Экспериментальное исследование биосовместимых, коррозионных, репаративных свойств новых биорезорбируемых винтов на основе сплава Mg-Ca-Zn с разной толщиной покрытия
- Авторы: Черный С.П.1, Гордиенко И.И.1, Марченко Е.С.2, Цап Н.А.1, Валамина И.Е.1, Кознова А.Е.1
-
Учреждения:
- Уральский государственный медицинский университет
- Национальный исследовательский Томский государственный университет
- Выпуск: Том 15, № 4 (2025)
- Страницы: 491-502
- Раздел: Оригинальные исследования
- URL: https://ogarev-online.ru/2219-4061/article/view/380588
- DOI: https://doi.org/10.17816/psaic1918
- EDN: https://elibrary.ru/EYMFDS
- ID: 380588
Цитировать
Полный текст
Аннотация
Обоснование. В настоящее время актуальной проблемой в медицине остается восстановление костной ткани, поврежденной в результате травм. Переломы со смещением в детском возрасте часто подлежат лечению остеосинтезом, требующим повторного оперативного вмешательства для удаления фиксирующих имплантатов, что связано с дополнительными оперативными рисками. Биодеградируемые магниевые винты представляют собой перспективное решение, так как они рассасываются в организме и, по данным исследований, обладают остеиндуктивным эффектом.
Цель. Определение и оценка оптимальных биосовместимых, коррозионных, репаративных свойств биорезорбируемых винтов на основе сплава Mg-Ca-Zn in vivo и in vitro на экспериментальной модели внутрисуставного перелома.
Методы. Для определения репаративных, биорезорбтивных и биосовместимых свойств имплантата кроликам линии советская шиншилла в заднемедиальную поверхность верхней трети большеберцовой кости имплантировали биорезорбируемый безшляпочный канюлированный компрессирующий винт с разной толщиной покрытия (15, 25, 35, 45, 55 мкм) с диаметром цилиндрической резьбы 3,5 мм, длиной 20,0 мм. Через 2 мес. животных выводили из эксперимента, проводили инструментальные, гистологические исследования. Биодеградацию имплантатов оценивали по наличию газа в костной ткани in vivo, а биосовместимость и репаративный ответ костной ткани — по ее периимплантантной плотности, результатам гистологического исследования.
Результаты. Все образцы винтов на основе Mg-Ca-Zn с покрытием демонстрируют оптимальную биосовместимость и репаративный ответ костной ткани.
Заключение. Результаты экспериментальной оценки биорезорбируемых винтов Mg-Ca-Zn в костной ткани in vivo показали, что образцы подвергаются биодеградации и демонстрируют хороший репаративный ответ и биосовместимость, что показывает их принципиальную возможность применения в травматологической практике.
Ключевые слова
Об авторах
Степан Петрович Черный
Уральский государственный медицинский университет
Email: stechernyy@yandex.ru
ORCID iD: 0009-0002-0129-1244
SPIN-код: 2453-9105
Россия, Екатеринбург
Иван Иванович Гордиенко
Уральский государственный медицинский университет
Email: ivan-gordienko@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-3157-4579
SPIN-код: 5368-0964
канд. мед. наук, доцент
Россия, ЕкатеринбургЕкатерина Сергеевна Марченко
Национальный исследовательский Томский государственный университет
Email: 89138641814@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-4615-5270
SPIN-код: 7116-2901
д-р физ.-мат. наук, доцент
Россия, ТомскНаталья Александровна Цап
Уральский государственный медицинский университет
Email: tsapna-ekat@rambler.ru
ORCID iD: 0000-0001-9050-3629
SPIN-код: 7466-8731
д-р мед. наук, профессор
Россия, ЕкатеринбургИрина Евгеньевна Валамина
Уральский государственный медицинский университет
Автор, ответственный за переписку.
Email: ivalamina@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-7387-5287
SPIN-код: 6283-9404
канд. мед. наук, доцент
Россия, ЕкатеринбургАнастасия Евгеньевна Кознова
Уральский государственный медицинский университет
Email: aisha12_95@mail.ru
Россия, Екатеринбург
Список литературы
- Lavrishcheva GI, Mikhailova LN, Cherkeszade DI, Onoprienko GA. On the optimal conditions for reparative regeneration of supporting organs. Orthopaedic genius. 2002;(1):121–126. (In Russ.)
- Gordienko II, Marchenko ES, Borisov SA, et al. Experimental study of the corrosive and biocompatible properties of bioresorbable Mg-Ca-Zn alloy implants. Ural Medical Journal. 2024;23(1):77–89. doi: 10.52420/2071-5943-2024-23-1-77-89 EDN: LEVZFV
- Gordienko II, Tsap NA, Borisov SA, et al. Possibilities of using bioresorbable implants in osteosynthesis of limb fractures in children and adolescents. Medical News of the North Caucasus. 2024;19(1):82–87. doi: 10.14300/mnnc.2024.19020 EDN: UGRWDM
- Marchenko ES, Baigonakova GA, Dubovikov KM, et al. Properties of coatings based on calcium phosphate and their effect on cytocompatibility and bioactivity of titanium nickelide. Materials (Basel). 2023;16(7):2581. doi: 10.3390/ma16072581
- Yu Z, Xu C, Meng J, Kamado S. Microstructure evolution and mechanical properties of a high strength Mg-11.7Gd-4.9Y-0.3Zr (wt %) alloy prepared by pre-deformation annealing, hot extrusion and ageing. Mater Sci Eng: A. 2017;703:348–358. doi: 10.1016/j.msea.2017.06.096
- Song J, She J, Chen D, Pan F. Latest research advances on magnesium and magnesium alloys worldwide. J Magnes Alloy. 2020;8(1):1–41. doi: 10.1016/j.jma.2020.02.003
- Waelti SL, Wildermuth S, Willems EP, et al. Prospective evaluation of magnetic resonance imaging features of magnesium-based alloy screw resorption in pediatric fractures. J Clin Med. 2023;12(8):3016. doi: 10.3390/jcm12083016
- Grün NG, Holweg PL, Donohue N, et al. Resorbable implants in pediatric fracture treatment. Innov Surg Sci. 2018;3(2):119–125. doi: 10.1515/iss-2018-0006
- Antoniac I, Miculescu M, Mănescu (Păltânea) V, et al. Magnesium-based alloys used in orthopedic surgery. Materials (Basel). 2022;15(3):1148. doi: 10.3390/ma15031148
- Motaharinia A, Drelich JW, Sharif S, et al. Overview of porous magnesium-based scaffolds: development, properties and biomedical applications. Mater Futur. 2025;4(1):012401. doi: 10.1088/2752-5724/ad9493
- Ye J, Miao B, Xiong Y, et al. 3D printed porous magnesium metal scaffolds with bioactive coating for bone defect repair: enhancing angiogenesis and osteogenesis. J Nanobiotechnol. 2025;23(1):160. doi: 10.1186/s12951-025-03222-3
- Hanák F, Koukolská V, Krsková B, et al. Fixation of osteochondral lesions of the knee using MAGNEZIX implants in pediatric patients: midterm clinical and MRI results. Acta Chir Orthop Traumatol Cech. 2025;92(3):137–146. doi: 10.55095/achot2024/071
Дополнительные файлы
