ed. by P.
Kleihues, W. K. Cavenee. – Lyon, 2000. – P. 22-28. – (World Health Organization
classification of tumours).
210.
Dynamics of cerebral blood flow and metabolism in patients
with cranioplasty as evaluated by 133Xe CT and 31P magnetic resonance
spectroscopy [Text] / K. Yoshida, M. Furuse, A. Izawa [et al.] // J. Neurol.
Neurosurg. Psychiatry. – 1996. – Vol. 61, № 2. – P. 166-171.
211.
Ectopic and in situ bone formation of adipose tissue-derived
stromal cells in biphasic calcium phosphate nanocomposite [Text] / Y. Lin,
T.Wang, L. Wu [et al.] // J. Biomed. Mater. Res. A. – 2007. – Vol. 81, № 4. – P.
900-910.
212.
Effect of an enamel matrix protein derivative (Emdogain) on
ex vivo dental plaque vitality [Text] / A. Sculean, T. M. Auschill, N. Donos [et al.]
// J. Clin. Periodontol. – 2001. – Vol. 28, № 11. – P. 1074-1078.
213.
Effect of the enamel matrix derivative Emdogain on the
growth of periodontal pathogens in vitro / A. Spahr, S. P. Lyngstadaas, C. Boeckh
[et al.] // J. Clin. Periodontol. – 2002. – Vol. 29, № 1. – P. 62-72.
214.
Effects of Laddec on the formation of calcified bone matrix
in rat calvariae cells culture [Text] / S. Hofman, M. Sidqui, D Abensur [et al.] //
Biomalerials. – 1999. – Vol. 20, № 3. – P. 1155-1166.
215.
El-Desoky, E. S. Pharmacotherapy of rheumatoid arthritis:
An overview [Text] / E. S. El-Desoky // Curr. Ther. Res. – 2001. – Vol. 62, №. 2. –
P. 92-112.
216.
Disposition and clinical efficacy of methotrexate in patients
with rheumatoid arthritis following weekly low intramuscular dosing : a pilot study
339
[Text] / E. S. El-Desoky, M. M. A. Khalifa, J. A. Mahmoud [et al.] // Curr. Ther.
Res. – 1997. – Vol. 58, № 7. – P. 434-445.
217.
EMEA Insurance Market Report Midyear 2008 [Text] : for
Europe, the Middle East and Africa, covering January to June 2008 / ed. by S.
Marie. – London : Marsh Ltd., 2008. – 34 p
218.
Emery, S. E. Ceramic anterior spinal fusion. Biologic and
biomechanical comparison in a canine model [Text] / S. E. Emery, D. A. Fuller, S.
Stevenson // Spine (Phila Pa 1976). – 1996. – Vol. 21, № 23. – P. 2713-2719.
219.
Enamel Matrix Proteins and Guided Tissue Regeneration
With Titanium-Reinforced Expanded PolytetrafluoroethyleneMembranes in the
Treatment of Infrabony Defects: A Comparative Controlled Clinical Trial [Text] /
G. Zucchelli , F. Bernardi, L. Montebugnoli [et al.] // J. Periodontol. – 2002. – Vol.
73, № 1. – P. 3-12.
220.
Enamel matrix-derived protein stimulates attachment of
periodontal ligament fibroblasts and enhances alkaline phosphatase activity and
transforming growth factor beta1 release of periodontal ligament and gingival
fibroblasts [Text] / M. T. Van der Pauw, T. Van den Bos, V. Everts [et al.] // J.
Periodontol. – 2000. – Vol. 71, № 1. – P. 31-43.
221.
Evaluation of periodontal regeneration following grafting
intrabony defects with bio-osscollagen: a human histologic report [Text] / M. L.
Nevins, M. Camelo, S. E. Lynch [et al.] // Int. J. Periodontics Restorative Dent. –
2003. – Vol. 23, № 1. – P. 9-17.
222.
Experimental study on gelatin/polycaprolactam composite
nanofiber scaffold in wound healing [Text] / J. H. Long, W. Y. Tan, R. W. Jiang
[et al.] // Zhonghua Shao Shang Za Zhi. – 2008. – Vol. 24, № 1. – P. 42-44.
223.
Extracortical bone-bridging fixation with use of cortical
allograft and recombinant human osteogenic protein-1 [Text] / J. Fukuroku, N.
Inoue, B. Rafiee [et al.] // J. Bone Joint Surg. Am. – 2007. – Vol. 89, № 7. – P.
1486-1496.
224.
Formulation of enamel matrix derivative surface coating.
340
Kinetics and cell colonization [Text] / S. Gestrelius, C. Andersson, A. C.
Johansson [et al.] // J. Clin. Periodontol. – 1997. – Vol. 24, № 9 (pt. 2). – P. 678684.
225.
Froum, S. J. Comparison of bioactive glass synthetic bone
graft particles and open debridement in the treatment of human periodontal defects.
A clinical study [Text] / S. J. Froum, M. A. Weinberg, D. Tarnow // Periodontol. –
1998. – Vol. 69, № 6. – P. 698-709.
226.
Froum, S. J. Human histologic evaluation of HTR polymer
and freeze-dried bone allografts. A case report [Text] / S. J. Froum // J. Clin.
Periodontol. – 1996. – Vol. 23, № 7. – P. 615-620.
227.
Gangji, V. Treatment of osteonecrosis of the femoral head
with implantation of autologous bone-marrow cells. Surgical technique [Text] / V.
Gangji, J. P. Hauzeur // J. Bone Joint Surg. Am. – 2005. – Vol. 87, suppl. 1 (pt. 1).
– P. 106-112.
228.
Geesink, R. G. Osteogenic activity of OP-1 bone
morphogenetic protein (BMP-7) in human fibular defect [Text] / R. G. Geesink, N.
H. Hoefnagels, S. K. Bulstra // J. Bone Joint Surg. Br. – 1999 . – Vol. 81, № 4. – P.
710-718.
229.
Gelatin-based resorbable sponge as a carrier matrix for
human mesenchymal stem cells in cartilage regeneration therapy [Text] / M. S.
Ponticiello, R. M. Schinagl, S. Kadiyala [et al.] // J. Biomed. Mater. Res. – 2000. –
Vol. 52, № 2. – P. 246-255.
230.
Gladstone, H. B. Implants for cranioplasty [Text] / H. B.
Gladstone, M. W. McDermott, D. D. Cooke // Otolaryngol. Clin. North Am. –
1995. – Vol. 28, № 2. – P. 381-400.
231.
Guidelines for management of ischaemic stroke and transient
ischaemic attack 2008 [Text] / European Stroke Organisation (ESO) Executive
Committee, ESO Writing Committee // Cerebrovasc. Dis. – 2008. – Vol. 25, № 5.
– P. 457-507.
232.
Guyuron, B. Management of extensive and difficult cranial
341
defects [Text] / B. Guyuron, M. Shafron, B. Columbi // J. Neurosurg. – 1988. –
Vol. 69, № 2, P. 210-212.
233.
Hahn,
J.
Клиническое
радиографическое,
гистологическое и гистоморфомегрическое сравнение PepGen Р-15 в
гранулах и PepGen Р-15 геля в лунках удаленных зубов у одного пациента:
клинич. случай [Текст] / J. Hahn, М. Roher, A. Tofe // Международный журнал
Чикагского центра современной стоматологии. – 2003. – № 1. – С. 39-41.
234.
Hammarström, L. Enamel matrix, cementum development
and regeneration [Text] / L. Hammarström // J. Clin. Periodontol. – 1997. – Vol.
24, № 9 (pt. 2). – Р. 658-668.
235.
Hammarström, L. Periodontal regeneration in a buccal
dehiscence model in monkeys after application of enamel matrix proteins [Text] /
L. Hammarström, L. Heijl, S. Gestrelius // J. Clin. Periodontol. – 1997. – Vol. 24,
№ 9 (pt. 2). – Р. 669-677.
236.
Hausman, M. R. Prevention of fracture healing in rats by an
inhibitor of angiogenesis [Text] / M. R. Hausman, M. B. Shafller, R. J. Majeska //
Bone. – 2001. – Vol. 29, № 6. – P. 560-564.
237.
Health effects of nanoparticles [Text] / IRSST (Québec) ; C.
Ostiguy, G. Lapointe, M. Trottier [et al.]. – Montréal : Institut de recherche RobertSauvé en santé et en sécurité du travail, 2006. – 55 p. : ill. – (Studies and research
projects ; Report R-469).
238.
Hiltunen, A. A standardized experimental fracture in the
mouse tibia [Text] / A. Hiltunen, E. Vuorio, H. T. Aro // J. Orthop. Res. – 1993. –
Vol. 11, № 2. – P. 305-312.
239.
Histochemical and molecular analyses of distraction
osteogenesis in a mouse model [Text] / B. K. Tay, A. X. Le, S. E. Gould [et al.] //
J. Orthop. Res. – 1998. – Vol. 16, № 5. – P. 636-642.
240.
Histologic observations of periodontal wound healing after
treatment with PerioGlas in nonhuman primates [Text] / S. Karatzas, A. Zavras, D.
Greenspan [et al.] // Int. J. Periodontics Restorative Dent. – 1999. – Vol. 19, № 5. –
342
P. 489-499.
241.
Histomorphometric evaluation of the influence of fixator
stiffness on differentiation of tissues in distraction callus [Text] / G. Suger, A.
Laule, L. Claes [et al.] // J. Orthopaedic Trauma. – 1999. – Vol. 13, № 4. – P. 281282. – (Abstracts from the Sixth Meeting of the International Society for Fracture
Repair, Strasbourg, France, 23-26 September 1998).
242.
Hoshi, K. Ultrastruclural, cytochemical, and biophysical
aspects of mechanisms of bone matrix calcification [Text] / K. Hoshi, S. Ejiri, H.
Ozawa // Kaibogaku Zasshi. – 2000. – Vol. 75, № 5. – P. 457-465.
243.
Human
autologous
culture
expanded
bone
marrow
mesenchymal cell transplantation for repair of cartilage defects in osteoarthritic
knees [Text] / S. Wakitani, K. Imoto, T. Yamamoto [et al.] // Osteoarthritis
Cartilage. – 2002. – Vol. 10, № 3. – P. 199-206.
244.
-hydroxyapatite
microspheres
as
carriers
for
bone
morphogenic protein-4 [Text] / Y. J. Wang, F. H. Lin, J. S. Sun [et al.] // Artif.
Organs. – 2003. – Vol. 27, № 2. – P. 162-168.
245.
Hydroxyl radicals (*OH) are associated with titanium
dioxide (TiO(2)) nanoparticle-induced cytotoxicity and oxidative DNA damage in
fish cells [Text] / J. F. Reeves, S. J. Davies, N. J. Dodd [et al.] // Mutat. Res. –
2008. – Vol. 640, № 1-2. – P. 113-122.
246.
Hypoxia affects mesenchymal stromal cell osteogenic
differentiation and angiogenic factor expression [Text] / E. Potier, E. Ferreira, R.
Andriamanalijaona [et al.] // Bone. – 2007. – Vol. 40, № 4. – P. 1078-1087.
247.
Immobilization of bone morphogenetic protein-2 on a
nanofibrous chitosan membrane for enhanced guided bone regeneration [Text] / Y.
J. Park, K. H. Kim, J. Y. Lee [et al.] // Biotechnol. Appl. Biochem. – 2006. – Vol.
43, pt. 1. – P. 17-24.
248.
In vitro and in vivo optimization of impaction allografting by
demineralization and addition of rh-OP-1 [Text] / E. Tsiridis, Z. Ali, A. Bhalla [et
al.] // J. Orthopaedic Res. – 2007. – Vol. 25, № 11. – P. 1425-1437.
343
249.
In vitro osteoinduction of demineralized bone [Text] / P.
Torricelli, M. Fini, G. Giavaresi [et al.] // Artif. Cells Blood Substit. Immobil
Biotechnol. – 1998. – Vol. 26, № 3. – P. 309-315.
250.
In vitro studies on periodontal ligament cells and enamel
matrix derivative [Text] / S. Gestrelius, C. Andersson, D. Lidström [et al.] // J.
Clin. Periodontol. – 1997. – Vol. 24, № 9 (pt. 2). – P. 685-692.
251.
In vivo evaluation of a novel porous hydroxyapatite to
sustain osteogenesis of transplanted bone marrow-derived osteoblastic cells [Text]
/ J. Dong, H. Kojima, T. Uemura [et al.] // J. Biomed. Mater. Res. – 2001. – Vol.
57, № 2. – P. 208-216.
252.
Incidence and timing of p53 mutations during astrocytoma
progression in patients with multiple biopsies [Text] / K. Watanabe, K. Sato, W.
Biernat [et al.] // Clin. Cancer. Res. – 1997. – Vol. 3, № 4. – 523-530.
253.
Interaction of poly(amidoamine) dendrimers with supported
lipid bilayers and cells: hole formation and the relation to transport [Text] / S.
Hong, A. U. Bielinska, A. Mecke [et al.] // Bioconjug. Chem. – 2004. – Vol. 15, №
4. – P. 774-782.
254.
Inward current channels activated by intracellular Ca in
cultured cardiac cells [Text] / D. Colquhoun, E. Neher, H. Reuter [et al.] // Nature.
– 1981. – Vol. 294, № 5843. – P. 752-753.
255.
Jeppsson, C. BMP implants in bone formation : studies in
rabbits and rats [Text] : [diss.] / C. Jeppsson ; Department of Orthopedics Lund
University. – Lund, Sweden, 2003. – 36 p.
256.
Jepsen, S. Bone morphogenetic proteins in periodontal
regeneration [Text] / S. Jepsen, H. Terheyden // Bone morphogenetic proteins :
from laboratory to clinical practice / eds.: S. Vukicevic, K. T. Sampath. – Basel,
2002. – Р. 183-192. – (Progress in Inflammation Research).
257.
Johnsson,
R.
Randomized
radiostereometric
study
comparing osteogenic protein-1 (BMP-7) and autograft bone in human
noninstrumented posterolateral lumbar fusion: 2002 Volvo Award in clinical
344
studies [Text] / R. Johnsson, B. Strömqvist, P. Aspenberg // Spin. – 2002. – Vol.
27, № 23 – P. 2654-2661.
258.
Kaye, A. H. Low grade astrocytomas: controversies in
management [Text] / A. H. Kaye, D. G. Walker // J. Clin. Neurosci. – 2000. – Vol.
7, № 6. – P. 475-483.
259.
Kirker-Head, C. A. Potential applications and delivery
strategies for bone morphogenetic proteins [Text] / C. A. Kirker-Head // Adv. Drug
Deliv. Rev. – 2000. – Vol. 43, № 1. – P. 65-92.
260.
Koulalis, D. Autologous chondrocyte transplantation for
osteochondritis dissecans of the talus [Text] / D. Koulalis, W. Schultz, M. Heyden
// Clin. Orthop. Relat. Res. – 2002. – № 395. – P. 186-192.
261.
Kreyling, W. G. Chapter 7: Clearance of Particles deposited
in the lungs [Text] / W. G. Kreyling, G. Scheuch // Particle lungs interactions /
eds.: P. Gehr, J. Heyder. – New-York ; Basel, 2000. – P. 323-376. – (Lung biology
in health and disease ; vol. 143).
262.
Kreyling, W. G. Dosimetry and toxicology of ultrafine
particles [Text] / W. G. Kreyling, M. Semmler, W. Möller // J. Aerosol. Med. –
2004. – Vol. 17, № 2. – P. 140-152.
263.
Kuznetsov, S. A. A look at the history of bone marrow
stromal cells: the legacy of Alexander Friedenstein [Text] / S. A. Kuznetsov, P. G.
Robey // Graft. – 2000. – Vol. 3, № 6. – P. 278-283.
264.
Kwong, F. N. Chordin knockdown enhances the osteogenic
differentiation of human mesenchymal stem cells [Text] / F. N. Kwong, S. M.
Richardson, C. H. Evans // Arthritis Res. Ther. – 2008. – Vol. 10, № 3. – Art. R65.
265.
La Porte, D. C. Cross-linking of iodine-125-labeled,
calcium-dependent regulatory protein to the Ca2+-sensitive phosphodiesterase
purified from bovine heart [Text] / D. C. La Porte, W. A. Toscano, D. R. Storm //
Biochemistry. – 1979. – Vol. 18, № 13. – P. 2820-2825.
266.
Lewandrowski, K. U. Vertebral osteolysis after posterior
interbody lumbar fusion with recombinant human bone morphogenetic protein 2: a
345
report of five cases [Text] / K. U. Lewandrowski, C. Nanson, R. Calderon // Spine
J. – 2007. – Vol. 7, № 5. – P. 609-614.
267.
Lewinski, N. Cytotoxicity of nanoparticles [Text] / N.
Lewinski, V. Colvin, R. Drezek // Small. – 2008. – Vol. 4, № 1. – P. 26-49.
268.
Lin, D. Phytotoxicity of nanoparticles: inhibition of seed
germination and root growth [Text] / D. Lin, B. Xing // Environ. Pollut. – 2007. –
Vol. 150, № 2. – P. 243-250.
269.
Localisation of bone-forming cells during fracture healing by
osteocalcin immunocytochemistry: an experimental study of the rabbit tibia [Text]
/ H. J. Stafford, M. T. Roberts, O. O. Oni [et al.] // J. Orthop. Res. – 1994. – Vol.
12, № 1. – P. 29-39.
270.
Long-term maintenance of alveolar bone gain after
implantation of autolyzed, antigen-extracted, allogenicbone in periodontal
intraosseous defects [Text] / T. F. Flemmig, B. Ehmke, K. Bolz [et al.] // J.
Periodontol. – 1998. – Vol. 69, № 1. – P. 47-53.
271.
Low grade gliomas treated with adjuvant radiation therapy in
the modern imaging era [Text] / D. B. Mansur, J. Hekmatpanah, R. Wollman [et
al.] // Am. J. Clin. Oncol. – 2000. – Vol. 23, № 3. – P. 222-226.
272.
Mann, W. Cranioplasty with Palacos R in reconstruction of
frontal sinus defects [Text] / W. Mann, A. A. El-Khatieb // J. Laryngol. Otol. –
1988. – Vol. 102, № 9. – P. 824-827.
273.
Manufactured aluminum oxide nanoparticles decrease
expression of tight junction proteins in brain vasculature [Text] / L. Chen, R. A.
Yokel, B. Hennig [et al.] // J. Neuroimmune Pharmacol. – 2008. – Vol. 3, № 4. –
P. 286-295.
274.
сочетание
Marxer,
медленно
M.
Направленная
резорбируемой
мембраны
костная
и
регенерация:
остеозамещающего
материала [Текст] / M. Marxer, M. Kessler // Новое в стоматологии. – 2001. –
№ 8, спец. вып. : Пародонтология. – С. 86-94.
275.
Molecular aspects of healing in stabilized and non-stabilized
346
fractures [Text] / A. X. Le, T. Miclau, D. Hu [et al.] // J. Orthop. Res. – 2001. –
Vol. 19, № 1. – P. 78-84.
276.
Morestin, H. Les transplantations cartilagineuses dans la
chirurgie réparatrice [Text] / H. Morestin // Bull. Mem. Soc. Chir. Paris. – 1915. –
№ 41. – P. 1994-2046.
277.
Nano titanium dioxide photocatalytic protein tyrosine
nitration: a potential hazard of TiO2 on skin [Text] / N. Lu, Z. Zhu, X. Zhao [et al.]
// Biochem. Biophys. Res. Commun. – 2008. – Vol. 370, № 4. – P. 675-680.
278.
Nanoparticle-induced platelet aggregation and vascular
thrombosis [Text] / A. Radomski, P. Jurasz, D. Alonso-Escolano [et al.] // Br. J.
Pharmacol. – 2005. – Vol. 146, № 6. – P. 882-893.
279.
Nanoparticulate fillers improve the mechanical strength of
bone cement [Text] / A. H. Gomoll, W. Fitz, R. D. Scott [et al.] // Acta Orthop. –
2008. – Vol. 79, № 3. – P. 421-427.
280.
Nanosize titanium dioxide stimulates reactive oxygen
species in brain microglia and damages neurons in vitro [Text] / T. C. Long, J.
Tajuba, P. Sama [et al.] // Environ. Health Perspect. – 2007. – Vol. 115, № 11. – P.
1631-1637.
281.
National Stroke Association guidelines for the management
of transient ischemic attacks [Text] / S. C. Johnston, M. N. Nguyen-Huynh, M. E.
Schwarz [et al.] // Ann. Neurol. – 2006. – Vol. 60, № 3. – Р. 301-313.
282.
Olson,
J.
D.
Long
term
outcome
of
low-grade
oligodendroglioma and mixed glioma [Text] / J. D. Olson, E. Riedel, L. M.
DeAngelis // Neurology. – 2000. – Vol. 54, № 7. – P. 1442-1448.
283.
Oni, О. A. The bony callus [Text] / O. A. Oni // Injury. –
1997. – Vol. 28, № 9-10. – P. 629-631.
284.
Oni, О. O. The early stages of the repair of adult human
diaphyseal fractures [Text] / О. O. Oni // Injury. – 1997. – Vol. 28, № 8. – P. 521525.
347
285.
OP-1 enhances dendritic growth from cerebral cortical
neurons in vitro [Text] / P. Le Roux, S. Behar, D. Higgins [et al.] // Exp. Neurol. –
1999. – Vol. 160, № 1. – P. 151-163.
286.
Osteochondral
transplantation
versus
autogenous
chondrocyte transplantation. A prospective comparative clinical study [Text] / U.
Horas, R. Schnettler, D. Pelinkovic [et al.] // Chirurg. – 2000. – Vol. 71, № 9. – P.
1090-1097.
287.
Osteoclasts differentiate from resident precursors in an in
vivo model of synchronized resorption: a temporal and spatial study in rats [Text] /
B. Baroukh, M. Cherruau, C. Dobigny [et al.] // Bone. – 2000. – Vol. 27, № 5. – P.
627-634.
288.
Osteogenic evaluation of glutaraldehyde crosslinked gelatin
composite with fetal rat calvarial culture model [Text] / H. C. Liu, C. H. Yao, J. S.
Sum [et al.] // Artif. Organs. – 2001. – Vol. 25, № 8. – P. 644-654.
289.
Osteogenic protein-1 (BMP-7) accelerates healing of
scaphoid non-union with proximal pole sclerosis [Text] / R. Bilic, P. Simic, М.
Jelic [et al.] // Int. Orthop. – 2006. – Vol. 30, № 2. – P. 128-134.
290.
Osteogenic protein-1 (bone morphogenetic protein-7) in the
treatment of tibial nonunions [Text] / G. E. Friedlaender, C. R. Perry, J. D. Cole [et
al.] // J. Bone Joint. Surg. Am. – 2001. – Vol. 83-A, suppl. 1 (pt. 2). – S151-S158.
291.
Pecina, M. Orthopaedic applications of osteogenic protein-1
(BMP-7) [Text] / M. Pecina, L. R. Giltaij, S. Vukicevic // Int. Orthop. – 2001. –
Vol. 25, № 4. – P. 203-208.
292.
Periodontal regeneration using novel glycidyl methacrylated
dextran (Dex-GMA)/gelatin scaffolds containing microspheres loaded with bone
morphogenetic proteins [Text] / F. M. Chen, Y. M. Zhao, R. Zhang [et al.] // J.
Control. Release. – 2007. – Vol. 121, № 1-2. – P. 81-90.
293.
Periodontal repair in dogs: recombinant human bone
morphogenetic protein-2 significantly enhances periodontal regeneration [Text] /
T. J. Sigurdsson, M. B. Lee, K. Kubota [et al.] // J. Periodontol. – 1995. – Vol. 66,
348
№ 2. – P. 131-138.
294.
Physical properties and cellular responses to crosslinkable
poly(propylenefumarate)/hydroxyapatite nanocomposites [Text] / K. W. Lee, S.
Wang, M. J. Yaszemski [et al.] // Biomaterials. – 2008. – Vol. 29, № 19. – P.
2839-2848.
295.
Pontoriero, R. The use of barrier membranes and enamel
matrix proteins in the treatment of angular bone defects. A prospective controlled
clinical study [Text] / R. Pontoriero, J. Wennström, J. Lindhe // J. Clin.
Periodontol. – 1999. – Vol. 26, № 12. – P. 833-840.
296.
Pore size of porous hydroxyapatite as the cell-substratum
controls BMP-induced osteogenesis [Text] / E. Tsuruga, H. Takita, H. Itoh [et al.]
// J. Biochem. – Tokyo, 1997. – Vol. 121, № 2. – P. 317-324.
297.
Posterior lumbar interbody fusion using recombinant human
bone morphogenetic protein type 2 with cylindrical interbody cages [Text] / R. W.
Haid, C. L. Jr. Branch, J. T. Alexander [et al.] // Spine J. – 2004. – Vol. 4, № 5. –
P. 527-539.
298.
Potential of solid lipid nanoparticles in brain targeting [Text]
/ I. P. Kaur, R. Bhandari, S. Bhandari [et al.] // J. Control. Release. – 2008. – Vol.
127, № 2. – P. 97-109.
299.
Preliminary evaluation of hydroxyapatite cement as an
augmentation device in the edentulous atrophic canine mandible [Text] / С. А.
Bifano, W. A. Edgin, С. Colleton [et al.] // Oral. Surg. Oral Med. Oral Pathol. Oral
Radiol Endod. – 1998. – Vol. 85, № 5. – P. 512-516.
300.
Programmed removal of chondrocytes during endochondral
fracture healing [Text] / F. Y. Lee, Y. W. Choi, F. F. Behrens [et al.] // J. Orthop.
Res. – 1998. – Vol. 16, № 1. – P. 144-150.
301.
. Role of calmodulin in kidney cortex / D. W. Morgan, T. J.
Lynch, W. Y. Cheung [et al.] // Fed. Proceed. – 2002. – Vol. 38. – P. 473.
302.
Purification and characterization of other distinct bone-
inducing factors [Text] / E. A. Wang, V. Rosen, P. Cordes [et al.] // Proc. Natl.
349
Acad. Sci USA. – 1988. – Vol. 85, № 24. – P. 9484-9488.
303.
Recombinant
growth/differentiation
factor-5
(GDF-5)
stimulates osteogenic differentiation of marrow mesenchymal stem cells in porous
hydroxyapatite ceramic / H. Shimaoka, Y. Dohi, H. Ohgushi [et al.] // J. Biomed.
Mater. Res. A. – 2004. – Vol. 68, № 1. – P. 168-176.
304.
Recombinant human bone morphogenetic protein-2 for
treatment of open tibial fractures: a prospective, controlled, randomized study of
four hundred and fifty patients [Text] / S. Govender, C. Csimma, H. K. Genant [et
al.] // J. Bone Joint Surg. Am. – 2002. – Vol. 84-A, № 12. – P. 2123-2134
305.
Recombinant human osteogenic protein-1 (hOP-1) induces
new bone formation in vivo with a specific activity comparable with natural bovine
osteogenic protein and stimulates osteoblast proliferation and differentiation in
vitro [Text] / T. K. Sampath, J. C. Maliakal, P. V. Hauschka [et al.] // J. Biol.
Chem. – 1992. – Vol. 267, № 28. – P. 20352-20362.
306.
Reddi, A. H. Morphogenetic messages are in the
extracellular matrix: biotechnology from bench to bedside [Text] / A. H. Reddi //
Biochem. Soc. Trans. – 2000. – Vol. 28, № 4. – P. 345-349.
307.
Reddi, A. H. Role of morphogenetic proteins in skeletal
tissue engineering and regeneration [Text] / A. H. Reddi // Nat. Biotechnol. –
1998. – Vol. 16, № 3. – P. 247-252.
308.
Repair
of
articular
cartilage
defects
with
cultured
chondrocytes in Atelocollagen gel. Comparison with cultured chondrocytes in
suspension [Text] / K. Katsube, M. Ochi, Y. Uchio [et al.] // Arch. Orthop.
Trauma. Surg. – 2000. – Vol. 120, № 3-4. – P. 121-127.
309.
Repair of human sckull defects using osteoinductive bone
alloimplants [Text] / N. Kübler, C. Michel, J. Zöller [et al.] // J. Craniomaxillofac.
Surg. – 1995. – Vol. 23, № 6. – P. 337-346.
310.
Resorption of hydroxyapatite and fluorapatite coatings in
man. An experimental study in trabecular bone [Text] / S. Overgaard, K. Søballe,
M. Lind // J. Bone Joint Surg. Br. – 1997. – Vol. 79, № 4. – P. 654-659.
350
311.
Resurfacing cartilage defects with chondrocytes proliferated
without differentiation using platelet-derived growth factor [Text] : pat. 6001352
USA : Int. CL6 A 61 K 35/32, C 12 N 11/08, C 12 N 5/00, C 12 N 5/08 [Text] / B.
D. Boyan, Z. Schwartz ; OsteoBiologics, Inc., San Antonio, Tex. – № 6,001,352 ;
filed. 31.03.1997 ; date of patent 14.12.1999.
312.
RhBMP-7 accelerates the healing in distal tibial fractures
treated by external fixation [Text] / J. Ristiniemi, T. Flinkkilä, P. Hyvönen [et al.]
// J. Bone Joint Surg. Br. – 2007. – Vol. 89, № 2. – P. 265-272.
313.
Role of fracture hematoma and periosteum during fracture
healing in rats: interaction of fracture hematoma and the periosteum in the initial
step of the healing process [Text] / A. Ozaki, M. Tsunoda, S. Kinoshita [et al.] // J.
Orthop. Sci. – 2000. – Vol. 5, № 1. – P. 64-70.
314.
Rühling, A. Hydroxylapatit und Bioglas in parodontalen
Knochentaschen – Klinisch-röntgenologische versus histologische Befunde [Text]
/ A. Rühling, H. C. Plagmann // Parodontologie. – 2001. – Vol. 12, № 3. – P. 261271.
315.
Sanan, A. Repairing holes in the head: a history of
cranioplasty [Text] / A. Sanan, S. J. Haines // Neurosurgery. – 1997. – Vol. 40, №
3. – P. 588-603.
316.
Scanning electron microscopic study of primary fracture
healing [Text] / J. Wiltfang, H. A. Merten, M. Rieger [et al.] // Mund. Kiefer.
Gesichtschir. – 1997. – Vol. 1, № 3. – P. 165-168.
317.
Seeherman, H. Delivery of bone morphogenetic proteins for
orthopedic tissue regeneration [Text] / H. Seeherman, J. M. Wozney // Cytokine
Growth Factor Rev. – 2005. – Vol. 16, № 3. – P. 329-345.
318.
Segal, D. H. Neurological recovery after cranioplasty [Text]
/ D. H. Segal, J. S. Oppenheim, J. A. Murovic // Neurosurgery. – 1994. – Vol. 34,
№ 4. – P. 729-731.
319.
Shafqat, S. Age-dependent rate of anaplastic transformation
in low-grade astrocytoma [Text] / S. Shafqat, E. T. Hedley-Whyte, J. W. Henson //
351
Neurology. – 1999. – Vol. 52, № 4. – P. 867-869.
320.
Shared
phenotypic
expression
of
osteoblasts
and
chondrocytes in fracture callus [Text] / S. S. Hughes, D. G. Hicks, R. J. O'Keefe
[et al.] // J. Bone Miner. Res. – 1995. – Vol. 10, № 4. – P. 533-544.
321.
Silver/Dendrimer
nanocomposites
as
biomarkers:
fabrication, characterization, in vitro toxicity and intracellular detection [Text] / W.
Lesniak, A. Bielinska, K. Sun [et al.] // Nano Lett. – 2005. – Vol. 5, № 11. – P.
2123-2130.
322.
Sinus floor elevation using anorganic bovine bone matrix
(OsteoGraf/N) with and without autogenous bone: a clinical, histologic,
radiographic, and histomorphometric analysis. Part 2 of an ongoing prospective
study [Text] / S. J. Froum, D. P. Tarnow, S. S. Wallace [et al.] // Int. J.
Periodontics Restorative Dent. – 1998. – Vol. 18, № 6. – P. 528-543.
323.
Sioutas, C. Exposure assessment for atmospheric ultrafine
particles (UFPs) and implications in epidemiologic research [Text] / C. Sioutas, R.
J. Delfino, M. Singh // Environ. Health Perspect. – 2005. – Vol. 113, № 8. – P.
947-955.
324.
Skull bone regeneration in nonhuman primates by controlled
release of bone morphogenetic protein-2 from a biodegradable hydrogel [Text] / Y.
Takahashi, M. Yamamoto, K. Yamada [et al.] // Tissue Eng. – 2007. – Vol. 13, №
2. – P. 293-300.
325.
Solubilized bone morphogenetic protein (BMP) from mouse
osteosarcoma and rat demineralized bone matrix [Text] / H. Hanamura, Y.
Higuchi, M. Nakagawa [et al.] // Clin. Orthop. Relat Res. – 1980. – № 148. – P.
281-290.
326.
Successful use of inracavitary bleomycin for low grade
astrocytoma tumor cyst [Text] / J. A. Disabato, M. H. Handler, J. D. Strain [et al.]
// Pediatr. Neurosurg. – 1999. – Vol. 31, № 5. – P. 246-250.
352
327.
Suzuki, N. Neurological improvement after cranioplasty.
Analysis by dynamic CT scan [Text] / N. Suzuki, S. Suzuki, T. Iwabuchi // Acta
Neurochir. – Wien, 1993. – Vol. 122, № 1-2. – P. 49-53.
328.
Symptomatic patients after craniectomy [Text] / J. Schiffer,
R. Gur, U. Nisim [et al.] // Surg. Neurol. – 1997. – Vol. 47, № 3. – P. 231-237.
329.
Takahashi, Y. Enhanced osteoinduction by controlled release
of bone morphogenetic protein-2 from biodegradable sponge composed of gelatin
and beta-tricalcium phosphate [Text] / Y. Takahashi, M. Yamamoto, Y. Tabata //
Biomaterials. – 2005. – Vol. 26, № 23. – P. 4856-4865.
330.
The effect of human recombinant bone morphogenic protein
(RHBMP-7) on the healing of open tibial shaft fractures: results of a multi-center,
prospective, randomized clinical trial [Electronic resource] / M. D. McKee, E. H.
Schemitsch, J. P. Waddell [et al.] // Proceedings of the 18th Annual Meeting of the
Orthopaedic Trauma Association, Toronto, Ontario, October 11-13, 2002. –
Toronto,
2002.
–
Mode
of
access:
http://www.hwbf.org/ota/am/ota02/otapa/OTA02745.htm. P. 157-158.
331.
The effect of implants loaded with autologous mesenchymal
stem cells on the healing of canine segmental bone defects [Text] / S. P. Bruder, K.
H. Kraus, V. M. Goldberg [et al.] // J. Bone Joint Surg. Am. – 1998. – Vol. 80, №
7. – Р. 985-996.
332.
The global stroke initiative, setting the context with the
International Stroke Society [Text] / J. Bogousslavsky [et al.] // J. Neurol.
Sciences. – 2005. – Vol. 238, suppl. 1. – P. S28.
333.
The healing of segmental bone defects, induced by
recombinant human bone morphogenetic protein (rhBMP-2). A radiographic,
histological, and biomechanical study in rats [Text] / A. W. Yasko, J. M. Lane, E.
J. Fellinger [et al.] // J. Bone Joint Surg. Am. – 1992. – Vol. 74, № 5. – P. 659-670.
334.
The nanocomposite scaffold of poly(lactide-co-glycolide)
and hydroxyapatite surface-grafted with L-lactic acid oligomer for bone repair
[Text] / Y. Cui, Y. Liu, Y. Cui [et al.] // Acta Biomater. – 2009. – Vol. 5, № 7. – Р.
353
2680-2692.
335.
The primary calcification in bones follows removal of
decorin and fusion of collagen fibrils [Text] / K. Hoshi, S. Keinmotsu, Y. Takeuchi
[et al.] // J. Bone Miner. Res. – 1999. – Vol. 14, № 2. – P. 273-280.
336.
The treatment of long bone nonunion with rhBMP: results of
a prospective pilot study [Text] / M. D. McKee, E. H. Schemitsch, J. P. Waddell
[et al.] // 71st Annual Meeting American Academy of Orthopaedic Surgeons, San
Francisco, CA, March 10-14, 2004. – San Francisco, 2004. – P. 242.
337.
Tissue-engineered bone repair of sheep cranial defects with
autologous bone marrow stromal cells [Text] / Q. Shang, Z. Wang, W. Liu [et al.]
// J. Craniofac. Surg. – 2001. – Vol. 12, № 6. – P. 586-593.
338.
Titanium dioxide nanoparticles trigger p53-mediated damage
response in peripheral blood lymphocytes [Text] / S. J. Kang, B. M. Kim, Y. J. Lee
[et al.] // Environ. Mol. Mutagen. – 2008. – Vol. 49, № 5. – P. 399-405.
339.
Transient and localized expression of bone morphogenic
protein 4 messenger RNA during fracture healling [Text] / T. Nakase, S. Nomura,
H. Yoshikawa [et al.] // J. Bone Miner. Res. – 1994. – Vol. 9, № 5. – P. 651-659.
340.
Translocation of ultrafine insoluble iridium particles from
lung epithelium to extrapulmonary organs is size dependent but very low [Text] /
W. G. Kreyling, M. Semmler, F. Erbe [et al.] // J. Toxicol. Environ. Health A. –
2002. – Vol. 65, № 20. – P. 1513-1530.
341.
Transplanted
deminiralized
bone
graft
in
cranial
reconstructive surgery [Text] / S. D. Moss, E. Joganic, K. H. Manwaring [et al.] //
Pediatr. Neurosurg. – 1995. – Vol. 23, № 4. – P. 199-204.
342.
Treatment of osteonecrosis of the femoral head with
implantation of autologous bone-marrow cells. A pilot study [Text] / V. Gangji, J.
P. Hauzeur, C. Matos [et al.] // J. Bone Joint Surg. Am. – 2004. – Vol. 86-A, № 6.
– P. 1153-1160.
343.
Twenty-eight-day
inhalation
toxicity
study
of
silver
nanoparticles in Sprague-Dawley rats [Text] / J. H. Ji, J. H. Jung, S. S. Kim [et al.]
354
/ Inhal. Toxicol. – 2007. – Vol. 19, № 10. – P.857-871.
344.
Urist, M. R. Bone morphogenetic protein induced bone
formation and the bone - bone marrow consortium [Text] / M. R. Urist // Bone
Transplantation / eds.: M. Aebi, P. Regazzoni. – Berlin, 1989. – P. 185-197.
345.
Urist, M. R. Bone: formation by autoinduction [Text] / M. R.
Urist // Science. – 1965. – Vol. 150, № 3698. – P. 893-899.
346.
Urist,
M.
R.
Solubilized
and
insolubilized
bone
morphogenetic protein [Text] / M. R. Urist, A. Mikulski, A. Lietze // Proc. Natl.
Acad. Sci. USA. – 1979. – Vol. 76, № 4. – P. 1828-1832.
347.
Use of rhBMP-2 in combination with structural cortical
allografts: clinical and radiographic outcomes in anterior lumbar spinal surgery
[Text] / J. K. Burkus, H. S. Sandhu, M. F. Gornet [et al.] // J. Bone Joint Surg. Am.
– 2005. – Vol. 87, № 6. – P. 1205-1212.
348.
Utvag, S. E. Early muscle-periosteal lesion inhibits fracture
healing in rats [Text] / S. E. Utvag, O. Grundnes, O. Reikeras // Acta
Orthopaedica. – 1999. – Vol. 70, № 1. – P. 62-66.
349.
Utvåg, S. E. Effects of periosteal stripping on healing of
segmental fractures in rats [Text] / S. E. Utvåg, O. Grundnes, O. Reikeraos // J.
Orthop. Trauma. – 1996. – Vol. 10, № 4. – P. 279-284.
350.
Van Houwelingen, A. P. Treatment of osteopenic humeral
shaft nonunion with compression plating, humeral cortical allograft struts, and
bone grafting [Text] / A. P. Van Houwelingen, M. D. McKee // J. Orthop. Trauma.
– 2005. – Vol. 19, № 1. – P. 36-42.
351.
Wang, X. An interspecies comparison of bone fracture
properties [Text] / X. Wang, J. D. Mabrey, C. M. Agrawal // Biomed. Mater. Eng.
– 1998. – Vol 8, № 1. – P. 1-9.
352.
Wozney, J. M. Bone morphogenetic protein and bone
morphogenetic protein gene family in bone formation and repair [Text] / J. M.
Wozney, V. Rosen // Clin. Orthop. Relat. Res. – 1998. – Vol. 346. – P. 26-37.
353.
Wozney, J. M. Overview of bone morphogenetic proteins
355
[Text] / J. M. Wozney // Spine. – 2002. – Vol. 27, Vol. 16, suppl. 1. – P. S2-S8.
354.
Yamamoto, M. Enhanced bone regeneration at a segmental
bone defect by controlled release of bone morphogenetic protein-2 from a
biodegradable hydrogel [Text] / M. Yamamoto, Y. Takahashi, Y. Tabata // Tissue
Eng. – 2006. – Vol. 12, № 5. – P. 1305-1311.
356
Документ
Категория
Наука
Просмотров
257
Размер файла
16 855 Кб
Теги
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа