ПРОГНОЗ ДЛИТЕЛЬНОСТИ СОЗРЕВАНИЯ ДИСТРАКЦИОННОГО РЕГЕНЕРАТА

Aim of the study the characteristics of changes of serum biochemical parameters in dogs with delayed maturation of the distraction regenerate after surgical lengthening the leg bones by Ilizarov. The comparative analysis of biochemical changes in blood serum of animals with delayed regenerated bone osteogenesis after surgical leg bone lengthening according to Ilizarov has been made in the work. The development of persistent and marked hypocalcemia, significant accumulation of blood serum nonoxidized degradation products during limb bone surgical lengthening according to Ilizarov have been revealed to be adverse signs evidencing of the high probability of the disorder of further formation of the regenerated bone and its subsequent maturation at the stage of fixation.Цель работы - исследовать особенности изменений биохимических показателей сыворотки крови у собак с замедленным созреванием дистракционного регенерата после оперативного удлинения костей голени по Илизарову. В работе проведен сравнительный анализ биохимических изменений в сыворотке крови у животных с замедленным костеобразованием регенерата после оперативного удлинения костей голени по Илизарову. Обнаружено, что развитие устойчивой и выраженной гипокальциемии, значительное накопление неокисляемых продуктов распада в сыворотке крови в ходе оперативного удлинения костей конечностей по Илизарову являются неблагоприятными признаками, свидетельствующими о высокой вероятности нарушения дальнейшего формирования регенерата и последующего его созревания на этапе фиксации

Интрамедуллярный эластичный трансфизарный остеосинтез большеберцовой кости и его влияние на рост сегмента

Background: Intramedullary transphyseal elastic osteosynthesis is used in children for the diseases accompanied by the reduced strength properties of bone tissue, and primarily for osteogenesis imperfecta.Objective: The purpose of the experimental study was to investigate tibial growth under the conditions of transphyseal counter-directed insertion of elastic rods without bone integrity breaking, under transverse fracture modeling, as well as under combining transphyseal reinforcement and subperiosteal positioning the titanium mesh with the elastic rods intervolved in it.Methods: Non-randomized controlled trial was performed. Three series of experiments performed in 18 puppies. Counter-directed transphyseal reinforcement of tibia performed in Series I,, transphyseal reinforcement combined with transverse osteotomy of leg bones — in Series II, transphyseal elastic osteosynthesis and subperiosteal positioning the titanium nickelide mesh with intervolved in it elastic rods during transverse leg bone osteotomy performed in Series III.Results: Transphyseal reinforcement resulted in growth retardation of the operated tibia. The loss of residual growth was 3.8 mm (p =0.078) in series I; 7.8 mm (p =0.032) — in series II; 7.7 mm (p =0.042) — in series III. Eccentric insertion of transphyseal rods formed an angular deformity (mean value 7°; p =0.023) of the distal tibial epiphysis in the process of residual growth. Periosteal and endosteal reactions contributed to enlargement of diaphyseal diameter of 3.9 mm (series II; p =0.037) and 3.8 mm (series III; p =0.041). Any difference of diameter between operated and intact tibia was not observed in series I.Conclusion: Intramedullary transphyseal reinforcement retards longitudinal bone growth. The positioning of the telescopic systems should be as close as possible to the center of growth plates in order to prevent angular deformities. Subperiosteal reinforcement doesn’t retard consolidation of fragments, and it can be combined with intramedullary transphyseal osteosynthesisИнтрамедуллярный трансфизарный эластичный остеосинтез применяется у детей при заболеваниях, сопровождающихся сниженными прочностными свойствами костной ткани, в первую очередь при несовершенном остеогенезе.Цель исследования: изучить рост большеберцовой кости в условиях трансфизарного встречного проведения эластичных стержней без нарушения целостности кости, при моделировании поперечного перелома, а также сочетании трансфизарного армирования и поднадкостничного расположения титановой сетки с вплетенными в нее эластичными стержнями.Методы: проведено нерандомизированное контролируемое исследование на 3 группах (сериях) щенков (по 6 животных в каждой серии). В серии I производили встречное трансфизарное армирование большеберцовой кости, в серии II — трансфизарное армирование в сочетании с поперечной остеотомией костей голени, в серии III трансфизарный эластичный остеосинтез выполнялся вместе с поднадкостничным введением сетки из никелида титана с вплетенными в нее эластичными стержнями при поперечной остеотомии костей голени.Результаты: трансфизарное армирование вызывало замедление роста оперированной большеберцовой кости с потерей длины на 3,8 мм (p =0,078) в I, на 7,8 мм (p =0,032) во II и на 7,7 мм (p =0,042) в III серии. Эксцентричное проведение трансфизарных стержней формировало угловую деформацию в процессе последующего роста, в среднем на 7° (p =0,023) на уровне дистального эпифиза во всех сериях. Пери- и эндостальные реакции способствовали увеличению диаметра диа- физа большеберцовой кости в серии II на 3,9 мм (p =0,037), в серии III — на 3,8 мм (p =0,041) по сравнению с контрольной конечностью. В первой серии разницы диаметров между оперированной и интактной большеберцовой костью не наблюдалось.Заключение: интрамедуллярное трансфизарное армирование замедляет рост кости в длину. Для предотвращения угловых деформаций расположение телескопических систем должно быть максимально близким к центру ростковых зон. Поднадкостничное армирование не замедляет консолидацию фрагментов и может сочетаться с интрамедуллярным трансфизарным остеосинтезом

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