способ предоперационной подготовки деминерализованного костного трансплантата к пластике в эксперименте

Формула изобретения

Способ предоперационной подготовки деминерализованного костного трансплантата (ДКТ) к пластике в эксперименте, предусматривающий воздействие на ДКТ физическим фактором - ультразвуковыми колебаниями, отличающийся тем, что до имплантации ДКТ в течение 2-х часов выдерживают в 0,9% растворе хлористого натрия при комнатной температуре, после чего ДКТ в течение 10 минут подвергают воздействию ультразвука частотой 44±4,4 кГц и амплитудой колебаний от 30 до 50 мкм в 0,9% растворе хлористого натрия, подогретом до температуры 36°C.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области медицины и может быть использовано для предоперационной подготовки деминерализованного костного трансплантата (ДКТ) к имплантации в плоские кости черепа экспериментальных животных.

Важным элементом восстановления поврежденных костных структур является трансплантация гомо - или гетеротрансплантатов. Прекрасным гомогенным трансплантатом являются деминерализованные костные трансплантаты (ДКТ), другое название - костный матрикс. В последние годы клиницисты стали использовать для пластики ДКТ, которые в послеоперационном периоде стимулируют эндохондральный остеогенез и замещение дефекта костной стенки аутотканью (Neigel J.M., Ruzicka PO. Use of demineralized bone implants in orbital and craniofacial reconstruction and a review of the literature. [Review] [63 refs]. Ophthalmic Plastic & Reconstructive Surgery. 1996. 12(2); 108-20). Кроме того, ДКТ являются гомотрансплантатами, изготавливаются из костных структур человека или животного, после специальной обработки теряют свои антигенные свойства, обладают одновременно пластичностью, возможностью моделировать их, при достаточной толщине имеют значительную жесткость.

Целостный анализ остеогенеза после ранений, переломов и других повреждений, поиск и обоснованное применение средств, управляющих регенерацией костной ткани, возможны только на основании углубленных знаний общих закономерностей гистогенеза, а также реактивных изменений костной ткани в процессе регенерации. Все эти данные можно получить, преимущественно, в эксперименте.

Проведенными исследованиями по научно-медицинской и патентной литературе выявлены следующие способы предоперационной подготовки ДКТ к пластике.

Так, в патенте РФ № 2372892 «Биоимплант для восстановления структуры и объема костной ткани» (опубл. 20.11.2009) способ подготовки ДКТ к пластике, предусматривающий обработку ультразвуком ДКТ, и получение из отходов деминерализованной костной ткани порошка, состоящего на 60-70% из частиц размером 10-100 нм.

В патенте РФ № 2023433 «Способ подготовки кости к пересадке» (опубл. 30.11.1994) на поверхность заготавливаемой для пластики кости наносят не проникающие через всю толщу слоя углубления, которые заполняют во время операции размельченной деминерализованной костной тканью, обработанной в 0,9%-ном растворе метилурацила.

Недостатком указанных аналогов является использование в качестве трансплантата измельченной до состояния порошка деминерализованной костной ткани, что исключает формирование с его помощью полноценной костной пластины, соприкасающейся с краями операционной раны и позволяющей восполнять дефекты плоских костей черепа.

Наиболее близким по технической сущности и принятым нами за прототип является описанный в патенте РФ № 2393794 «Способ лечения зубосодержащих кист челюстей у детей» (опубл. 10.07.2010) способ подготовки ДКТ к пластике: лиофилизированную губчатую аллокость обрабатывают раствором антибиотика широкого спектра действия с помощью ультразвуковых волн с частотой 24000-29000 Гц в течение 1-3 мин.

К недостаткам прототипа относится значительное время процессов репаративного остеогенеза после пластики ДКТ, подготовленного к имплантации в плоские кости черепа согласно прототипу.

Задачей данного изобретения является разработка способа предоперационной подготовки ДКТ к имплантации в плоские кости черепа экспериментальных животных.

Техническим результатом, объективно проявляющимся при осуществлении данного способа, является ускорение репаративных процессов, обусловленное воздействием физического фактора - ультразвука, на трансплантат при определенных условиях.

Указанный технический результат достигается тем, что до имплантации ДКТ в течение 2-х часов выдерживают в 0,9% растворе хлористого натрия при комнатной температуре. Затем ДКТ в течение 10 минут подвергают воздействию низкочастотного ультразвука с частотой 44±4,4 кГц и амплитудой колебаний от 30 до 50 мкм в 0,9% растворе хлористого натрия, подогретом до температуры 36°C.

Подробное описание способа

Из заготовки ДКТ формируют фрагмент, предназначенный для пластики костного дефекта определенной формы. Затем фрагмент ДКТ погружают и до имплантации в течение 2-х часов выдерживают в 0,9% растворе хлористого натрия при комнатной температуре. После этого фрагмент ДКТ в течение 10 минут подвергают воздействию низкочастотного ультразвука с частотой 44±4,4 кГц и амплитудой колебаний от 30 до 50 мкм в 0,9% растворе хлористого натрия, подогретом до температуры 36°C. Подготовленным таким образом фрагментом ДКТ выполняют пластику костного дефекта.

Из наших ранних исследований мы наблюдали, что без озвучивания костного фрагмента ДКТ через 30 суток после его имплантации морфологически появление фокусов остеогенеза за счет активации функции остебластов с формированием примитивных остеоидных структур и молодых костных балочек. Остеоидные незрелые костные структуры слабо воспринимали окраску, более зрелые костные балки окрашивались более интенсивно, приобретая умеренную базофилию.

В нашем наблюдении через 30 дней после имплантации озвученного ДКТ животных выводили из опыта и при гистологическом исследовании отметили наличие сформировавшейся пластинчатой костной ткани с появлением элементов костномозгового канала, заполненного костным мозгом. При этом структура костного вещества была достаточно зрелой, характеризовалась выраженной минерализацией основного матрикса, содержала значительное количество зрелых остеоцитов. Новообразованное костное вещество имело пластинчатое строение, костные пластинки были прочно фиксированы между собой, а питание новой кости обнспечивали новообразованные сосуды. Костные пластинки содержали большое количество остеоцитов и остеобластов, наряду с которыми встречались одиночные многоядерные гигантские клетки типа остеокластов. Сформировавшийся костный мозг был богат клетками миелоидного ряда, среди которых визуализировались в большом количестве плюрипотентные гигантские многоядерные клетки, морфологически сходные как с мегалобластами, так и остеокластами. Среди клеток костного мозга новообразованной кости регистрировались множественные гигантские многоядерные клетки типа мегалобластов, морфологически сходные с остеокластами.

Наши морфологические заключения основывались на следующих критериях зрелости новообразованной костной ткани (по сравнению с препаратами животных контрольной группы):

1. развитие пластинчатой костной ткани в месте трансплантации;

2. формирование костномозгового канала, заполненного костным мозгом;

3. появление пула плюрипотентных гигантских многоядерных клеток, наличие которых можно связать как с процессом созревания костных пластинок с остеолизом неполноценных костных структур, остатков ДКТ, так и с функционированием новообразованной кости, ее костно-мозговых структур.

Приведенные данные указывают на значительно большую степень зрелости участков трансплантации ДКТ в искусственно сформированный дефект лобных костей экспериментального животного.

Предлагаемый способ апробирован у 15 животных следующим образом. Приводим выписку из журнала экспериментальных исследований животных.

Животное подготовлено типично - на препаратном столике дан эфирный наркоз и после обработки кожи и местной анестезии проведен разрез мягких тканей центральной части лобной области. Мягкие ткани отсепарованы от кости на протяжении 20 мм. Фрезой сформировано отверстие в наружной пластинке лобной кости по средней линии, затем хирургической ложкой удалено губчатое вещество. С помощью пуансона из заготовки деминерализованного костного трансплантата (ДКТ) сформирован фрагмент, предназначенный для пластики костного дефекта округлой формы по диаметру используемой фрезы. До имплантации фрагмент ДКТ был на 2 часа помещен в 0,9% раствор хлористого натрия при комнатной температуре. Далее данный фрагмент ДКТ помещают в 0,9% раствор хлористого натрия, подогретый до температуры 36°C, и в течение 10 подвергают воздействию низкочастотного ультразвука с частотой 44±4,4 кГц и амплитудой колебаний от 30 до 50 мкм, например, используя аппарат «ЛОРа-ДОН 3».

После озвучивания фрагмент ДКТ помещают в искусственно сформированное костное ложе, а мягкие ткани ушивают наглухо.

Через 30 дней животное выводят из опыта, рассекают мягкие ткани лобной области и фрагмент лобной кости с участком имплантации отдают для гистологического исследования.

По сравнению с прототипом, заявляемый способ обладает следующим преимуществом - значительно ускоряет репаративный остеогенез после трансплантации ДКТ.