Российские ученые изучили приживаемость 3D-печатных костных имплантатов
Совместное исследование ученых Пермского национального исследовательского политехнического университета, Пермского государственного медицинского университета имени академика Е. А. Вагнера и Донского государственного технического университета позволило определить, какие структуры челюстных имплантатов лучше всего помогают быстрому образованию новых костный тканей в зависимости от сложности дефектов челюсти.
Челюстно-лицевые дефекты, возникающие из-за кист, переломов и рака, нуждаются в протезировании, при этом имплантаты должен приживаться и не вызывать отторжения. Для этого используются челюстные имплантаты с ячеистой структурой, способствующей прорастанию костных тканей через пустые ячейки. Решетки могут иметь разный вид и размеры, а выбор наиболее подходящей модели — ключевой вопрос для хирурга и пациента.
Ученые Пермского национального исследовательского политехнического университета, Пермского государственного медицинского университета имени академика Е. А. Вагнера и Донского государственного технического университета провели эксперимент и выяснили, какая структура имплантатов оптимальна для быстрого образования новых костных тканей, сообщает пресс-служба ПНИПУ. Например, протезы с ячейками 3 мм подходят для замещения полостей после удаления околокорневых кист, а для полных и частичных дефектов подойдут имплантаты с размером 2-3 мм. Результаты служат основой для перехода к клиническим испытаниям на людях.
В хирургии активно используют пористые имплантаты на основе титана с решетчатой структурой. Диаметр ячеек в решетке бывает разным, от него зависят скорость приживления и прочность протеза. Для выяснения наиболее подходящих размеров структурных элементов ученые провели эксперимент in vivo на лабораторных животных.
С помощью аддитивных технологий ученые изготовили три вида имплантатов с диаметром ячеек 1, 2 и 3 мм. Протезы имплантировались белым крысам и морским свинкам с искусственно созданными дефектами нижней челюсти. Выборка состояла из восьмидесяти двух лабораторных животных в трех группах, находившихся под наблюдением две, четыре недели и девять месяцев. По окончании эксперимента исследователи изучили новообразованные ткани в ячейках имплантатов и степень сцепления кости с протезом.
Активное прорастание ткани обнаруживается уже через две недели после имплантации. Поверхность протеза покрывается утолщенной надкостницей (внешней оболочкой кости), а в ячейках появляется тонкий слой соединительной ткани, из которой в дальнейшем образуется костная. Степень сцепления новой ткани с имплантатом в этот период остается слабой.
«Через четыре месяца кость начинает активнее срастаться с имплантатом, в ячейках уже образуется однородная костная ткань, причем быстрее эти процессы происходили в протезах с диаметром ячейки 3 мм: стойки и наружные участки заполнены грубоволокнистой, пластичной и соединительной тканью с крупными сосудами», — рассказал доцент кафедры челюстно-лицевой хирургии ПГМУ имени академика Е. А. Вагнера Владимир Василюк.
Через девять месяцев на имплантате образуется утолщенная надкостница. Ячейки диаметром 1 мм зарастают фиброзной тканью с отдельными участками пластинчатой костной, а ячейки 2-3 мм полностью заполняются. Наблюдалось также увеличение объема костных пластинок, образование кровеносных сосудов и клеток крови. Кость настолько плотно срасталась с имплантатом, что в 68% случаев отделить их друг от друга можно было только распиливанием.
«Результаты исследования демонстрируют, что процессы формирования ткани внутри имплантата начинаются уже через две недели после вживления, а активная фаза наступает на четвертый-девятый месяц. Образование новой ткани происходит быстрее в ячейках, которые имеют увеличенные размеры в 2-3 мм — так скорость приживления протеза сокращается в три раза по сравнению с диаметром ячейки в 1 мм», — рассказала доцент кафедры «Инновационные технологии машиностроения», ведущая научная сотрудница лаборатории биожидкостей ПНИПУ Полина Килина.
Исследование выполнено при грантовой поддержке Российского научного фонда, результаты опубликованы в журнале Mechanical Behavior of Biomedical Materials.
А у вас есть интересные новости? Поделитесь с нами своими разработками, и мы расскажем о них всему миру! Ждем ваши идеи по адресу news@3Dtoday.ru.
Еще больше интересных статей
3D-печатный квадрокоптер установил рекорд скорости среди микродронов
Подпишитесь на автора
Подпишитесь на автора, если вам нравятся его публикации. Тогда вы будете получать уведомления о его новых статьях.
Отписаться от уведомлений вы всегда сможете в профиле автора.
Инженеры ТГУ разрабатывают 3D-принтер для печати металлами
Подпишитесь на автора
Подпишитесь на автора, если вам нравятся его публикации. Тогда вы будете получать уведомления о его новых статьях.
Отписаться от уведомлений вы всегда сможете в профиле автора.
Презентация первого отечественного строительного 3D-принтера
Подпишитесь на автора
Подпишитесь на автора, если вам нравятся его публикации. Тогда вы будете получать уведомления о его новых статьях.
Отписаться от уведомлений вы всегда сможете в профиле автора.
Мы рады представить вам нашу совместную разработку с компанией Спец...
Комментарии и вопросы
Очень не хватает…. побольше фо...
Дайте пофантазирую…. Открутить...
Только что напечатал две шесте...
Накупил для Q1 pro дешевые соп...
После нескольких слоёв принтер...
Вопрос крайне прост.Покупал и...
Добрый день, народ! В общем пр...