У ПНІПУ з'ясували, які щелепні імплантати краще приживаються в організмі.

Стаття опублікована в журналі Mechanical Behavior of Biomedical Materials. Дослідження виконано за рахунок гранту РНФ.

В хірургії активно використовують пористі імпланти на основі титану з решітчастою структурою. Діаметр осередків у решітці може бути різним, і він впливає на швидкість приживлення та міцність протеза. Для з'ясування найбільш відповідних розмірів його структури вчені провели експеримент in vivo – на лабораторних тваринах.

Завдяки технології адитивного виробництва вони виготовили три види імплантів з діаметром осередків один, два і три міліметри. Потім протези імплантували білим щурам і морським свинкам з штучно створеними дефектами нижньої щелепи. Вибірка складалася з 82 лабораторних тварин. Їх розділили на три групи: під наглядом протягом двох тижнів, чотирьох і дев'яти місяців. По закінченні експерименту дослідники отримали можливість вивчити новоутворені тканини в осередках імпланта та ступінь зчеплення кістки з протезом. Активне проростання тканини виявляється вже через два тижні після імплантації.

Поверхня протеза покривається потовщеною надкостницею (зовнішня оболонка кістки), а в осередках з'являється тонкий шар сполучної тканини, з якої в подальшому почне утворюватися кісткова. Ступінь зчеплення нової тканини з імплантом залишається слабкою.
«Через чотири місяці кістка починає активніше зростатися з імплантом, в осередках вже утворюється однорідна кісткова тканина. Причому ці процеси швидше відбувалися в протезах з діаметром осередку 3 мм: стійки та зовнішні ділянки заповнені грубоволокнистою, пластичною та сполучною тканиною з великими судинами», – пояснює Володимир Василюк, доцент кафедри щелепно-лицевої хірургії ПГМУ імені академіка Є.А. Вагнера, кандидат медичних наук.

Через дев'ять місяців на імпланті виявляється вже потовщена надкостниця. Осередки діаметром один міліметр заросли фіброзною тканиною з окремими ділянками пластинчатої кістки, а осередки 2-3 міліметри вже повністю заповнені нею. Спостерігалося також збільшення обсягу кісткових пластинок, утворення кровоносних судин і клітин крові. Кістка настільки щільно зрослася з імплантом, що в 68 відсотках випадків відокремити їх один від одного було можливо тільки розпилюванням.

«Результати дослідження демонструють, що процеси формування тканини всередині імпланта починаються вже через два тижні після вживлення, а активна фаза настає на 4-9 місяці. Утворення нової тканини відбувається швидше в осередках, які мають збільшені розміри в 2-3 міліметри – таким чином швидкість приживлення протеза скорочується в три рази (в порівнянні з діаметром осередку в один міліметр)», – розповідає Поліна Кіліна, доцент кафедри «Інноваційні технології машинобудування», провідний науковий співробітник лабораторії біожидкостей ПНІПУ, кандидат технічних наук.

Спільне дослідження вчених Пермського Політеху, ПГМУ імені академіка Є. А. Вагнера та ДГТУ дозволило визначити, які структури щелепних імплантів найкраще сприяють швидкому утворенню нової кісткової тканини в залежності від складності дефекту щелепи. Наприклад, протези з осередками три міліметри підходять для заміщення порожнин після видалення околокореневих кіст, а для повних і часткових дефектів підійдуть імпланти з розміром 2-3 міліметри. Результати слугують основою для переходу до клінічних випробувань на людях.