Изучение степени интеграции мягких тканей в элементы из углерод-углеродного композитного материала в зоне перехода внутренней и наружной среды при имплантации эндо-экзопротезов

Abstract

Резюме. Каждый год в Украине выполняется около 600 ампутаций на уровне бедра, требующих дальнейшей реабилитации в виде протезирования утерянной конечности. Стандартным методом крепления протеза к культе бедра является фиксация гильзы протеза вокруг культи. Гильза обеспечивает передачу нагрузки, стабильность и эффективный контроль над протезом. Однако этот метод фиксации часто упоминается как неудовлетворительный из-за ряда осложнений, таких как язвы и раздражения кожи, потливость в гильзе, невозможность ходить по пересеченной местности, ненадлежащий контроль над протезом, снижение диапазона движений бедра и боли в области культи. Альтернативным решением является перкутанное крепление протеза ноги к бедренной кости с помощью остеоинтегрированных имплантатов. Использовались интрамедуллярные стержни с титановым напылением, соединенные с наружным блоком посредством замка, накрытого силиконовой прокладкой, выполняющей функцию разграничения внутренней среды от внешней, что часто приводило к инфекционно-воспалительным осложнениям. Поиск материалов для решения этих проблем остановился на углеродных материалах, в том числе углерод-углеродных композитных материалах (УУКМ), которые являются относительно новыми конструкционными материалами в практике ортопедии. Их успешно используют при остеосинтезе и эндопротезировании костей благодаря комплексу необходимых физико-механических и химических свойств. Целью данной работы было установить степень интеграции мягких тканей и, в частности, кожного покрова в УУКМ. Экспериментальным путем, с использованием лабораторных животных, проведен гистоморфологический анализ изменений тканей в области контакта с имплантатом. Доказана биоинертность материала, а также обоснована перспективность применения имплантатов из УУКМ как покрытия элементов конструкций эндо-экзопротезов для применения в реконструктивной травматологии и ортопедии. Резюме. Щороку в Україні виконується близько 600 ампутацій на рівні стегна, що вимагає подальшої реабілітації у вигляді протезування втраченої кінцівки. Стандартним методом кріплення протеза до кукси стегна є фіксація гільзи протеза навколо кукси. Гільза забезпечує передачу навантаження, стабільність і ефективний контроль над протезом. Однак цей метод фіксації часто згадується як незадовільний через низку ускладнень, таких як виразки і подразнення шкіри, пітливість у гільзі, неможливість ходити по пересіченій місцевості, неналежний контроль над протезом, зниження діапазону рухів стегна і болі в ділянці кукси. Альтернативним рішенням є перкутанне кріплення протеза ноги до стегнової кістки за допомогою остео- інтегрованих імплантатів. Використовувалися інтрамедулярні стрижні з титановим покриттям, поєднані із зовнішнім блоком за допомогою замка, накритого силіконовою прокладкою, що виконує функцію розмежування внутрішнього середовища від зовнішнього, що часто призводило до інфекційно-запальних ускладнень. Пошук матеріалів для вирішення цих проблем зупинився на вуглецевих матеріалах, у тому числі вуглець-вугле- цевих композитних матеріалах (ВВКМ), які є відносно новими конструкційними матеріалами в практиці ортопедії. їх успішно використовують при остеосинтезі та ендопротезуванні кісток завдяки комплексу необхідних фізико-механічних і хімічних властивостей. Метою даної роботи було встановити ступінь інтеграції м’яких тканин і, зокрема шкірного покриву, в ВВКМ. Експериментальним шляхом, із використанням лабораторних тварин, проведено гістоморфологічний аналіз змін тканин в ділянці контакту з імплантатами. Доведено біоінертніеть матеріалу, а також обґрунтовано перспективність застосування імплантатів із ВВКМ як покриття елементів конструкцій ендо- екзопротезів для застосування в реконструктивній травматології та ортопедії. Abstract. Background. Thee alternative percutaneous prosthesis fixation to the femur using osseonitegrated implants comes into common use. Nowadays there are used titanium-coated intramedullary nails united with an external unit by the lock, covered with a silicone gasket, differentiating internal and external environment, often resulting ni nifectious and inflammatory complications. The search for materials to solve these problems has fallen on carbon-carbon composites (CCC). The objective was to provide experimental basis of harmless carbon compound when niteracting with the soft tissues of laboratory animals. Materials and methods. The experiment was performed on pure line rats Rattus. The experiment nicluded the elimination of rats at different stages of study 14, 21, 45, 60 and 180 days (n = 3) after implantation. Carbon implants in the form of rods with a diameter of 1 mm and length of 5 mm were administered into the medullary canal of the femur. A stump with access to a fragment of the implant through the skni to the outside was formed. Results. At the initial terms of science experiment a typical exudative inflammatory reaction was marked, at the later stages — the formation of dense fibrous scar, with no signs of niflammation. There was tissue fibrosis that manifested a predominance of fibers, a decrease in the proportion of intercellular substance that was most likely a manifestation of a general reaction aganist the background of the formation of the stump after the amputation and implantation of a CCC rod. In the regional and distant lymph node no fragments of CCC were detected, the basic organs and systems unchanged and agreed with age indicators. Conclusions. Proved material bioniertia, as well as potential substantiate the use of implants as the coverage for prosthetics structural elements.