Влияние модификации поверхности титановой сетки на биологическое поведение в экспериментах in vivo
- Авторы: Смоленцев Д.В.1, Лукина Ю.С.1, Бионышев-Абрамов Л.Л.1, Сережникова Н.Б.1,2, Скрябин А.С.3, Шакуров А.В.3, Веснин В.Р.3, Скрябина Е.С.3, Цыганков П.А.4
-
Учреждения:
- Национальный медицинский исследовательский центр травматологии и ортопедии им. Н.Н. Приорова
- Первый Московский государственный медицинский университет им. И.М. Сеченова
- Московский государственный технический университет им. Н.Э. Баумана
- Промышленный университет Сантандера
- Выпуск: Том 32, № 1 (2025)
- Страницы: 149-159
- Раздел: Оригинальные исследования
- URL: https://ogarev-online.ru/0869-8678/article/view/290982
- DOI: https://doi.org/10.17816/vto636894
- ID: 290982
Цитировать
Аннотация
Обоснование. Сплавы титана широко используются в медицине благодаря высокой биосовместимости, коррозионной стойкости и механической прочности. Однако стандартные титановые имплантаты имеют ограниченную способность к интеграции с костной тканью, что может приводить к различным осложнениям и необходимости ревизионных операций. Модификация поверхности имплантатов различными биологически активными соединениями представляет собой перспективное направление для решения данной проблемы. Среди возможных подходов особого внимания заслуживает использование неорганических покрытий, таких как фосфаты кальция, которые сочетают в себе хорошие механические свойства и высокую биоактивность.
Цель. Определение влияния модификации поверхности сетки из сплава ВТ1-00 на биосовместимость и остеогенные свойства материалов в экспериментах in vivo на мелких лабораторных животных.
Материалы и методы. Модификация поверхности сетки на основе титанового сплава ВТ6 была проведена методом микродугового оксидирования в электролите с добавлением мелкодисперсного гидроксиапатита (ГАП). Эффективность модификации поверхности проверялась in vivo при закрытии трепанационного отверстия черепа на крысах линии Вистар.
Результаты. Выявлено образование структурированного регенерата на границе с костью без значительного сокращения площади дефекта. Тканевая реакция на имплантацию металлических сеток в область дефекта теменных костей черепа слабая, вокруг сеток формировались относительно зрелые плотные соединительнотканные капсулы, в которых васкуляризация и воспалительная инфильтрация были минимальными, наблюдалась костная регенерация по краям дефекта. Модификация поверхности микродуговым оксидированием с нанесением покрытия ГАП приводила к более выраженной костной регенерации по сравнению с поверхностно-немодифицированной сеткой.
Заключение. Модификация поверхности сетки на основе титанового сплава методом микродугового оксидирования поверхности в среде электролита с добавлением дисперсного ГАП оказывает положительный эффект на костную регенерацию при закрытии дефектов плоских костей.
Ключевые слова
Полный текст
Открыть статью на сайте журналаОб авторах
Дмитрий Владимирович Смоленцев
Национальный медицинский исследовательский центр травматологии и ортопедии им. Н.Н. Приорова
Автор, ответственный за переписку.
Email: SmolentsevDV@cito-priorov.ru
ORCID iD: 0000-0001-5386-1929
SPIN-код: 3702-1955
Россия, 127299, Москва, ул. Приорова, 10
Юлия Сергеевна Лукина
Национальный медицинский исследовательский центр травматологии и ортопедии им. Н.Н. Приорова
Email: lukina_rctu@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-0121-1232
SPIN-код: 2814-7745
канд. тех. наук
Россия, 127299, Москва, ул. Приорова, 10Леонид Львович Бионышев-Абрамов
Национальный медицинский исследовательский центр травматологии и ортопедии им. Н.Н. Приорова
Email: sity-x@bk.ru
ORCID iD: 0000-0002-1326-6794
SPIN-код: 1192-3848
Россия, 127299, Москва, ул. Приорова, 10
Наталья Борисовна Сережникова
Национальный медицинский исследовательский центр травматологии и ортопедии им. Н.Н. Приорова; Первый Московский государственный медицинский университет им. И.М. Сеченова
Email: natalia.serj@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-4097-1552
SPIN-код: 2249-9762
канд. биол. наук
Россия, 127299, Москва, ул. Приорова, 10; МоскваАндрей Станиславович Скрябин
Московский государственный технический университет им. Н.Э. Баумана
Email: terra107@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-8578-2632
SPIN-код: 3286-8502
канд. тех. наук
Россия, МоскваАлексей Валерьевич Шакуров
Московский государственный технический университет им. Н.Э. Баумана
Email: shakurov@bmstu.ru
ORCID iD: 0000-0001-6110-8101
SPIN-код: 1894-4707
канд. тех. наук, доцент
Россия, МоскваВладимир Романович Веснин
Московский государственный технический университет им. Н.Э. Баумана
Email: vesnin.volodya@gmail.com
ORCID iD: 0000-0003-1829-9891
SPIN-код: 7496-0481
Россия, Москва
Елизавета Сергеевна Скрябина
Московский государственный технический университет им. Н.Э. Баумана
Email: elzabra@yandex.ru
ORCID iD: 0009-0000-1881-2822
Россия, Москва
Пётр Анатольевич Цыганков
Промышленный университет Сантандера
Email: piotrtsy@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-1221-9988
SPIN-код: 5218-3083
Колумбия, Букараманга
Список литературы
- Aprile P, Letourneur D, Simon-Yarza T. Membranes for Guided Bone Regeneration: A Road from Bench to Bedside. Adv Healthcare Mater. 2020;9(19):2000707. doi: 10.1002/adhm.202000707
- Baylón K, Rodríguez-Camarillo P, Elías-Zúñiga A, et al. Past, present and future of surgical meshes: A review. Membranes. 2017;7(3):47. doi: 10.3390/membranes7030047
- Dorozhkin SV. Synthetic amorphous calcium phosphates (ACPs): Preparation, structure, properties, and biomedical applications. Biomater Sci. 2021;9(23):7748–7798. doi: 10.1039/d1bm01239h
- Skriabin AS, Shakurov AV, Vesnin VR, et al. Titanium Membranes with Hydroxyapatite/Titania Bioactive Ceramic Coatings: Characterization and In Vivo Biocompatibility Testing. ACS Omega. 2022;7(51):47880–47891. doi: 10.1021/acsomega.2c05718
- Tsygankov PA, Skryabin AS, Krikorov AA, et al. Formation of a combined bioceramics layer on titanium implants. J Phys Conf Ser. 2019;1386:012011. doi: 10.1088/1742-6596/1386/1/012011
- Gnedenkov SV, Scharkeev YP, Sinebryukhov SL, et al. Formation and properties of bioactive surface layers on titanium. Inorg Mater Appl Res. 2011;2:474–481. doi: 10.1134/S2075113311050133
- Scriabin AS, Vesnin VR, Shakurov AV, et al. Production of calcium-containing oxide coatings on titanium membranes for the tasks of maxillofacial surgery and dentistry. Prikladnaya fizika. 2024;(4):63–69. (in Russ.). doi: 10.51368/1996-0948-2024-4-63-69
- Balachandran U, Eror NG. Raman spectra of titanium dioxide. J Solid State Chem. 1982;42(3):276–282. doi: 10.1016/0022-4596(82)90006-8
- Lin G-W, Chen J-S, Tseng W, Lu F-H. Formation of anatase TiO2 coatings by plasma electrolytic oxidation for photocatalytic applications. Surf Coat Technol. 2019;357:28–35. doi: 10.1016/j.surfcoat.2018.10.010
- Yang Y, Kim KH, Agrawal CM, Ong JL. Effect of post-deposition heating temperature and the presence of water vapor during heat treatment on crystallinity of calcium phosphate coatings. Biomaterials. 2003;24(28):5131–7. doi: 10.1016/s0142-9612(03)00459-9
- Lavos-Valereto IC, Wolynec S, Deboni MCZ, Koenig Jr B. In vitro and in vivo biocompatibility testing of Ti–6AI–7Nb alloy with and without plasma-sprayed hydroxyapatite coating. J Biomed Mater Res. 2001;58(6):727–33. doi: 10.1002/jbm.1072
- Hirota M, Ametani A, Monden Y, Noishiki Y, Hayakawa T, Tohnai I. Molecular precursor method facilitates thin hydroxyapatite coating of titanium fiber web scaffold and enhances bone formation: experimental study in rat cranial bone defects. Int J Oral Maxillofac Implants. 2010;25(5):888–92.
- Naderi A, Zhang B, Belgodere JA, Sunder K, Palardy G. Improved biocompatible, flexible mesh composites for implant applications via hydroxyapatite coating with potential for 3-dimensional extracellular matrix network and bone regeneration. ACS applied materials & interfaces. 2021;13(23):26824–26840. doi: 10.1021/acsami.1c09034
- Kylmäoja E, Holopainen J, Abushahba F, Ritala M, Tuukkanen J. Osteoblast attachment on titanium coated with hydroxyapatite by atomic layer deposition. Biomolecules. 2022;12(5):654. doi: 10.3390/biom12050654
- Kozelskaya AI, Rutkowski S, Frueh J, et al. Surface modification of additively fabricated titanium-based implants by means of bioactive micro-arc oxidation coatings for bone replacement. Journal of Functional Biomaterials. 2022;13(4):285. doi: 10.3390/jfb13040285
Дополнительные файлы
