Способ моделирования дефектов мышечной ткани для изучения рефиксации мышц к пористым титановым имплантатам с использованием аддитивных технологий

Изобретение относится к экспериментальной медицине и может быть применимо для моделирования дефектов мышечной ткани для изучения рефиксации мышц к пористым титановым имплантатам с использованием аддитивных технологий. Формируют мышечный дефект в толще волокон широчайшей мышцы спины кролика. Имплантируют в него титановый сетчатый имплантат. Фиксируют к нему мышечные волокна по всей его поверхности, обеспечивая их максимальный контакт. Способ обеспечивает возможность наиболее достоверной оценки процессов интеграции мышечной ткани в титановые имплантаты. 4 ил.

 

Изобретение относится к ортопедии, а именно к области экспериментальной медицины, и может быть использовано при изучении состояний, связанных с наличием дефектов костной ткани, включающей места прикрепления мышц при лечении пациентов с обширными костными дефектами, полученными в результате обширных ревизионных вмешательств, а также имеющие хронические дефекты костной ткани.

В экспериментальной медицине в качестве подопытных животных одними из наиболее широко используемых являются кролики, в частности, самки. В проанализированной нами литературе описаны модели экспериментальных костных дефектов, которые были выполнены на кроликах в проксимальном метаэпифизе большеберцовой кости, но без вовлечения в дефект точек прикрепления мышц и сухожильного аппарата [1, 2]. Существует модель повреждения ахиллова сухожилия, однако она не позволяет изучать интеграцию тканей в имплантатах [3]. Надо отметить, что представленные модели дефектов не могут быть использованы для изучения патогенезов заболеваний, связанных с вовлечением в дефект мышечного аппарата, а так же их последствий, что не дает в полной мере оценить процессы интеграции мышечной ткани в титановые имплантаты.

Основная задача изобретения состоит в создании экспериментальной модели дефекта мышечной ткани, приближенной к клинике при ревизионных оперативных вмешательствах, для изучения процессов мягкотканой интеграции в пористые титановые имплантаты изготовленные при помощи аддитивных технологий.

Технический результат предлагаемого изобретения состоит в возможности наиболее достоверной оценки процессов интеграции мышечной ткани в титановые имплантаты, изготовленные при помощи аддитивных технологий, после оперативных вмешательств, моделирующих мышечные дефекты у кролика, с целью оптимизации лечения пациентов с обширными костными дефектами, включающие места прикрепления сухожильно-связочного аппарата после ревизионных оперативных вмешательств.

Результат достигается тем, что формируют мышечный дефект в толще волокон широчайшей мышцы спины кролика, имплантируют в него титановый высокопористый имплантат сетчатой структуры, позволяющий выполнить к нему фиксацию мышечной ткани, таким образом, чтобы мышечные волокна прилегали к пористому титановому материалу по всей его поверхности, обеспечивая максимальный контакт. После чего рану ушивают и экспериментальное животное содержат в обычных условиях не менее 15 суток.

На фигурах изображены: модель экспериментального мышечного дефекта после имплантации титановых имплантатов изготовленных при помощи аддитивных технологий:

Фигура 1: вид экспериментального мышечного дефекта после имплантации титанового имплантата, изготовленного при помощи аддитивных технологий.

Фигура 2: морфологическая картина экспериментального мышечного дефекта после имплантации пористого титанового материала, изготовленного при помощи аддитивных технологий.

Фигура 3: морфологическая картина экспериментального мышечного дефекта после имплантации не пористого титанового материала, изготовленного при помощи аддитивных технологий

Фигура 4: график прочностных испытаний фиксации мышечной ткани к исследуемым титановым образцам.

Способ осуществляется следующим образом: кроликам породы «шиншилла» весом 2,5 - 3,5 кг проводили оперативное вмешательство на широчайших мышцах спины кролика. Положение животного - на животе. Кожный разрез длиной 4 см выполняли на 1 см кнаружи от остистых отростков 5-12 грудных позвонков. В верхней трети мышечного брюшка при помощи зажима по типу «москит» выполняют расслоение мышечных волокон на протяжении 2 см, далее, отступя дистально на 3 см по ходу мышечного брюшка, дистальнее формируют разволокнение мышечных волокон на протяжении 2 см. В обе зоны мышечного разволокнения имплантируют титановые высокопористые имплантаты, сетчатой структуры, изготовленный при помощи аддитивных технологий (Фиг. 1). После чего рану ушивают послойно. Кожные покровы обрабатывают раствором антисептиков. Две зоны разволокнения на протяжении мышечных волокон, необходимы для выполнения прочностных испытаний. Приложение силы на разрыв будет осуществляться к проксимальному и дистальному исследуемому образцу.

В эксперимент вошли 6 половозрелых кроликов породы Шиншилла в условиях вивария РНИИТО им. P.P. Вредена. В исследовании использовались обе задние лапы животного (12 объектов исследования). Все особи были женского пола. Возраст животных в среднем составил 7 месяцев (диапазон 6-8 месяцев). Масса тела объектов исследования (животных) составила в среднем 2870 г (диапазон 2700-3000 г). Содержание и использование лабораторных животных соответствовало требованиям «ИСО 10993-2». Все процедуры с животными были рассмотрены и утверждены локальным этическим комитетом. Животные были здоровы, имели ветеринарный сертификат качества и состояния здоровья и содержались в идентичных условиях кормления и содержания. Животные были разделены на контрольную и опытную группы, по 3 животных в каждой группе. Контрольные морфологические исследования выполняли на 60-е сутки. На 90-е сутки выполнено исследование прочностных свойств. Исследование прочностных свойств мышечной интеграции в исследуемые титановые имплантаты выполнено с помощью универсальной установки для механических испытаний AG-100X Plus (Shimadzu Corp., Япония). Испытания на растяжение выполнялись с контролем деформации в соответствии с ISO 6892-2009 и JIS Z2241-2010. При исследовании прочностных свойств интеграции оценивались усилия на разрыв мягких тканей в области прикрепления к исследуемым имплантатам. Животным контрольной группы формировали дефект мышечной ткани по описанной выше экспериментальной методике, но в дефект имплантировали не пористые титановые имплантаты, в результате чего при морфологическом исследовании образцов мышечной ткани на 60 сутки после операции, в группе с имплантацией непористого титанового материала наблюдается формирование тонкой соединительнотканной капсулы вокруг имплантата без воспалительных проявлений. Мягкотканой интеграции не выявлено (Фиг. 2). В опытной группе с имплантацией пористого титанового имплантата в мышечную ткань, наблюдается прорастание зрелой фиброзной ткани с упорядоченными волокнами в поры материала с неравномерным расположением разнокалиберных сосудов без клеточной реакции (Фиг. 3).

Исследования прочностных свойств фиксации мышечной ткани к титановым имплантатам проведены в обеих группах на 90-е сутки. В контрольной группе с имплантацией не пористого титана разрушающее усилие на разрыв составило 8±2,9N. При таком усилии происходила отслойка фиброзной ткани от поверхности исследуемых титановых образцов без повреждения волокон мышечной ткани. В опытной группе (пористый титановый имплантат) усилие на разрыв составило 26±6,5N. При таком воздействии силы происходило разрушение мышечных волокон вне зоны прилегания к тестируемому титановому образцу. Фиброзная капсула вокруг тестируемых опытных образцов пористого титана была без повреждений, оставаясь непрерывной. Усилие на разрыв в опытной группе существенно превосходило контрольную группу (Фиг. 4).

Достоинство аддитивных технологий в изготовлении сложных по форме пространственных высокопористых титановых имплантатов заключается в возможности клинического применения, учитывая индивидуальную анатомию и форму дефекта. В ряде случаев, после повторных ревизионных вмешательств хирурги сталкиваются с костными дефектами вовлекающими в себя зоны прикрепления мышц. Модель дефекта мышечной ткани продемонстрировала способность прочной фиброзной интеграции в титановые высокопористые имплантаты изготовленные при помощи аддитивных технологий, которая может быть использована при изучении состояний, связанных с последствиями травм и ревизионных вмешательств.

Список использованной литературы:

1. Лунева С.Н., Талашова И.А., Осипова Е.В., Накоскин А.Н., Еманов А.А. Влияние состава биокомпозиционных материалов, имплантированных в дырчатые дефекты метафиза, на репаративную регенерацию и менерализацию костной ткани; бюллетень экспериментальной биологии и медицины №8 2013 г, с. 255-259.

2. Walsh WR, Vizesi F, Michael D, Auld J, Langdown A, Oliver R, Yu Y, Irie H, Bruce W. Beta-TCP bone graft substitutes in a bilateral rabbit tibial defect model. Biomaterials. 2008; 29:266-271.

3. Касатка O.B., Iванов Г.В., 1 Iстомiн А.Г., Петренко ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ МОДЕЛЬ ПОВРЕЖДЕНИЯ АХИЛЛОВА СУХОЖИЛИЯ У ЛАБОРАТОРНЫХ КРЫС; ТРАВМА, ТОМ 18, №3, 2017, С 86-87.

Способ моделирования дефектов мышечной ткани для изучения рефиксации мышц к пористым титановым имплантатам с использованием аддитивных технологий, включающий создание дефекта ткани в эксперименте, отличающийся тем, что формируют мышечный дефект в толще волокон широчайшей спины кролика, имплантируют в него титановый сетчатый имплантат, фиксируют к нему мышечные волокна по всей его поверхности, обеспечивая их максимальный контакт, после чего рану ушивают и экспериментальное животное содержат в обычных условиях не менее 15 суток.



 

Похожие патенты:
Изобретение относится к психологии и медицине, к области психофизиологии и патологической физиологии и непосредственно к моделированию психологического стресса в эксперименте.
Изобретение относится к медицине, в частности к области патологической физиологии, экспериментальной урологии и гинекологии. Производят мобилизацию внутренних подвздошных вен, после чего производят их легирование и затем удаляют лимфатические узлы, обеспечивающие отток лимфы от тазовых органов.

Изобретение относится к экспериментальной медицине и может быть использовано для лечения костного дефекта в эксперименте. Для этого на костный дефект накладывают резорбируемую синтетическую мембрану, выполненную в виде пленки.

Изобретение относится к медицине, а именно к экспериментальной фармакологии. Способ включает профилактику образования язвы желудка путем однократного введения в утреннее время фармакологического агента крысам за 30 мин до моделирования водоиммерсионного стресса путем помещения крыс в специальные проволочные камеры и погружения на 7 ч в воду (23°С) до уровня мечевидного отростка.

Изобретение относится к медицине, а именно к экспериментальной фармакологии и неврологии, и может быть использовано для профилактики ишемии головного мозга. Воспроизводят четырехсосудистую модель патологии и вводят крысам-самцам линии Wistar 2-амино-5-этил-1,3,4-тиадиазолия глицилглицин в дозе 50 мг/кг однократно за 60 минут до эксперимента внутрижелудочно через зонд в качестве прекондиционирующего агента.

Изобретение относится к медицине, а именно к экспериментальной фармакологии, и может быть использовано для коррекции нарушений микроциркуляции в плаценте при ADMA-подобной модели преэклампсии.

Изобретение относится к медицине, а именно к экспериментальной фармакологии, и может быть использовано для коррекции нарушений микроциркуляции в плаценте при ADMA-подобной модели преэклампсии.

Группа изобретений относится к медицине, а именно к мониторингу состояния пациента. Предложена система медицинского мониторинга, содержащая: один или более процессоров, сконфигурированных с возможностью: приема подвергаемых мониторингу физиологических показателей и соответствующих одного или более срабатываний сигналов тревоги для пациента и регулируемой настройки сигнала тревоги и конфигурирования средств отображения по меньшей мере одного подвергаемого мониторингу физиологического показателя и ретроспективного графического изображения физиологического показателя, включая изображение указанных одного или более срабатываний сигналов тревоги, соответствующих регулируемой настройке сигнала тревоги, причем ретроспективное графическое изображение включает в себя: кривую, отображающую зависимость подвергаемого мониторингу физиологического показателя от времени, при этом кривая включает временной отрезок выбранного ретроспективного периода; по меньшей мере один индикатор предела сигнала тревоги, изображенный относительно отражающей указанную зависимость кривой; и индикаторы времени и длительности одного или более срабатываний сигналов тревоги, изображенные относительно отражающей указанную зависимость кривой, причем время и длительность одного или более срабатываний сигналов тревоги изображены относительно отражающей указанную зависимость кривой цветной областью заливки между указанным по меньшей мере одним индикатором предела сигнала тревоги и отражающей указанную зависимость кривой, причем время и длительность одного или более срабатываний сигналов тревоги отображаются при срабатывании сигнала тревоги.
Изобретение относится к области экспериментальной медицины, а именно к моделированию флегмоны околочелюстной области, и может быть использовано при исследованиях, в частности для разработки способов лечения указанной патологии и оценки их эффективности.

Изобретение относится к медицине, в частности к экспериментальной стоматологии, и предназначено для получения модели предобтурационного состояния корневого канала моляра.

Изобретение относится к экспериментальной медицине и может быть использовано для моделирования дефектов костной ткани для изучения рефиксации мягких тканей к пористым титановым имплантатам с использованием аддитивных технологий. Формируют продольный костный дефект в области проксимального метаэпифиза голени медиальнее от места прикрепления собственной связки надколенника. Имплантируют в него титановый пористый имплантат, позволяющий выполнить к нему фиксацию сухожильной ткани. Волокна собственной связки надколенника расслаивают и формируют из них две порции, фиксируют их к возвышающемуся над поверхностью кости титановому имплантату рассасывающимся шовным материалом. Способ обеспечивает возможность наиболее достоверной оценки процессов интеграции сухожильных, связочных и костных структур в титановые имплантаты. 4 ил.

Изобретение относится к медицине, а именно к экспериментальной биологии, и может быть использовано для оценки неврологического дефицита конечностей у экспериментальных крыс путем выявления работоспособности конечностей в ответ на стимуляцию. Способ состоит из 5 основных тестов. В каждом из тестов оценивается работоспособность отдельно взятой конечности животного. Суммируют полученные данные пяти тестов для левой и правой стороны животного отдельно. Значение по 12 баллов для левой и правой стороны соответствует отсутствию неврологического дефицита конечностей. Менее 12 баллов для левой и менее 12 для правой стороны - наличие неврологического дефицита конечностей у экспериментальных крыс. Способ позволяет выявить снижение работоспособности конечностей, незначительные нарушения и разделить с большей достоверностью пограничные состояния неврологического дефицита между собой за счет разработанной тест-системы, которая является чувствительной к степени полученного повреждения и способна улавливать любые сдвиги в неврологическом статусе животного, происходящие в результате лекарственных коррекций, влияющих на пластичность мозга. 3 табл., 2 ил.

Изобретение относится к экспериментальной медицине и может быть применимо для моделирования дефектов мышечной ткани для изучения рефиксации мышц к пористым титановым имплантатам с использованием аддитивных технологий. Формируют мышечный дефект в толще волокон широчайшей мышцы спины кролика. Имплантируют в него титановый сетчатый имплантат. Фиксируют к нему мышечные волокна по всей его поверхности, обеспечивая их максимальный контакт. Способ обеспечивает возможность наиболее достоверной оценки процессов интеграции мышечной ткани в титановые имплантаты. 4 ил.

Наверх