ОБЗОР МАТЕРИАЛОВ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ МЕТОДОВ, ПРИМЕНЯЕМЫХ ПРИ ИЗГОТОВЛЕНИИ ЭНДОПРОТЕЗОВ В ТРАВМАТОЛОГИИ И ОРТОПЕДИИ


Цитировать

Полный текст

Аннотация

Травмы и заболевания опорно-двигательной системы занимают второе место среди причин временной нетрудоспособности населения и третье среди причин инвалидности и смертности. Эффективным методом лечения данной категории больных является эндопротезирование. Ежегодно в мире в протезировании нуждаются 500-1000 пациентов на 1 млн населения. Разработки эндопротезов ведутся по различным направлениям конструктивного исполнения элементов имплантата, способов фиксации, использования различных материалов, разнообразных видов обработки поверхности имплантатов. Выпускаемые в настоящее время и используемые в травматологии и ортопедии эндопротезы являются унифицированными, то есть стандартизированными, разных размеров, но одинаковой формы. Это накладывает серьезные ограничения на применение имплантации в сложных клинических случаях. Выходом из положения может стать применение персонифицированных, сложнопрофильных имплантатов, спроектированных и изготовленных с использованием современных технологий быстрого прототипирования. При этом применение титановых сплавов для изготовления эндопротезов позволит наиболее полно реализовать важнейшие преимущества данного направления: наилучшую биологическую совместимость, высокую коррозионную стойкость, низкий модуль упругости, высокую удельную прочность и выносливость.

Об авторах

А В Колсанов

Самарский государственный медицинский университет

Email: info@samsmu.ru
д.м.н., профессор, заведующий кафедрой оперативной хирургии, клинической анатомии с курсом инновационных технологий СамГМУ.

А Н Николаенко

Самарский государственный медицинский университет

Email: nikolaenko.83@inbox.ru
к.м.н., ассистент кафедры травматологии, ортопедии и экстремальной хирургии имени академика РАН А.Ф. Краснова СамГМУ. Самарский государственный медицинский университет, ул. Чапаевская, 89, г. Самара, Россия, 443099

В В Иванов

Самарский государственный медицинский университет

Email: info@samsmu.ru
к.м.н., ассистент кафедры травматологии, ортопедии и экстремальной хирургии имени академика РАН А.Ф. Краснова СамГМУ.

С А Приходько

Самарский государственный медицинский университет

Email: info@samsmu.ru
аспирант кафедры травматологии, ортопедии и экстремальной хирургии имени академика РАН А.Ф. Краснова СамГМУ.

П В Платонов

Самарский государственный медицинский университет

Email: info@samsmu.ru
аспирант кафедры травматологии, ортопедии и экстремальной хирургии имени академика РАН А.Ф. Краснова СамГМУ.

Список литературы

  1. Andani M, Shayesteh Moghaddam N, Haberland C, Dean D, Miller M., Elahinia M. Metals for bone implants. Part 1. Powder metallurgy and implant rendering. Acta Biomaterialia. 2014;10(10):4058-4070. doi: 10.1016/j.actbio.2014.06.025
  2. Elahinia M, Hashemi M, Tabesh M, Bhaduri S. Manufacturing and processing of NiTi implants: A review. Progress in Materials Science. 2012;57(5):91 1-946. doi: 10.1016/j. pmatsci.2011.11.001
  3. Mohseni E, Zalnezhad E, Bushroa A. Comparative investigation on the adhesion of hydroxyapatite coating on Ti-6Al-4V implant: A review paper. International Journal of Adhesion and Adhesives. 2014;(48):238-257. doi: 10.1016/j. ijadhadh.2013.09.030
  4. Drnovsek N, Rade K, Milacic R, Strancar J, Novak S. The properties of bioactive TiO2 coatings on Ti-based implants. Surface and Coatings Technology. 2012;(209):177-183. doi: 10.1016/j.surfcoat.2012.08.037
  5. Wu Y, Wang A, Zhang Z, Zheng R, Xia H, Wang Y. Laser alloying of Ti-Si compound coating on Ti-6Al-4V alloy for the improvement of bioactivity. Applied Surface Science. 2014;(305):16-23. doi: 10.1016/j.apsusc.2014.02.140
  6. Mishnaevsky L, Levashov E, Valiev R, Segurado J, Sabirov I, Enikeev N, Prokoshkin S, Solov’yov A, Korotitskiy A, Gutmanas E, Gotman I, Rabkin E, Psakh’e S, Dluhos L, Seefeldt M, Smolin A. Nanostructured titanium-based materials for medical implants: Modeling and development. Materials Science and Engineering: R: Reports. 2014;(81):1-19. doi: 10.1016/j.mser.2014.04.002
  7. Andriyanov D, Amosov A, Samboruk A, Davydov D, Ishchenko V. Development of porous composite self-propagating high-temperature ceramics of the Ti-B-C system. Russian Journal of Non-Ferrous Metals. 2014;55(5):485-488. doi: 10.3103/s1067821214050034
  8. Wilde F, Hanken H, Probst F, Schramm A, Heiland M, Cornelius C. Multicenter study on the use of patient-specific CAD/CAM reconstruction plates for mandibular reconstruction. International Journal of Computer Assisted Radiology and Surgery. 2015;10(12):2035-2051. doi: 10.1007/s11548-015-1193-2
  9. Raad B, Shayesteh Moghaddam N, Elahinia M. A numerical simulation of the effect of using porous superelastic Nitinol and stiff Titanium fixation hardware on the bone remodeling. Nanosensors, Biosensors, and Info-Tech Sensors and Systems. 2016. doi: 10.1117/12.2222075
  10. Nasr Esfahani S, Taheri Andani M, Shayesteh Moghaddam N, Mirzaeifar R, Elahinia, M. Independent tuning of stiffness and toughness of additively manufactured titanium-polymer composites: Simulation, fabrication, and experimental studies. Journal of Materials Processing Technology. 2016;(238)22-29. doi: 10.1016/j.jmatprotec.2016.06.035
  11. Moghaddam N, Elahinia M, Miller M, Dean D. Enhancement of Bone Implants by Substituting Nitinol for Titanium (Ti-6Al-4V): A Modeling Comparison. Volume 1: Development and Characterization of Multifunctional Materials; Modeling, Simulation and Control of Adaptive Systems; Structural Health Monitoring; Keynote Presentation, 2014. doi: 10.1115/ smasis2014-7648
  12. Rahmanian R, Shayesteh Moghaddam N, Haberland C, Dean D, Miller M, Elahinia M. Load bearing and stiffness tailored NiTi implants produced by additive manufacturing: a simulation study. Behavior and Mechanics of Multifunctional Materials and Composites. 2014. doi: 10.1117/12.2048948
  13. Markiewicz M, Bell R. The Use of 3D Imaging Tools in Facial Plastic Surgery. Facial Plastic Surgery Clinics of North America. 2011;19(4):655-682. doi: 10.1016/j.fsc.2011.07.009
  14. Levine J, Patel A, Saadeh P, Hirsch D. Computer-Aided Design and Manufacturing in Craniomaxillofacial Surgery. Journal of Craniofacial Surgery. 2012;23(1):288-293. doi: 10.1097/scs.0b013e318241ba92
  15. Amin Yavari S, Ahmadi S, van der Stok J, Wauthle R, Riemslag A, Janssen M, Schrooten J, Weinans H, Zadpoor A. Effects of bio-functionalizing surface treatments on the mechanical behavior of open porous titanium biomaterials. Journal of the Mechanical Behavior of Biomedical Materials. 2014;(36):109-119. doi: 10.1016/j.jmbbm.2014.04.010
  16. Von Wilmowsky C, Moest T, Nkenke E, Stelzle F, Schlegel K. Implants in bone: Part I. A current overview about tissue response, surface modifications and future perspectives. Oral and Maxillofacial Surgery. 2013;18(3):243-257. doi:10.1007/ s10006-013-0398-1
  17. Von Wilmowsky C, Moest T, Nkenke E, Stelzle F, Schlegel K. Implants in bone: Part II. Research on implant osseointegration. Oral and Maxillofacial Surgery. 2013;18(4):355-372. doi:10.1007/ s10006-013-0397-2
  18. Chan I, Ginsburg G. Personalized Medicine: Progress and Promise. Annual Review of Genomics and Human Genetics. 2011;12(1):217-244. doi: 10.1146/annurev-genom-082410-101446
  19. Vandrovcova M, Jirka I, Novotna K, Lisa V, Frank O, Kolska Z, Stary V, Bacakova L. Interaction of Human OsteoblastLike Saos-2 and MG-63 Cells with Thermally Oxidized Surfaces of a Titanium-Niobium Alloy. PLoS ONE. 2014;9(6):e100475. doi: 10.1371/journal.pone.0100475
  20. Sallica-Leva E, Jardini A, Fogagnolo J. Microstructure and mechanical behavior of porous Ti-6Al-4V parts obtained by selective laser melting. Journal of the Mechanical Behavior of Biomedical Materials. 2013;(26):98-108. doi:10.1016/j. jmbbm.2013.05.011
  21. Suyalatu X, Takayoshi N, Norio H, Hitoshi S. Microstructure and mechanical properties of Ti-X alloys fabricated by selective laser melting process for new biomaterial devices. Frontiers in Bioengineering and Biotechnology. 2016;(4). doi: 10.3389/conf. fbioe.2016.01.02497
  22. Ferraris S, Venturello A, Miola M, Cochis A, Rimondini L, Spriano S. Antibacterial and bioactive nanostructured titanium surfaces for bone integration. Applied Surface Science. 2014;(311):279-291. doi: 10.1016/j.apsusc.2014.05.056

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Колсанов А.В., Николаенко А.Н., Иванов В.В., Приходько С.А., Платонов П.В., 2017

Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).