Автореферат и диссертация по медицине (14.00.08) на тему:Опорно-двигательная культя офтальмологического протеза на основе пенокерамики и нанокристаллического гидроксиапатита

¡-' I и г-1

17 ИЮН 2и

На правах рукописи

КРАСИЛЬНИКОВА Виктория Леонидовна

ОПОРНО-ДВИГАТЕЛЬНАЯ КУЛЬТЯ ОФТАЛЬМОЛОГИЧЕСКОГО ПРОТЕЗА НА ОСНОВЕ ПЕНОКЕРАМИКИ И НАНОКРИСТАЛЛИЧЕСКОГО ГИДРОКСИАПАТИТА ( экспериментальное исследование)

14.00.08.- глазные болезни

Диссертация на соискание ученой степени кандидата медицинских наук

Санкт-Петербург 2002

Работа выполнена в Белорусской медицинской академии последипломного образования.

Научный руководитель - кандидат медицинских наук доцент

ЯХНИЦКАЯ Л.К.

Официальные оппоненты:

доктор медицинских наук профессор БАЛАШЕВИЧ JI. И. доктор медицинских наук профессор УШАКОВ H.A.

Ведущее учреждение - Российская медицинская академия последипломного образования

Защита диссертации состоится "10" июня 2002 г. в 14 часов на заседании диссертационного совета Д 215.002.09 в Военно-медицинской академии им, С.М. Кирова (194044, г. Санкт-Петербург, ул. Лебедева, дом 6).

С диссертацией можно ознакомиться в фундаментальной библиотеке Военно-медицинской академии им. С.М. Кирова.

Автореферат разослан " Л " мая 2002 г.

УЧЕНЫЙ СЕКРЕТАРЬ ДИССЕРТАЦИОННОГО СОВЕТА доктор медицинских наук профессор КИСЕЛЕВ Алексей Сергеевич

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы диссертации

За последние годы достигнуты немалые успехи в лечении заболеваний и повреждений органа зрения, изменены абсолютные показания к удалению глазного яблока. Появились условия для отказа в некоторых случаях от энуклеации и сохранения глаза, безусловно, подлежащего удалению по прежним показаниям (Голубенко Е.А. 1969, Друянова Ю.С. 1976, Гундорова P.A. 1980, Федоров С.Н. 1999). Тем не менее, несмотря на успехи в лечении глазной патологии, удаление глазного яблока выполняется достаточно часто (Друянова Ю.С 1990). По данным разных офтальмологических стационаров частота энуклеаций достигает 6 % общего числа выполняемых хирургических вмешательств (Гундорова P.A. 1992, Шиф Л.Ф. 1981), а лечение анофтальмического синдрома (АС) остается вызовом для офтальмологов (Spivey 1980). Хорошие косметические результаты и длительный контроль за состоянием анофтальмической полости зачастую оказываются трудно достижимыми, что приводит к эмоциональной неудовлетворенности от проведенного лечения, как у пациента, так и у хирурга (Gary Т. Raflo 1999).

Потеря глазного яблока не только существенно ограничивает функциональные возможности человека, но и является тяжелой психологической травмой, а присоединяющийся вскоре косметический дефект усугубляет состояние больных (Рубинчик Л.З. 1970, Литвак П.И. 1973, Вериго E.H., Друянова Ю.С 1990), что не может не сказаться на социальной активности таких пациентов, особенно людей молодого возраста (Голубенко Е.А. 1969, Федоров С.Н. 1999). Пациенты с анофтальмом нуждаются в медико-социальной реабилитации, включающей: хирургическую помощь, устраняющую [позволяющую скрыть) косметический дефект; косметическое протезирование и психотерапевтическую помощь (Иванов А.Н. 1991).

Известные механизмы развития АС не всегда позволяют объяснить неэффективность проводимых мер по его устранению, что стимулирует эфтальмологов к дальнейшему изучению патогенеза АС и поиска новых путей гго устранения.

Основополагающим фактором, от которого зависит косметический эффект индивидуального протезирования, является формирование качественной опорно-двигательной культи (ОДК) (Гундорова Р.А 1980, Цруянова Ю.С 1990, Иванов А.Н. 1991). Создание полноценной ОДК после шуклеации возможно только путем введения в полость глазницы имплантата Рубинчик Л.З. 1970, Вериго E.H., Друянова Ю.С 1990, Иванов А.Н. 1991), юзволяющего восполнить недостающий объем глазничного органокомплекса, юзникающего после удаления глазного яблока.

Проведенный нами анализ причин удаления глазного яблока по данным 'еспубликанского офтальмологического центра острой травмы глаза г. Минска юдтвердил актуальность дальнейшей разработки мер по устранению отологических процессов в глазнице после энуклеации. За период с 1996 г. по

2000 г. выполнено 179 энуклеаций. что составило 1,7-2,6 % от общего числа операций выполненных в условиях офтальмологических отделений клиники. Причины, приводящие к потере глазного яблока весьма разнообразны. Наибольший удельный вес составляют травмы органа зрения - 34,6-50%, терминальная глаукома с выраженным болевым синдромом - 23,5 %, офтальмологические осложнения сахарного диабета - 18,4 %, онкологические заболевания глаз - 7,8 %. Возраст пациентов от 8 до 92 лет. Пластика глазницы с созданием подвижной ОДК, являющаяся основой для последующего адекватного подбора индивидуального протеза выполнена только в 7,8% случаях. Вместе с тем 56% пациентов были трудоспособного возраста и нуждались в долгосрочном косметическом эффекте после операции, а лицам старше 60 лет практически вообще не оказывалась реабилитационная помощь после энуклеации с устранением косметического дефекта.

Малый процент имплантаций объясняется нехваткой и высокой стоимостью имеющихся промышленных имплантатов, как правило, зарубежного производства (Друянова Ю.С 1990). К тому же, не все существующие имплантаты в полной мере соответствуют требованиям, предъявляемым к имплантируемым материалам в офтальмологии, и не позволяют добиться максимального косметического эффекта (Рубинчик Л.З. 1970, Гундорова P.A. 1980). В связи с этим, становится очевидным необходимость создания офтальмологического имплантата на основе новых биосовместимых композиционных материалов. Создание нового офтальмологического имплантата (ОИ) требует многостороннего изучения как самого материала, из которого он создается, так и реакций тканей глазничного органокомплекса на его внедрение.

Своевременная и адекватная пластика глазницы после энуклеации позволяет повысить социальную активность таких пациентов, снижает дополнительные затраты на медикаменты и труд врача при необходимости повторных операций (Гундорова P.A. 1980, Dutton 1991).

Цель и задачи исследования

Целью настоящего исследования является создание опорно-двигательной культи глазного протеза на основе биосовместимых пористых материалов и их композиций.

Для достижения поставленной цели нами представлялось необходимым решить следующие задачи.

1. Изучить процессы фиброваскуляризации в разрабатываемых вариантах композиционного материала для офтальмологического имплантата и реакции тканей имплантационного ложа у мелких лабораторных животных (крысы); отобрать оптимальные варианты имплантационного материала для изготовления экспериментальных образцов офтальмологического имплантата (1-й этап исследования).

2. Изучить процессы фиброваскуляризации в разрабатываемых вариантах экспериментальных образцов офтальмологического

имплантата из отобранных композиций материала и реакции тканей глазницы (кролик) на офтальмологические имплантаты; выбрать оптимальный вариант опытного образца офтальмологического имплантата для доклинических испытаний на крупных подопытных животных (2-й этап исследования). 3. Изучить процессы фиброваскуляризации в опытном образце офтальмологического имплантата и реакции тканей глазницы свиньи на имплантат (в ближайшие сроки - 2-4 месяца и отдаленные сроки -6 месяцев); отработать хирургическую технику имплантации разрабатываемого имплантата; принять решение о возможности клинических испытаний опытного образца имплантата (3-й этап исследования).

Научная новизна полученных результатов

Научная новизна проведенных исследований определяется следующими положениями:

• Впервые в качестве имплантационного материала для офтальмологического имплантата предложен композиционный материал на основе высокопористой ячеистой пенокерамики системы ЛЬ203-7Г02 в сочетании с нанокристаллическим гидроксиапатитом (Саю (Р04)б(0Н)2).

• Проведен анализ динамики фиброваскуляризационных процессов, протекающих в поровом пространстве пенокерамики в зависимости от размера ее пор.

• Подтверждена роль нанокристаллического гидроксиапатита в ускорении процессов фиброваскуляризации протекающих в поровом пространстве имплантатов.

• Дана оценка интенсивности процессов фиброваскуляризации экспериментальных образцов материала в зависимости от процентного содержания в них нанокристаллического гидроксиапатита.

• Разработано конструкторское решение офтальмологического имплантата на основе композиционного материала (высокопористой ячеистой пенокерамики системы АЬ20!-2Г02 в сочетании с нанокристаллическим гидроксиапатитом).

Практическая значимость работы

В результате проведенных исследований установлено, что разработанный имплантационный материал не вызывает местных и общих реакций раздражения имплантационного ложа и организма подопытных животных на имплантат. Состояние окружающих тканей позволило отнести изученные материалы к разряду биосовместимых. Эксперимент на крупных лабораторных животных подтвердил эффективность использования разработанного композиционного материала для создания ОДК после энуклеации.

Получено разрешение и начаты клинические испытания разработанной модели офтальмологического имплантата на основе композиционного материала.

Создание имплантатов на основе данного материала позволит решить проблему нехватки имплантационного материала для создания ОДК офтальмологического протеза и улучшить результаты социально-трудовой реабилитации пострадавших.

Основные положения, выносимые на защиту

1. Интенсивность процессов фиброваскуляризации, протекающих в поровом пространстве разработанного композиционного материала, зависит от размера пор пенокерамики и процентного содержания в нем нанокристаллического гидроксиапатита.

2. Разработанный имплантационный материал не вызывает значимых местных и общих реакций раздражения имплантационного ложа и организма подопытных животных на имплантат. Состояние окружающих тканей глазницы позволяет отнести изученные материалы к разряду биосовместимых.

3. Наиболее приемлемым вариантом офтальмологического имплантата для проведения клинических (медицинских) испытаний является опытный образец алюмоксидной пенокерамики с величиной пор 250 мкм в комбинации с нанокристаллическим гидроксиапатитом с отношением масс обоих компонентов 90 % и 10 % соответственно, подвергшийся лучевой (гамма) стерилизации - А0250ГА10у.

Публикации

Результаты диссертации опубликованы в 2 статьях и 4 тезисах научно-практических конференций. Всего 6 публикаций. Общее количество страниц опубликованных работ - 17.

Апробация результатов диссертации

Результаты диссертации доложены на научно-практической конференции посвященной Дню медицинской науки (Минск, январь 2001, 2002), на областном обществе офтальмологов в мае 2001 года (Минск), на межрегиональной научно-практической конференции посвященной 100-летию «Попечительства о слепых и глазной лечебницы» в г. Гомеле (Гомель, июнь 2001), на международной научной конференции «Новые лекарственные средства - синтез, технология, фармакология, клиника» (Минск, ноябрь 2001).

Структура и объем диссертации

Диссертация изложена на 186 страницах текста, содержит 25 таблиц и 144 рисунка. Работа состоит из введения, 5 глав, заключения, выводов, списка использованных источников, включающего 83 отечественных наименования и 110 зарубежных.

СОДЕРЖЕНИЕ РАБОТЫ

Материалы и методы исследования

Проведенная работа представляет собой экспериментальное медико-биологическое исследование.

В качестве имплантационных материалов выбраны керамика системы А12Ог7Ю2, которая характеризуется развитой лабиринтно-арочной структурой, состоящей из взаимосвязанных открытых пор размером от 250 до 450 мкм, пористость 80-90 % (разработчик - Научно-исследовательский институт порошковой металлургии), основной ортофосфат кальция Саю(Р04)6(0Н)2 в аморфной форме способной обеспечить диффузию из него ионов кальция и фосфата необходимых для регенерации биологической ткани (разработчик -Институт общей и неорганической химии НАНБ).

Варианты алюмоксидной пенокерамики (АО) в чистом виде и в композиции с нанокристаллическим гидроксиапатитом (ГА) представлены в таблице 1.

Таблица 1.

Физико-химические параметры испытуемых образцов материала для _ офтальмологического имплантата.__

Труп Средний Степень Способ стерилизации Сокращенно

пы диаметр наполнения е

пор суспензиеи обозначение

пенокера гидроксиапатита материала

мики (в % к массе

(мкм) образца

пенокерамики)

1 250 - термообработка (1) A0250t

2 450 - термообработка A0450t

3 250 - гамма-облучение (у) А0250 у

4 450 - гамма-облучение А0450 у

5 250 10 термообработка А0250ГА101

6 250 30 термообработка A0250rA30t

7 450 10 термообработка A0450rA10t

8 450 30 термообработка A0450rA30t

9 250 10 гамма-облучение А0250ГА10у

10 250 30 гамма-облучение АО250ГА30у

11 450 10 гамма-облучение А0450ГА10у

12 450 30 гамма-облучение АО450ГА30у

Термообработка - сухожаровой шкаф, 180° С в течение 60 мин. Гамма-облучение - 2,5 Мрад.

Данные варианты опытных образцов материала были испытаны на 120 крысах (беспородные, половозрелые, белые крысы стадной разводки ЦНИЛ

БелМАПО; обоего пола; масса - 90 -240 г) - первый этап исследований. Срок наблюдения 1, 2, 3 месяца.

На втором этапе исследований в опытах на кроликах (порода -шиншилла; обоего пола; масса - не менее 2500 грамм) были испытаны экспериментальные образцы офтальмологического имплантата сферической формы диаметром 10 мм со средним размером пор АО 250 мкм и 450 мкм с содержанием гидроксиапатита 10 %. Кролики составили 2 группы: 1 группа - с имплантатами А0450ГА10у ; 2 группа - с имплантатами А0250ГА10у. В каждой группе было по 6 кроликов. Срок испытаний - один месяц.

На третьем этапе - в опытах на свиньях (порода - Белорусская крупная; самки; начальная масса не менее 50 килограмм) был испытан опытный образец офтальмологического имплантата сферической формы диаметром 20 мм со средним размером пор АО 250 мкм с содержанием гидроксиапатита 10 %. Сроки испытаний - два - четыре месяца (ближайшие сроки), шесть месяцев (отдаленные сроки). По срокам наблюдения свиньи составили 3 группы. В каждой из трех групп было по два животных.

Способы имплантации

В опытах на крысах образцы имплантационного материала размерами 3x6x10 мм в количестве двух единиц укладывались в подготовленное ложе в подкожной клетчатке спины непосредственно на длинную мышцу спины по одному с каждой стороны позвоночника на расстоянии 10 мм от позвоночной линии таким образом, чтобы в спинально-абдоминальной проекции имплантаты не совпадали с сердцем и почками. Операционный разрез ушивался послойно. Перед проведением хирургических манипуляций для обезболивания и обездвиживания животных внутримышечно вводилась смесь фентанйла (0,005% раствор) и дроперидола (0,25% раствор) в дозах 0,1 мл и 0,2 мл на 100 г массы тела, соответственно.

Энуклеация у кроликов выполнялась под обшим (раствор калипсола из расчета 50 мг на 1 кг массы тела внутримышечно) и местным (2 % раствор новокаина ретробульбарно, акинезия) обезболиванием по общепринятой методике с соблюдением хирургических правил асептики и антисептики. После тщательного гемостаза тампоном, смоченным холодным физ. раствором в течение 5 минут производилась имплантация экспериментального образца офтальмологического имплантата таким образом, что имплантат погружался в тенонову сумку удаленного глазного яблока, над имплантатом ушивалась теноновая капсула отдельными узловыми кетгутовыми швами, экстраокулярные мышцы сшивались над имплантатом. Конъюнктива ушивалась узловыми кетгутовыми швами. Послеоперационная обработка раны внесение порошка антибиотика широкого спектра действия и гидрокортизоновой мази в конъюнктивапьную полость.

Хирургическое вмешательство на свиньях выполнялось по следующей методике. Общее обезболивание — раствор калипсола внутримышечно из расчета 20 мг на 1 кг массы тела животного (первое введение) и по 10 - 12 мг

на 1 кг массы тела животного — поддерживающая доза каждые 20 — 25 мин. Для обездвиживания животного — смесь фентанила (0,005% раствор) и дроперидола (0,25% раствор) из расчета 1,0 и 2,0 мл на 10 кг массы, соответственно. Местное обезболивание - 2% раствором новокаина ретробульбарно, акинезия. Энуклеация - по общепринятой методике энуклеации у человека с соблюдением хирургических правил асептики и антисептики. После тщательного гемостаза тампоном, смоченным холодным физ. раствором в течение 5 минут перед имплантацией, производилось разведение краев теноновой капсулы в стороны с помощью швов-держалок и ушивание заднего листка теноновой капсулы (плотно) кетгутом для предотвращения смещения имплантата вглубь глазницы. Затем имплантат в тенонову капсулу и окутывался ею. Экстраокулярные мышцы фиксировались к имплантату путем проведения нитей, которыми предварительно были прошиты экстраокулярные мышцы, через фиксационные каналы имплантата. Ушивание конъюнктивы узловыми кетгутовыми швами в горизонтальном направлении. Послеоперационная обработка раны - внесение порошка антибиотика широкого спектра действия и гидрокортизоновой мази в конъюнктивальную полость. Сшивание век П-образными швами.

Тесты контроля процесса приживления имплантата

Тесты контроля приживления имплантата выбирались с учетом возможности наблюдения за животными, стандартизации полученных результатов, сравнения с данными литературы.

В течение всего срока наблюдения во всех группах лабораторных животных проводился контроль за их состоянием: массой, состоянием видимых слизистых, шерстного покрова, двигательной активностью, особенностями потребления пищи и воды, поведенческими реакциями.

Состояние имплантата у крыс оценивалось на 30, 60, 90-е сутки после имплантации по данным определения массы имплантата во влажном виде после извлечения из тканей, массы имплантата в обезвоженном состоянии (после хранения в холодильной камере при 2-4 град, по Цельсию в течение 14 суток), макроскопии имплантата, электронной сканирующей микроскопии имплантатов (наличия и полноты заполнения пористого пространства имплантата клеточными элементами, соединительной тканью и кровеносными сосудами). На 3, 7, 9, 14, 17, 21, 24, 28 сутки после имплантации выполнялась сцинтиграфия имплантатов (ин виво). Состояние имплантационного ложа (макроскопия имплантационного ложа, гистологическое исследование тканей имплантационного ложа, наличие или отсутствие воспалительной реакции окружающих имплантат тканей, мышц, состояние жировой клетчатки) оценивалось на 30, 60, 90-е сутки после имплантации.

У кроликов в течение всего срока наблюдения оценивалось состояние конъюнктивальной полости. Состояние имплантата (масса имплантата во влажном виде после извлечения из глазницы, макроскопия имплантата, электронная сканирующая микроскопия имплантатов), состояние

имплантационного ложа (макроскопия, гистологическое исследование) и компьютерная рентгенотомография глазницы оценивались на 30 сутки после имплантации.

Тесты контроля приживления опытных образцов офтальмологических имплантатов у свиней были аналогичны тестам у кроликов. Контрольные сроки выполнения тестов были 2, 4, 6 месяцев после имплантации, что позволило проанализировать ближайшие и отдаленные послеоперационные результаты имплантации.

Способы выведения животных из опыта.

Крысы - передозировка гексенала.

Кролики - передозировка гексенала;

Свиньи (группа № 3 предназначенная для компьютерной рентгенотомографии) - передозировка наркотизирующих средств и миорелаксантов.

Результаты исследования процессов приживления образцов материалов для офтальмологического имплантата в опытах на крысах.

Наблюдение за подопытными животными показало, что выбранный способ хирургического вмешательства й наличие в подкожной клетчатке спины животных образцов испытуемого материала в целом не оказывает существенного воздействия на общее состояние крыс: поведение животных опытных групп, состояние шерстного покрова и видимых слизистых, потребление пищи и воды, прирост массы тела на всех этапах наблюдения были, такими же, как и у крыс контрольной группы.

У всех групп подопытных животных имела место активная фиброваскуляризация внутрипористого пространства чистой и композиционной пенокерамики. Но наиболее интенсивно эти процессы протекали в образцах композиционного материала. Так прирост массы имплантатов из чистой пенокерамики составил 42,3 ± 3,9 мг, а в сочетании с ГА - 50,8 ± 4,2 мг (Р < 0,05) (табл.2.). При группировке исследуемых образцов по признаку величины пор оказалось, что средняя величина прироста массы, выраженная в процентах к исходному значению массы у образцов с величиной пор 250 мкм была почти на 10% больше (57,8%), чем у образцов с величиной пор 450 мкм (48,4%). У всех образцов имплантированной пенокерамики с 10% содержанием гидроксиапатита прирост массы составил в среднем 65,2 %, а у образцов, содержащих 30% гидроксиапатита - 75,8 %. Выявлена закономерность при сравнении данных увеличения массы образцов по группам в зависимости от способа стерилизации. Образцы, подвергшиеся лучевой стерилизации прибавили в массе статистически достоверно больше, чем образцы после термической стерилизации (табл.3.).

Эта же закономерность подтверждена ЭСМ образцов, макроскопической и гистологической картинами препаратов имплантационного ложа и тканей, окружающих образцы имплантационного материала. Очевидно опережение

процессов фиброваскуляризации в образцах из АО в сочетании с ГА, в сравнении с образцами из чистой пенокерамики. Об этом свидетельствует наличие зрелой, малоклеточной соединительной ткани и гнезд толстостенных сосудов наряду с рыхлой волокнистой тканью на 30-е сутки после имплантации, тогда как в препаратах имплантационного ложа чистой пенокерамики преобладает рыхлая густоклеточная ВТ с выраженной пролиферацией фибробластов, с очагами их трансформации в фиброциты. К 60-ым суткам начинается выравнивание макроскопической и гистологической картин, к 90-ым суткам во всех группах определяется хорошо выраженная со всех сторон капсула, состоящая из плотной малоклеточной СТ.

Таблица 2.

Значения массы высушенных образцов материала после имплантации.

Вариант имплантацио иного материала Статиста ческие показател и п, X, ±8Х Масса образцов (мг) Достоверн ость различия прироста массы (Р)

До имплантац ии После хранения (14суток)и высушивая ия при 160° С Прирост сухого вещества

А02501 п Х±Бх 15 90,4±0,3 15 130,0 ±4,0 15 39,5±4,0 РОДИ

А0250 у п Х±Бх 15 92,8± 1,0 15 143,1±3,8 15 50,3±3,8 Р<0,001

А04501 п Х±Бх 15 98,4±0,3 15 130,8 ±3,8 15 32,4±3,8 Р<0,001

А0450 у п X ± Бх 15 95,9±0,2 15 142,8±3,9 15 46,9± 3,9 Р<0,001

А0250ГА101 п Х±Бх 9 105,3±0,2 9 161,2±2,5 9 55,9±2,5 Р<0,001

А0250ГА10 У п X ± 8Х 9 99,5±0,3 9 145,8±3,1 9 46,3±3,1 Р<0,001

А0450ГА101 п X ± 5Х 9 114,0±0,2 9 134,3±4,7 9 20,4±4,7 Р<0,001

А0450ГА10 У п Х±8х 9 106,6±0,2 9 145,1±5,3 9 38,4±5,5 Р<0,001

А0250ГА301 п Х±Бх 9 89,6±0,3 9 156,6±3,1 9 67,0±3,1 Р<0,001

АО250ГА30 У п Х±Бх 9 94,7±0,2 9 154,7±5,2 9 60,1±5,2 Р<0,001

А0450ГА301 п Х±Бх 9 108,2±0,2 9 151,3± 4,8 9 59,6± 4,8 Р<0,001

АО450ГА30 У п X ± 8Х 9 105,3 ±0,2 9 164,3±4,7 9 59,1 ±4,8 Р<0,001

1и

Таблица 3.

Значения массы обезвоженных образцов имплантационного материала в группах по способу стерилизации.

Вариант материала Число образцов Масса образцов (мг) Р

1. А02501 15 130,0 ±4,0

2. А0250 у 15 143,1± 3.8 Р,.о<0,05

3. А04501 15 130,8 ±3,8

4. А0450 у 15 142,8± 3,9 0.001

5. А0250ГА101 9 161,2± 2,5

6. А0250ГА10 у 9 145,8± 3,1 Р,.6<0.001

7. А0450ГА101 9 134,3± 4,7

8. А0450ГА10 у 9 145,1± 5,3 Р™>0,5

9. А0250ГАЗЙ 9 150,6± 3,1

10. АО250ГА30 у 9 154,7± 5,2 Ро.т>0.5

11. А0450ГА301 9 151,3 ±4,8

12. АО450ГА30 у 9 164,3± 4,7 Рп.п<0,5

Прижизненная сцинтиграфия имплантатов с 99-Тс -Медронат 3, 7, 10, 14, 17, 21-е и 28-е сутки после имплантации позволила определить сроки начала, продолжительность, и интенсивность процесса васкуляризации имплантатов. Исследование проводилось на 3, 7, 10, 14, 17, 21-е и 28-е сутки после имплантации. Согласно данным сцинтиграфии имплантаты становятся «видимыми» начиная с 3-х суток после имплантации. Относительный уровень включения РФП в зону проекции имплантата на третьи сутки после имплантации во всех группах наблюдения составил в среднем 59,9 ± 6,7 %. На последующих этапах наблюдения уровень гиперфиксации несколько снижался и оставался постоянным до 28-х суток. Значительного прироста уровня включения РФП в имплантаты при увеличении в них гидроксиапатита с 10 % до 30 % общей массы образца не наблюдалось: трехкратное увеличение степени насыщения образцов пенокерамики гидроксиапатитом - незначительное увеличение уровня включения РФП в исследуемые образцы - с 51,0 ± 3,0 % до 60,6 ± 3,7 % (Р < 0,05) (табл.4).

Таблица 4.

Данные количественной сцинтиграфии (in vivo) образцов имплантационного материала (процентное отношение уровней накопления РФП в зонах «имплантат»/ «контроль»).

Степень насыщения Статистические Размер пор пенокерамики (мкм) Всего:

пенокерамики показатели

гидрокси-апатитом (%) 250 450

10 п, 29 27 56

X,±Sx 51,4 + 4,05 50,5 ± 4,25 51,0 ±3,0

30 п, 23 27 50

X, ± Sx 55,8 ±4,3 64,8 ±5,4 60,6 + 3,7

Всего: п, 52 54

X, ± Sx 53,3 ± 2,9 57,6 ± 3,7

Таким образом, интенсивность процессов фиброваскуляризации, протекающих в поровом пространстве испытанных образцов композиционного материала, зависит от размера пор пенокерамики и процентного содержания в нем нанокристаллического гидроксиапатита, что позволило сузить ряд образцов пенокерамики для дальнейшего изучения до двух вариантов: А0250ГА10 и А0450ГА10 с лучевым способом стерилизации.

Результаты исследования процессов приживления

экспериментальных образцов офтальмологического имплантата в опыте на кроликах.

Наблюдение за животными показало удовлетворительную переносимость животными хирургического вмешательства и имплантата.

За весь срок наблюдения оголения имплантатов не отмечено, хотя визуальная картина конъюнктивы отличалась в первой (А0450ГА10) и второй (А0250ГА10) группах. В первой группе она производила впечатление более нежной и тонкой, т.к. через нее лучше просматривался рельеф поверхности имплантата, чем во второй. Последнее наблюдение позволило предположить, что более гладкая поверхность А0250ГА10 способствовала лучшему прорастанию тканей со стороны конъюнктивы в перовое пространство пенокерамики и причиняла значительно меньшую травматизацию слизистой. По данным макроскопии имплантата и имплантационного ложа отмечается предпочтительное состояние конъюнктивальной полости глазницы кроликов, у

которых был использован экспериментальный образец имплантата с базисной матрицей из Ai203-Zr02 с размером пор 250 мкм.

Гистологические исследования показали, что к концу 30 суток после имплантации вокруг имплантата формируется капсула, образованная малоклеточной плотной соединительной тканью (в двух группах ОИ). Гистологическое исследование показало отсутствие выраженного местного воспаления в области имплантата у большей части подопытных животных.

Подтверждением более полного прорастания имплантатов из А0250ГА10, чем имплантатов из А0450ГА! 0 оказался и прирост массы имплантатов за время эксперимента (рис.1.). Средний прирост массы орбитальных имплантатов А0450ГА10 составил 126,1 %, а А0250ГА10 - 149,9 % от первоначальной массы образцов. Статистически достоверный (Р< 0,05) прирост массы отмечался у имплантатов с пенокерамической матрицей пористостью 250 мкм.

Рис. 1. Прирост массы экспериментальных образцов офтальмологических имплантатов.

ЭСМ позволила визуализировать процессы образования соединительной ткани в поровом пространстве поверхностных и центральной зонах экспериментальных ОИ. В центральной зоне образцов А0250ГА10 определялось плотное заполнение порового пространства различными по форме образованиями волокнистой и зрелой соединительной ткани. В поровом пространстве центральной части образцов А0450ГА10 преобладали элементы рыхлой волокнистой ткани, фибробласты и свободно лежащие эритроциты.

КТ позволила объективизировать параметры имплантата при нахождении его внутри глазницы. Экспериментальные офтальмологические имплантаты хорошо визуализировались в глазницах кроликов в виде круглых образований интенсивной плотности с четкими контурами. Контуры

имплантатов А0450ГА10 имели фестончатый характер за счет более толстых пенокерамических перемычек и большего расстояния между ними, чем у имплантатов А0250ГА10. Имплантаты обеих групп располагались в центре глазницы без выраженных смещений. Определялись места прикрепления прямых экстраокулярных мышц к имплантатам. Окружающие ткани без видимых патологических изменений, воспалительных реакций. Костные стенки глазницы без патологии.

Выше перечисленные данные позволили сделать окончательный выбор имплантационного материала для опытного образца офтальмологического имплантата в пользу композиции пенокерамики А0250 с суспензией нанокристаллического гидроксиапатита с соотношением масс 90 % и 10 % соответственно.

Результаты исследования приживления опытного образца офтальмологического имплантата в опытах на свиньях.

В раннем послеоперационном периоде (1-2-е сутки) было отмечено выраженное беспокойство животных, проявлявшееся в попытках расчесывания век на стороне имплантации. Это могло быть связано с болевыми ощущениями или же с дискомфортом от потери бинокулярности зрения. У первых двух прооперированных свиней по этой причине произошла разадаптация конъюнктивальных швов и оголение имплантата. К концу первого месяца наблюдения произошло постепенное, самостоятельное закрытие этих дефектов (конъюнктива проросла в поровое пространство имплантата). Во всех сроках наблюдения положение век было удовлетворительное, не наблюдалось западения верхнего века и атонии нижнего. Имплантаты были достаточно подвижны.

Наблюдение за животными показало удовлетворительную переносимость животными хирургического вмешательства и имплантата.

Макроскопическая картина ОИ подтвердила, что имплантаты были покрыты тканями со всех сторон, которые прочно соединялись с поверхностью имплантатов. Наиболее тонкий слой тканей наблюдался в передней полусфере, где имплантат соприкасался с конъюнктивой. Исключение составил имплантат № 6. Произошло его оголение на значительном протяжении, однако он сохранил прочную фиксацию в области заднего полюса, что и обеспечило его правильное положение в глазнице. По данным макроскопии имплантата и имплантационного ложа состояние конъюнктивальной полости глазницы свиней было удовлетворительным.

Гистологическая картина тканей, окружавших имплантаты, показала, что капсула имплантатов уже к четвертому месяцу хорошо выражена и образована широкой полосой умеренно клеточной соединительной тканью с четким волокнистым строением. Гистологическое исследование показало отсутствие выраженного местного воспаления в области имплантата у большей части подопытных животных.

Прирост массы имплантатов наиболее интенсивно шел в первые месяцы после имплантации и составил в среднем 211,2 % (Р< 0,001}. Затем темпы прироста массы снижались (табл.5.). За весь срок наблюдения прирост составил в среднем 254±19,4 %.

Таблица 5.

- Прирост массы опытных образцов офтальмологического имплантата у свиней во время эксперимента.

Ном Масса опытного образаца ОИ (мг) Прирост Прирост

ер До 2 мес. 4 мес. 6 мес. массы за массы за

евин экспери- после после после время время

ьи мента операци операци операци наблюдения наблюдения

и и и (мг) (%)

1 1026 3500 - - • 2473 241

2 1219 3430 - - 2211 183

3 1088 - 4640 - 3552 326

4 1270 - 4800 - 3530 278

5 1361 - - 4500 3139 231

6 1100 - - 3400 2300 209

ЭСМ подтвердила наличие интенсивных фиброваскуляризационных процессов в центральных зонах имплантатов. Заполнение порового пространства центральной зоны имплантатов было более полны на шестом месяце эксперимента.

На КТ опытные образцы офтальмологических имплантатов хорошо визуализировались в глазницах свиней в виде круглых образований интенсивной плотности с четкими контурами. Имплантаты за время эксперимента не изменились в размере, не произошло их разрушение. Имплантаты располагались в центре глазницы без выраженных смещений. Определялись места прикрепления прямых экстраокулярных мышц к имплантатам. Окружающие ткани без видимых патологических изменений и воспалительных реакций. Костные стенки глазницы без патологии.

Выше перечисленные данные а также данные электронной сканирующей микроскопии позволили подтвердить правильность выбора в качестве имплантационного материала для офтальмологического имплантата композиции пенокерамики А0250 с суспензией нанокристаллического гидроксиапатита в объеме 10 % массы имплантата.

Суммируя полученные данные, можно констатировать, что разработанный имплантационный материал не вызывает местных и общих реакций раздражения имплантационного ложа и организма подопытных животных на имплантат. Состояние окружающих тканей позволило отнести изученные материалы к разряду биосовместимых. Эксперимент на крупных

лабораторных животных подтвердил эффективность использования разработанного композиционного материала на основе высокопористой ячеистой пенокерамики системы АЬгОз^Ог и нанокристаллического гидроксиапатита для создания ОДК после энуклеации.

Выводы '

1. Разработанные имплантационные материалы не вызывают значимых местных и общих реакций раздражения имплантационного ложа и организма подопытных животных на имплантат. Состояние окружающих тканей позволяет отнести изученные материалы к разряду биосовместимых.

2. Имела место активная фиброваскуляризация внутрипористого пространства чистой и композиционной пенокерамики по данным исследований у всех трех групп подопытных животных

3. Интенсивность процессов фиброваскуляризации, протекающих в поровом пространстве разработанного композиционного материала, зависит от размера пор пенокерамики и процентного содержания в нем нанокристаллического гидроксиапатита:

а) процессы фиброваскуляризации интенсивнее всего протекают в имплантатах с матрицей из АО с размером пор 250 мкм;

б) процессы фиброваскуляризации протекают активнее в имплантатах из композиционной пенокерамики, чем в имплантатах из чистой пенокерамики.

4. Наиболее приемлемым вариантом офтальмологического имплантата для проведения клинических (медицинских) испытаний является опытный образец алюмоксидной пенокерамики с величиной пор 250 мкм в комбинации с нанокристаллическим гидроксиапатитом в объеме 10% к массе пенокерамической матрице, подвергшийся лучевой (гамма) стрерилизации - А0250ГА10у

Практическое применение работы

1. В результате проведенных исследований установлено, что разработанный имплантационный материал не вызывает местных и общих реакций раздражения имплантационного ложа и организма подопытных животных на имплантат. Состояние окружающих тканей позволило отнести изученные материалы к разряду биосовместимых. Эксперимент на крупных лабораторных животных подтвердил эффективность использования разработанного композиционного материала для создания ОДК после энуклеации.

2. Получено разрешение Министерства здравоохранения Республики Беларусь на проведение клинических испытаний разработанной модели офтальмологического имплантата на основе композиционного материала.

3. Начаты клинические испытания опытной партии разработанных офтальмологических имплантатов по утвержденной Министерством здравоохранения Республики Беларусь программе.

4. Создание имплантатов на основе данного материала позволит решить проблему нехватки имплантационного материала для создания ОДК офтальмологического протеза и улучшить результаты социально-трудовой реабилитации пострадавших.

Список работ, опубликованных по теме диссертации

1. Яхницкая JI.K., Коваленко Ю.Д., Красильникова B.J1. Разработка офтальмологического имплантата для протезирования глазницы после энуклеации. // Тез. докл. научно-практ. конф посвященной 80-летию профессора В.В.Волкова. - Санкт-Петербург, Главное Военно-медицинское управление МО РФ, Военно-медицинская академия. -2001.-С. 393.

2. Яхницкая JI.K., Коваленко Ю.Д. ' Красильникова В.Л. Экспериментальная модель для изучения процессов фиброваскуляризации пористых керамических имплантатов для офтальмологической практики. // Материалы науч.-практич.конф. «Современные методы медицинской реабилитации при патологии органа зрения». - Мозырь. - 2001. - С.91-94.

3. Коваленко Ю.Д., Красильникова B.JI., Сморыго O.JL, Цедик J1.B., Леонов А.Н. High - porosity oren-cell ceramic foam as prospetive material for motile orbital implants. // Materialy IOP-2001 111 Sympozyum inzyvieria artopedyczna i protetyczna. Bialysptok. 25-27 czerwca 2001. -P.233-238.

4. Красильникова В.Л., Коваленко Ю.Д., Яхницкая Л.К., Сморыго О.Л., Цедик Л.В., Лесникович Л.А. Взаимодействие тканевых структур и нанокристал-лического гироксиапатита в пористом пространстве офтальмологического имплантата. // Тезисы межд. науч. конфер. «Новые лекарственные средства - синтез, технология, фармакология, клиника». - Минск, 2001. - С. 78.

5. Яхницкая Л.К., Красильникова В.Л., Коваленко Ю.Д. Энуклеация в современной офтальмологии. // Здравоохранение Белоруссии .- 2001. - № 12.-С. 37-38.

6. Яхницкая Л.К., Красильникова В.Л. Реабилитация пациентов с анофтальмом. // Юбилейный сборник БелМАПО. - Минск, 2002. - Т. 1.С. 145-149.