Введение
ГЛАВА 1. Анализ подходов к проблеме замещения дефектов костной ткани (обзор литературы) 14
1.1. Актуальность разработки костных имплантатов 14
1.2. Классификация современных материалов для замещения кости 16
1.3. Реакция тканей на металлические имплантаты
1.3.1. Локальные реакции на частицы износа и коррозии металлов 24
1.3.2. Влияние частиц износа и коррозии металлов на остеобласты и фибробласты 26
1.3.3. Влияние частицы износа и коррозии металлов на макрофаги и остеокласты 28
1.3.4. Влияние частицы износа и коррозии металлов на лимфоциты 31
1.3.5. Диагностика специфических реакций на металлические имплантаты 1.4. Титан и его сплавы – материалы для костных имплантатов 34
1.5. Характеристики поверхности и их влияние на остеоинтеграцию имплантатов 43
1.6. Модификация поверхности титановых имплантатов алмазоподобными пленками 45
1.7. Обоснование применения биокомпозита «прилипающая фракция клеток костного мозга – пористая титановая матрица с алмазоподобной пленкой» для стимуляции остеогенеза 48
1.8. Обоснование сочетанного применения костного морфогенетического белка-2 и пористых титановых имплантатов с алмазоподобной пленкой для замещения дефектов костной ткани 52
1.9. Обоснование применения наночастиц гидроксиапатита, внедренных в поры титанового имплантата с алмазоподобной пленкой, для замещения дефекта костной ткани 56
1.10. Заключение 58
ГЛАВА 2. Материалы и методы исследования 60
2.1. Дизайн исследования 60
2.2. Характеристика и способы получения используемых имплантатов 63
2.3. Методы исследования in vitro 68
2.4. Методы исследования in vivo
2.4.1. Насыщение пористых имплантатов миелокариоцитами, костным морфогенетическим белком, гидроксиапатитом 71
2.4.2. Методика оперативного вмешательства 72
2.4.3. Лабораторные и инструментальные методы исследования 74
2.4.3.1. Лучевые методы исследования 74
2.4.3.2. Лабораторные методы исследования 75
2.5. Статистические методы исследования 81 CLASS ГЛАВА 3. STRONG Изучение остеоинтеграции пористых титановых имплантатов и пористых CLASS
титановых имплантатов, модифицированных углеродсодежащими пленками STRONG 82
3.1. Изучение биосовместимости композита «титан-углеродсодержащие пленки» in vitro 82
3.2. Исследования in vivo
3.2.1. Регенерация краевых дефектов метафизов большеберцовых и бедренных костей, не заполненных имплантатами 89
3.2.2. Закономерности репаративного остеогенеза при внедрении пористых имплантатов 93
3.2.3. Особенности репаративного остеогенеза при остеоинтеграции пористых титановых имплантатов 95
3.2.4. Особенности репаративного остеогенеза при остеоинтеграции пористых титановых имплантатов с углеродсодежащими пленками
3.3. Обсуждение полученных результатов 118
3.4. Заключение 124
ГЛАВА 4. Реакция тканей организма на формирование краевых дефектов большеберцовых и бедренных костей и внедрение в них пористых титановых имплантатов, насыщенных аутологичными миелокариоцитами 127
4.1. Состав периферической крови после формирования краевых дефектов большеберцовых и бедренных костей обеих тазовых конечностей у кроликов и внедрения пористых титановых имплантатов, насыщенных аутологичными миелокариоцитами, в кости правой конечности 127
4.2. Морфофункциональное состояние костного мозга
4.2.1. Морфофункциональное состояние костного мозга кроликов после формирования краевых дефектов метафизов большеберцовых и бедренных костей 133
4.2.2. Состав кроветворного костного мозга кроликов после внедрения в дефекты метафизов большеберцовых и бедренных костей пористых титановых имплантатов, насыщенных аутологичными миелокариоцитами 137
4.2.3. Колониеобразующая способность костного мозга кроликов после формирования краевых дефектов метафизов большеберцовых и бедренных костей 140
4.2.4. Колониеобразующая способность костного мозга кроликов после внедрения в дефекты метафизов большеберцовых и бедренных костей пористых титановых имплантатов, насыщенных аутологичными миелокариоцитами
4.3. Динамика фагоцитарной активности нейтрофилов периферической крови после формирования краевых дефектов большеберцовых и бедренных костей обеих тазовых конечностей у кроликов и внедрения пористых титановых имплантатов, насыщенных аутологичными миелокариоцитами, в кости правой конечности 143
4.4. Динамика показателей минерального обмена в периферической крови после формирования краевых дефектов большеберцовых и бедренных костей обеих тазовых конечностей у кроликов и внедрения пористых титановых имплантатов, насыщенных аутологичными миелокариоцитами, в кости правой конечности 143
4.5. Некоторые особенности метаболизма костной и мышечной тканей после формирования краевых дефектов большеберцовых и бедренных костей обеих тазовых конечностей у кроликов и внедрения пористых титановых имплантатов, насыщенных аутологичными миелокариоцитами, в кости правой конечности
4.5.1. Метаболизм костной ткани после формирования краевых дефектов метафизов большеберцовых и бедренных костей 146
4.5.2. Метаболизм костной ткани после внедрения в дефекты метафизов большеберцовых и бедренных костей пористых титановых имплантатов, насыщенных аутологичными миелокариоцитами 147
4.5.3. Метаболизм скелетной мышечной ткани при формировании краевых дефектов большеберцовых и бедренных костей у кроликов обеих конечностей и внедрения пористых титановых имплантатов в кости правой конечности 149
4.6. Состояние регионарных лимфатических узлов после формирования краевых дефектов костей 151
4.6.1. Состояние регионарных лимфатических узлов после формирования краевых дефектов костей 151
4.6.2. Состояние регионарных лимфатических узлов после замещения краевых дефектов костей пористыми титановыми имплантатами
4.7. Морфология селезенки после формирования краевых дефектов большеберцовых и бедренных костей тазовых конечностей у кроликов и внедрения пористых титановых имплантатов, насыщенных аутологичными миелокариоцитами, в кости правой конечности 162
4.8. Обсуждение полученных результатов 167
4.9. Заключение 182
ГЛАВА 5. Повышение эффективности остеоинтеграции пористых титановых имплантатов 183
5.1. Оптимизация структуры имплантатов модификацией пористости титановых имплантатов с нерезорбируемыми углеродными алмазоподобными пленками 183
5.2. Применение клеточных технологий для оптимизации остеоинтеграции пористых титановых имплантатов
5.3. Сочетанное применение пористых титановых имплантатов и рекомбинантного костного морфогенетического белка-2 для индукции остеогенеза 192
5.4. Сочетанное применение пористых титановых имплантатов, с алмазоподобной пленкой и гидроксиапатита 198
5.5. Заключение 207
ГЛАВА 6. Математическое моделирование механических свойств бедренной кости при формировании в ней краевого дефекта и внедрения в дефект пористых титановых имплантатов, насыщенных аутологичными миелокариоцитами 210
6.1. Физические характеристики материалов 210
6.2. Тестирование модели 212
6.3. Заключение 219
Заключение 221
Выводы 238
Список сокращений 240
Список литературы
