материал для остеопластики

Формула изобретения

Материал для остеопластики на основе обработанных обезжиренных трупных костей человека, отличающийся тем, что материал состоит из лиофилизированной губчатой костной ткани с размерами пор от 0,05 до 5 мм, на поверхность которой нанесена композиция из биосовместимого сополимера и физиологически активных веществ при следующем соотношении компонентов в композиции, мас.%:

Биосовместимый сополимер винилпирролидона с акрилатами 50-99

Физиологически активные вещества 1-50

при этом соотношение пористой костной ткани и физиологически активной полимерной композиции составляет, мас.%:

Костная ткань 60-99,3

Физиологически активная полимерная композиция 0,7-40

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к медицине, а именно реконструктивной костно-восстановительной хирургии в травматологии-ортопедии.

Целью изобретения является улучшение результатов лечения пациентов с патологией скелетно-мышечной системы путем использования новых композиционных имплантатов на основе костного губчатого матрикса, обладающих повышенной механической прочностью, антимикробными свойствами, стимуляционным остеогенным эффектом.

Известно использование лиофилизированной трупной костной ткани для заполнения дефектов кости (Кузьменко В.А., Резван А.Г., Гуляева С.В., Лифанова Н.В. Наш опыт пластического закрытия дефектов костей черепа лиофилизированными аллотрансплантатами. Сб. тезисов. Биоимплантология на пороге XXI века. С.82-83).

Однако недостатками этого материала являются:

монолитность имплантата и длительность его биодеструкции, что, как известно, затрудняет образование собственной кости, которое происходит только в процессе рассасывания трансплантата;

отсутствие физиологической активности и антимикробных свойств.

Подобные материалы могут служить основой развития воспалительных осложнений в послеоперационном периоде. Известен также “Способ получения костных имплантатов” (А.с. №990193, опубл. 23.01.83, бюл. №3). Такие имплантаты с целью обеспечения органического врастания в него костных тканей получали путем обжига фрагмента диафиза трубчатой кости с дальнейшим заполнением каналов и ходов биоинертным, рассасывающимся цианакрилатным клеем. Однако эти имплантаты имеют низкую механическую прочность. Кроме того, компактность костной ткани в кортикальном слое с незначительным количеством перфораций, длительность резорбции как костного матрикса, так и цианокрилата, а также отсутствие биоактивных компонентов в имплантате значительно затягивают процессы его реваскуляризации и замещения собственной, полноценной костной тканью.

Известен также “Состав для стимуляции регенерации костных тканей” (патент РФ №2146928, опубл. 27.03.00, бюл. №9). Применение этого композиционного материала обеспечивает ускорение регенерации костной ткани за счет содержания в полимерной матрице лиофилизированных фетальных тканей, лекарственных веществ, способствующих регенерации тканей и веществ, содержащих связанный кальций. Получен хороший лечебный эффект при заполнении небольших костных полостей, стимуляции дистракционных регенератов. Однако количество связанного кальция в составе недостаточно для лечения обширных костных дефектов. Предложенный материал практически не обладает формой, имеет низкие прочностные характеристики и не может в случае необходимости фиксировать положение костных фрагментов при оперативной коррекции.

Изобретение осуществляют следующим образом. Изготавливают костный трансплантат (матрикс), для чего производят тщательное механическое очищение первичного аллотрансплантата из губчатой кости от мягких тканей. Далее с целью удаления элементов крови его помещают в 3%-ный раствор перекиси водорода. Затем погружают в раствор смеси хлороформа с 96%-ным этиловым спиртом (1:1) для удаления жирового компонента на 3-5 суток в зависимости от размеров образца. Активность раствора поддерживают его ежедневной сменой. После этого проводят высушивание на воздухе, замораживание до -30 и лиофилизацию в течение 24 часов. На полученный матрикс, имеющий после обработки пористую структуру с размером пор 0,05-5 мм, наносят физиологически активную композицию из биосовместимого полимера и физиологически активных веществ таким образом, чтобы состав материала имел соотношение компонентов, мас.%: костная ткань 60-99,3; физиологически активный полимерный наполнитель 0,7-40,0.

Физиологически активный полимерный наполнитель состоит из следующих компонентов в соотношении, мас.%: биосовместимый сополимер (поливинилпирролидон с акрилатом) 50-99; физиологически активные вещества (антимикробные препараты: гентамицин диоксидин, цефамизин); стимуляторы регенерации: оротовая кислота, глюконат кальция, порошкообразные лиофилизированные фетальные ткани 1-50. Изготовление материала для остеопластики заканчивают упаковкой имплантатов в пластиковые пакеты и их стерилизацией потоком быстрых электронов дозой поглощения 20+5 кГр (килогрей). Материал для остеопластики обеспечивает фиксацию костных фрагментов в положении коррекции, плотное заполнение практически любых костных дефектов при осуществлении реконструктивных оперативных вмешательств опорно-двигательного аппарата и длительный, местный, стимулирующий регенерацию кости и антимикробный эффект. Ниже приведены примеры реализации предлагаемого технического решения.

Пример 1

На обезжиренный, пористый костный имплантат с размерами пор 0,05-3 мм весом 1,5 г из суспензии физиологически активных веществ в 25%-ном спиртовом растворе сополимера винилпирролидона с метилметакрилатом наносят композицию, содержащую после сушки 0,99 г сополимера винилпирролидона с метилметакрилатом марки ППМ-1; 0,002 г цефамезина; 0,003 г оротовой кислоты; 0,005 г лиофилизированных фетальных тканей. Имплантат использован при лечении больного К., 15 лет, страдающего болезнью Осгуд-Шляттера слева. Боли в области бугристости левой большеберцовой кости появились около 1,5 лет назад. Тогда же поставлен диагноз. Длительное консервативное лечение эффекта не дало. При поступлении отмечены явления бурсита в области места прикрепления собственной связки надколенника, отсутствие оссификации апофиза. Осуществлена туннелизация бугристости большеберцовой кости. В просверленные каналы и область краевого дефекта кости имплантирован вышеуказанный материал. Явления бурсита купировались уже через 5 дней. Однако слияние апофиза и клиническое выздоровление произошло только через 14 мес. Таким образом, выраженность процесса стимуляции оссификации апофиза была относительно низка. В тоже время отмечен хороший антимикробный эффект имплантата.

Пример 2

На обезжиренный пористый костный имплантат с размерами пор 0,07-4 мм, весом 1,1 г из суспензии физиологически активных веществ в 10%-ном спиртовом растворе сополимера винилпирролидона с этилакрилатом (в соотношении 2:1) наносят композицию, содержащую 0,04 г сополимера; 0,0015 г диоксидина; 0,0011 г оротата калия; 0,0014 г лиофилизированных фетальных тканей.

Имплантат использован при лечении пациента С., 12 лет, по поводу болезни Хаглунда-Шинца слева. Эффекта от консервативного лечения в течение 1 года не наблюдалось. Продолжали беспокоить боли в области пяточной кости, хромота. В связи с этим выполнена туннелизация апофиза пяточной кости с введением в костный дефект вышеуказанной композиции. Осложнений не было. Болевой синдром исчез спустя 1,5 мес, хотя слияние костных фрагментов наступило только через 9 месяцев. Таким образом, можно говорить о стимулирующем эффекте имплантата на репаративную регенерацию в зоне патологического очага, хотя его выраженность была недостаточной.

Пример 3

На обезжиренный пористый костный имплантат с размерами пор 0,05-5 мм, весом 0,8 г из суспензии физиологически активных веществ в 20%-ном спиртовом растворе сополимера винилпирролидона с бутилметакрилатом марки ППБ-1 наносят композицию, содержащую после сушки 0,237 г сополимера ППБ-1; 0,035 г гентамицина сульфата; 0,017 г оротата калия; 0,018 г глюконата кальция; 0,035 г лиофилизированных фетальных тканей. Имплантат использован при лечении больной Г., 10 лет, у которой диагностирована болезнь Келлера 1 с обеих сторон. До поступления в ГУН ЦИТО лечилась консервативно в течение 2 лет по месту жительства. Эффекта не наблюдалось, поэтому осуществлена туннелизация зоны остеохондропатии с введением в каналы и костный дефект вышеуказанного материала. Полная опора на ноги разрешена через 10 дней после операции. Осложнений не было. Через 6 месяцев отмечено полное восстановление ладьевидных костей. Таким образом, увеличение пропорции биоактивных компонентов в имплантате позволило добиться очень быстрого и хорошего результата лечения такой сложной патологии опорно-двигательного аппарата.

Пример 4

Обезжиренный пористый костный имплантат с размерами пор 0,05-5 мм и весом 5,2 г, на который нанесена композиция, содержащая после сушки сополимера винилпирролидона с этилакрилатом 1,6 г, диоксидина 0,16 г, оротата калия 0,16 г, лиофилизированных фетальных костных тканей 0,08 г.

Имплантат использован при лечении болезни Келлера 2 справа у больной 8 лет. Впервые почувствовала боли в области правой стопы во время занятиями бальными танцами за 2 месяца до обращения в ЦИТО. При поступлении обнаружено практически полное разрушение головки 2 плюсневой кости справа. В зону костного дефекта пункционно введены фрагменты данного имплантата. Осложнений не было. Уже через 1,5 месяца восстановились контуры кости, а через три и нормальная структура кости. Ребенок вновь приступил к занятиям в балетной школе. По сравнению с литературными данными сроки лечения сокращены в 3-4 раза. Наглядно доказано мощное остеоиндуктивное воздействие имплантата.

Пример 5.

Обезжиренный пористый костный имплантат с размерами пор 0,05-5 мм, весом 15,2 г, на который нанесена композиция, содержащая после сушки 3,6 г сополимера винилпирролидона с метилметакрилатом марки ППМ-1, цефамезина 0,1 г, оротовой кислоты 0,09 г.

Имплантат использован у больной 3 лет с врожденным вывихом левого бедра. За 4 месяца до обращения в ЦИТО была оперирована по месту жительства - произведена операция Солтера с фиксацией фрагментов таза аллотрансплантатом. Вмешательство осложнилось нагноением и трансплантат был удален. При повторном вмешательстве был использован материал для остеопластики с вышеуказанными составными компонентами.

Рана зажила первично. Ультразвуковая доплерография показала быстрое развитие микроциркуляторной сети в области остеотомии таза. К 4 месяцам после операции на рентгенограммах выявлено замещение имплантата собственной костной тканью. Разрешена полная опора на больную ногу. Отмечен высокий антимикробный и остеорепаративный эффект.