Сравнительное исследование остеоинтеграции изготовленных с применением аддитивных технологий титановых и стальных имплантатов в большеберцовой кости кролика в условиях внешней фиксации

Relevance. The main goals of successful prosthesis remain ensuring the osseointegration and infectious safety of implants.The purpose of the study — the comparative analysis of osseointegration of titanium and steel additive manufactured implants in the rabbit tibia under additional fixation by Ilizarov apparatus.Materials and Methods. The study was performed on 20 chinchilla male rabbits. The animals of the first group (n = 8 ) were implanted a stainless steel product EOS PH1 (EOS, Germany), the animals of the second group (n = 12) — a titanium alloy Ti6Al4V product. The implant was additionally fixed by Ilizarov apparatus. The implants were processed with additive technology by selective laser fusion at the EOSINT M 280 installation (EOS, Germany). The survival and safety of the implants were assessed using clinical, histological, laboratory and statistical methods.Results. The implant fall due to chronic inflammation was found in 2 animals of group 1 and none in group 2. The formation of weakly mineralized bone tissue on the surface of the implant was noted in 3 weeks in all cases. The bone became more mineralized by the 12th week of the experiment. However, in group 2, the calcium content and Ca / P ratio of the newly formed bone tissue at the 3rd and 12th week after implantation were significantly higher than in the animals of group 1. This indicated the greater maturity of the bone tissue in animals of group 2 at all stages of the experiment. In group 1, the compact plate osteoporosis and calcium-phosphorus balance disturbance were greater.Conclusion. The results of the study indicate that the survival rate (osseointegration) and safety of the product made of the titanium alloy were higher compared with the stainless steel product.Актуальность. Основными задачами успешного протезирования остаются обеспечение остеоинтеграции и инфекционной безопасности имплантатов.Цель исследования — сравнительный анализ остеоинтеграции изготовленных с применением аддитивной технологии титановых и стальных имплантатов в большеберцовой кости кролика в условиях дополнительной фиксации биомеханической системы аппаратом Илизарова.Материал и методы. Исследование выполнено на 20 кроликах-самцах породы Шиншилла. Животным первой группы (n = 8) имплантировали изделие из нержавеющей стали марки EOS PH1 (EOS, Германия), животным второй группы (n = 12) — из титанового сплава марки Ti6Al4V. Имплантат дополнительно фиксировали аппаратом Илизарова. Имплантаты были изготовлены с применением аддитивной технологии методом селективного лазерного сплавления на установке EOSINT M 280 (EOS, Германия). Оценку приживаемости и безопасности применения имплантатов проводили с помощью клинического, гистологического, лабораторного и статистического методов исследования.Результаты. У животных группы 1 было зафиксировано два случая выпадения имплантата по причине хронического воспаления, в группе 2 таких случаев отмечено не было. Во всех экспериментах через 3 нед. отмечено формирование слабоминерализованной костной ткани на поверхности имплантата, которая становилась более минерализованной к 12-й нед. эксперимента. Однако содержание кальция и соотношение Са/Р в новообразованной костной ткани в группе 2 на 3-й и 12-й нед. после имплантации было статистически значимо выше показателей животных группы 1, что свидетельствовало о большей зрелости костной ткани у животных группы 2 на всех этапах эксперимента. В группе 1 отмечали большую выраженность остеопороза компактной пластинки и более существенное нарушение кальций-фосфорного баланса.Заключение. Результаты исследования позволяют заключить, что приживаемость (остеоинтеграция) и безопасность изделия, выполненного из титанового сплава, была выше по сравнению с изделием из нержавеющей стали

Эффективность использования 3D-имплантатов с биоактивными свойствами для замещения обширных дефектов костей: экспериментальное исследование

Background. The problem of replacing extensive bone defects remains relevant. The use of implant structures with bioactive properties can stimulate osteogenesis, which will improve the final treatment result.The aim of the study. In an in vivo experiment, to study the possibility of replacing an extensive defect in the bone diaphysis with a personal bioactive cellular 3D implant and evaluate the long-term results of its use.Materials and Methods. In an in vivo experiment, adult large mongrel dogs (n = 8) were modeled with an extensive segmental defect of the tibial diaphysis measuring 4 cm. The defect was replaced with a cellular bioactive 3D implant made of titanium alloy Ti6Al4V, manufactured using the additive technology. The diameter of the cells was 1.5 mm on average. The walls of the implant had pores of 100– 300 μm in size. The inner and outer surfaces were coated with a calcium phosphate layer formed by micro-arc oxidation. The primary fixation was provided with the Ilizarov apparatus. In the early postoperative period, antibiotic prophylaxis with broad-spectrum drugs was performed. Clinical, X-ray, histological and statistical methods were used to analyze the results. The main control points were considered: the end of external fixation with the Ilizarov apparatus, after 180 days and 1 year after the termination of external fixation.Results. During the experiment, the death of animals and complications were not observed. The spatial location of the implant was preserved. The formation of a strong bone-implantation block occurred 37.2±6.3 days after the operation. During this period, the external fixation apparatus was dismantled. Osseointegration was provided under conditions of sufficient primary mechanical stability, due to the cellular structure of the implant, the presence of pores on its walls, and the osteoinductive properties of the applied calcium phosphate coating. The achieved degree of osseointegration persisted in long-term periods (6 months and 1 year after the termination of external fixation). The osteoinductive properties of the calcium phosphate coating were confirmed by the expression of osteopontin cells at all stages of the experiment. Outflow of Ca and P from bone fragments was not observed. An elastic sheath was formed on the surface of the implant, similar in structure to the periosteum. The implant cells were filled with a well-vascularized bone substrate. In the projection of the intermediate zone, compact bone tissue was formed, and in the projection of the medullary canal — reticulofibrous bone marrow. This indicates the possibility of organotypic remodeling of bone structures inside the implant.Conclusion. The results of the study showed the effectiveness of using a bioactive cellular 3D implant to replace an extensive defect in the shaft of the bone. The architectonics and osteoinductive properties of the implant surface contributed to the formation of complete osseointegration in a short time, while maintaining the achieved result in long-term periods.Актуальность. Проблема замещения обширных костных дефектов остается актуальной. Использование имплантационных конструкций с биоактивными свойствами может стимулировать остеогенез, что улучшит окончательный результат лечения.Цель исследования — в эксперименте in vivo изучить возможность замещения обширного дефекта диафиза кости персональным биоактивным ячеистым 3D-имплантатом и оценить отдаленные результаты его использования.Цель исследования — в эксперименте in vivo изучить возможность замещения обширного дефекта диафиза кости персональным биоактивным ячеистым 3D-имплантатом и оценить отдаленные результаты его использования.Материал и методы. В эксперименте in vivo взрослым крупным беспородным собакам (n = 8) моделировали обширный сегментарный дефект диафиза большеберцовой кости величиной 4 см. Дефект замещали ячеистым биоактивным 3D-имплантатом из титанового сплава Ti6Al4V, изготовленным по аддитивной технологии. Диаметр ячеек составлял в среднем 1,5 мм. Стенки имплантата имели поры размером 100–300 мкм. Внутренние и наружные поверхности были покрыты кальций-фосфатным слоем, сформированным методом микродугового оксидирования. Первичную фиксацию обеспечивали аппаратом Илизарова. В раннем послеоперационном периоде проводили антибиотикопрофилактику препаратами широкого спектра действия. Для анализа результатов использовали клинический, рентгенографический, гистологический и статистический методы. Основными контрольными точками считали: окончание внешней фиксации аппаратом Илизарова, через 180 сут. и через 1 год после прекращения внешней фиксации.Результаты. На протяжении эксперимента гибели животных и осложнений не наблюдали. Пространственное расположение имплантата сохранялось. Формирование прочного костно-имплантационного блока происходило через 37,2±6,3 сут. после операции. В этот период аппарат внешней фиксации демонтировали. Остеоинтеграция обеспечивалась в условиях достаточной первичной механической стабильности за счет ячеистой структуры имплантата, наличия пор на его стенках и остеоиндуктивных свойств нанесенного кальций-фосфатного покрытия. Достигнутая степень остеоинтеграции сохранялась и в отдаленные периоды (через 6 мес. и 1 год после прекращения внешней фиксации). Остеоиндуктивные свойства кальций-фосфатного покрытия подтверждались экспрессией клетками остеопонтина на всех этапах эксперимента. Оттока Са и Р из отломков кости не наблюдали. На поверхности имплантата была образована эластичная оболочка, по строению схожая с надкостницей. Ячейки имплантата были заполнены хорошо васкуляризированным костным субстратом. В проекции интермеди- арной зоны формировалась компактная костная ткань, а в проекции костномозгового канала — ретикулофиброзный костный мозг. Это свидетельствует о возможности органотипического ремоделировния структур кости внутри имплантата.Заключение. Результаты исследования показали эффективность использования биоактивного ячеистого 3D-имплантата для замещения обширного дефекта диафиза кости. Архитектоника и остеоиндуктивные свойства поверхности имплантата способствовали формированию полной остеоинтеграции в короткие сроки с сохранением достигнутого результата в отдаленные периоды

Predictors and outcome associated with an Enterococcus positive isolate during intensive care unit admission

This study reports the incidence, risk factors and mortality associated with a positive Enterococcus spp. isolate during admission to two tertiary intensive care units participating in an antibiotic cycling study. Incidence was low, with only 4.2% of admissions (36/852) at Royal Brisbane and Women’s Hospital and 2.8% (31/1104) at Westmead Hospital developing a positive Enterococcus spp. isolate (P=0.087). A positive enterococcal isolate, while not an independent predictor of mortality (odds ratio [OR]=1.6, 95% confidence interval [CI] 0.80 to 3.2, P=0.18), may be a marker of the underlying severity of illness with higher unadjusted in-hospital mortality (26% or 17/66 vs 14% or 250/1855, P=0.007). Independent risk factors for a positive isolate were use of meropenem/imipenem (OR=5.7, 95% CI 2.4 to 14,