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


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

 

"Тrauma" Том 19, №5, 2018

Back to issue

Studying the duration of rigidity preservation in bone fragment fixation by biodegradable polylactide plates

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

Categories: Traumatology and orthopedics

Sections: Clinical researches

print version


Summary

Актуальність. В ортопедії та травматології як гвинти та фіксаційні штифти, пластини, анкери, кейджі значне місце посідають полімерні матеріали, що резорбуються й розчиняються в біологічних рідинах. Перевагою таких імплантатів є їх повне розсмоктування, що позбавляє від необхідності операції з видаленням імплантату. Підвищити якість біоматеріалів на основі полілактидів можливо шляхом введення в їх склад керамічних матеріалів, зокрема гідроксіапатиту. Однак імплантати з різним відсотковим співвідношенням і складом керамічного матеріалу розрізняються властивостями міцності та поведінки в кістці. Мета. В експерименті на тваринах дослідити тривалість збереження стабільності фіксації кісткових уламків за допомогою накісткових пластин, виготовлених з біодеградуючих матеріалів на основі полілактиду. Матеріали та методи. Експеримент проводили на 20 кроликах-самцях віком 6 місяців. Усім тваринам моделювали перелом діафіза правої стегнової кістки в середній третині шляхом розпилу та виконували остеосинтез накістковою пластиною, виготовленою за допомогою 3D-друку з матеріалу на основі полілактиду з домішкою 20% трикальційфосфату та 10% гідроксіапатиту. Кроликів виводили з експерименту групами по 5 тварин через 1, 3, 6 та 12 місяців після початку експерименту. Після виведення з експерименту у тварин виділяли оперовану та контралатеральну стегнові кістки. Контралатеральні (неоперовані) кістки тварин вважали за групу конт-ролю. Всі препарати стегнових кісток кроликів випробували на міцність під впливом навантаження на згин. Згинаюче навантаження збільшували від 50 до 100 Н із кроком у 10 Н. При кожній величині навантаження вимірювали величину прогину препарату. Результати. В результаті проведених досліджень нами було отримано величини прогину препаратів стегнових кісток кроликів на різних термінах проведення експерименту під впливом згинаючих навантажень різної величини. Обробка даних за методами описової статистики дала можливість отримати середні значення та стандартне відхилення величини прогину в різних експериментальних групах, а також порівняти величини деформації препаратів між різними групами. Висновки. Накісткові пластини на основі полілактиду з домішкою 20% трикальційфосфату та 10% гідроксіапатиту забезпечують збереження своїх початкових механічних властивостей протягом усього терміну зрощення переломів стегнової кістки кроликів, що сприяло досягненню повного зрощення уламків кісток.

Актуальность. В ортопедии и травматологии в качестве винтов и фиксационных штифтов, пластин и анкеров, кейджей значительное место занимают полимерные материалы, которые резорбируются и растворяются в биологических жидкостях. Преимуществом таких имплантатов является их полное рассасывание, что избавляет от необходимости операции с удалением имплантата. Повысить качество биоматериалов на основе полилактида возможно путем введения в их состав керамических материалов, в частности гидроксиапатита. Однако имплантаты с различным процентным соотношением и составом керамического материала различаются свойствами прочности и поведения в кости. Цель. В эксперименте на животных исследовать длительность сохранения стабильности фиксации костных отломков с помощью накостных пластин, изготовленных из биодеградируемых материалов на основе полилактида. Материалы и методы. Эксперимент проводили на 20 кроликах-самцах в возрасте 6 месяцев. Всем животным моделировали перелом диафиза правой бедренной кости в средней трети путем распила и выполняли остеосинтез накостной пластиной, изготовленной с помощью 3D-печати из материала на основе полилактида с примесью 20% трикальцийфосфата и 10% гидроксиапатита. Кроликов выводили из эксперимента группами по 5 животных через 1, 3, 6 и 12 месяцев после начала эксперимента. После вывода из эксперимента у животных выделяли оперированную и контралатерально бедренные кости. Контралатеральные (неоперированные) кости животных выполняли роль группы контроля. Все препараты бедренных костей кроликов испытали на прочность под воздействием нагрузки на изгиб. Сгибая, нагрузки увеличивали от 50 до 100 Н с шагом в 10 Н. При каждой величине нагрузки измеряли величину прогиба препарата. Результаты. В результате проведенных исследований нами были получены величины прогиба препаратов бедренных костей кроликов на разных сроках проведения эксперимента под влиянием изгибающих нагрузок различной величины. Обработка данных методами описательной статистики позволила получить средние значения и стандартное отклонение величины прогиба в различных экспериментальных группах, а также сравнить величины деформации препаратов между различными группами. Выводы. Накостные пластины на основе полилактида с примесью 20% трикальцийфосфата и 10% гидро­ксиапатита обеспечивают сохранение своих первоначальных механических свойств в течение всего срока срастания переломов бедренной кости кроликов, что позволило достичь полного сращения отломков костей.

Background. In orthopedics and traumatology, polymeric materials that resorb and dissolve in biological fluids occupy a significant place as screws and fixing pins, plates and anchors, cages. The advantage of these implants is their complete resorption, which eliminates the need for surgery to remove the implant. Increasing the quality of polylactide biomaterials is possible by inclusion of ceramic materials into their composition, in particular, hydroxyapatite. However, implants with different percentage ratios and composition of ceramic materials differ in strength and behavior in the bone. Objective: in animal experiment, to study the duration of maintaining the stability of bone fragments with the help of plates made from biodegradable polylactide materials. Materials and methods. The experiment was performed on 20 male rabbits aged 6 months. In all animals, diaphyseal fractures in the middle third of the right femur were modeled by cutting, and osteosynthesis was performed with an external plate made of polylactide material with an admixture of 20% tricalcium phosphate and 10% hydroxyapatite using 3D-printing. Rabbits were sacrificed in groups of 5 animals each after 1, 3, 6 and 12 months from the start of the experiment. Following sacrificing, operated and contralateral femoral bones were separated. Contralateral (intact) bones served as a control group. All samples of femoral bones of rabbits were tested for strength under the influence of bending loads. Bending load was increased from 50 to 100 N in increments of 10 N. For each load, the value of sample bending was measured. Results. As a result of our research, we obtained the values of sample (femoral bones of rabbits) bending in different terms of the experiment, under the influence of different bending loads. Data processing by means of descriptive statistics allowed obtaining average parameters and standard deviation of bending value in various experimental groups, as well as comparing the deformation of samples between different groups. Conclusions. Polylactide external plates with an admixture of 20% tricalcium phosphate and 10% hydroxyapatite ensure the preservation of initial mechanical properties during the entire period of healing of femoral fractures in rabbits, allowed achieving complete adhesion of bone fragments.


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


Bibliography

1. Биорезорбируемые полимеры в ортопедии и травматологии / Радченко В.А., Дедух Н.В., Малышкина С., Бенгус Л.М // Ортопедия, травматология и протезирование. — 2006. — № 3. — С. 116-124.
2. Bioabsorbable materials in orthopaedics / G.M. Kontakis, J.E. Pagkalos, T.I. Tosounidis, J. Melissas, P. Katonis // Acta Orthop. Belg. — 2007. — Vol. 73. — P. 159-169.
3. Терещенко В.П. Матрицы-носители в тканевой инженерии костной ткани / В.П. Терещенко, И.А. Кирилова, П.М. Ларионов // Успехи современного естествознания. — 2015. — № 8. — С. 66-70.
4. Имплантационные материалы и остеогенез. Роль индукции и кондукции в остеогенезе / Н.А. Корж, В.А. Радченко, Л.А. Кладченко, C.В. Малышкина // Ортопед., травматол. и протезир. — 2003. — № 2. — С. 150-15.
5. Семикозов О.В. Экспериментальное обоснование применения для костной пластики пористого минералонаполненного композита полилактида, подвергнутого воздействию сверхкритической среды СО2: Автореф. дис... канд. мед. наук 14.00.16 / Семикозов О.В. — ГОУВПО «Российский университет дружбы народов». — Москва, 2008. — 25 с.: 29 ил.
6. Європейська конвенція про захист хребетних тварин, що використовуються для дослідних та інших наукових цілей. Страсбург, 18 березня 1986 року: офіційний переклад [Електронний ресурс] / Верховна Рада України. — Офіц. веб-сайт. — (Міжнародний документ Ради Європи). — Режим доступу до документа: http: zakon.rada.gov.ua/cgi-bin/laws/main.cgi?nreg = 994_137.
7. Закон України № 3447-IV від 21.02.2006 р. «Про захист тварин від жорстокого поводження» (стаття 26).
8. Бююль Ахим. SPSS: искусство обработки информации. Анализ статистических данных и восстановление скрытых закономерностей: пер. с нем. / Ахим Бююль, Петер Цефлер. — СПб.: ООО «ДиаСофтЮП», 2005. — 608 с.

Back to issue