Експериментально-рентгенометричне дослідження динаміки біорозкладання 3D-друкованих імплантатів на основі полілактиду з трикальційфосфатом після остеопластики і застосування культивованих мезенхімальних стромальних клітин

Abstract

Актуальність. Завдяки 3D-друку стало можливим виготовлення імплантатів за заданими геометричними параметрами і хімічним складом, а також матриць і каркасів для створення комбінованих імплантатів, які відповідають вимогам щодо основних характеристик остеопластичних матеріалів, а саме: мають високу здатність до остеокондукції, остеоіндукції, остеоінтеграції, біосумісність і механічну міцність, придатні для забезпечення міграції, адгезії, проліферації і диференціювання клітин. Мета: в експерименті на тваринах рентгенометрично вивчити динаміку заміщення кістковою тканиною пористих 3D-друкованих імплантатів на основі полілактиду з трикальційфосфатом після застосування мезенхімальних стромальних клітин (МСК) жирової тканини. Матеріали та методи. На 18 лабораторних щурах проведено рентгенометричне дослідження щільності кісткового регенерату в різні терміни після імплантації в порожнинний дефект стегнової кістки біорозкладаного матеріалу на основі полілактиду з додаванням трикальційфосфату і застосування культивованих мезенхімальних стромальних клітин. Щурів виводили з експерименту групами по 6 тварин через 15, 30 і 90 діб після операції. Вимірювали показники оптичної щільності в зоні кісткового дефекту оперованої кістки та в аналогічній зоні контралатеральної кістки. Результати. На 15-ту добу після операції оптична щільність імплантата була вище, ніж аналогічної зони інтактної кістки. Через 1 місяць щільність імплантата знизилася, але залишилася трохи більшою, ніж щільність кістки, тобто біорозкладання імплантованого матеріалу відбулося не повністю. Через 3 місяці після операції спостерігали вирівнювання оптичної щільності зони імплантації та інтактної кістки. Можна припустити, що відбулося повне біорозкладання імплантата, а дефект був заповнений кістковою тканиною. Зниження оптичної щільності в зоні дефекту через 1 міс. після операції викликане саме процесами біорозкладання штучного матеріалу і кісткоутворення, які не збігаються за швидкістю перебігу. На жодному етапі експерименту різниці між імплантатами при застосуванні культури МСК і без неї на статистично значущому рівні не визначено.Висновки. Протягом експерименту щільність інтактної кісткової тканини щурів статистично значуще зростала. У зоні дефекту стегнової кістки в період із 15-ї до 30-ї доби спостерігали зниження оптичної щільності від 180 ± 28 опт.од. до 168 ± 25 опт.од., що може свідчити про початок процесу біорозкладання 3D-друкованого імплантаційного матеріалу, яким заповнений дефект. У термін від 30-ї до 90-ї доби в зоні дефекту спостерігали зростання оптичної щільності до 184 ± 2 опт.од., що наблизилося до рівня інтактної кістки — 182 ± 1 опт.од., про що свідчить відсутність статистичної значущості між цими показниками. Це може буди наслідком процесу кісткоутворення й заміщення імплантованого матеріалу кістковою тканиною. На жодному етапі експерименту не виявлено різниці між імплантатами з використанням культури МСК і без неї.