1. Применение костно-пластических материалов

РАЗРАБОТКА И ПРИМЕНЕНИЕ КОСТНО-ПЛАСТИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ В ТРАВМАТОЛОГИИ И ОРТОПЕДИИ

Поиск и создание новых костно-пластических материалов для использования в различных облас­тях реконструктивной хирургии остается актуаль­ным до настящего времени. Это подтверждается многочисленными публикациями, дискуссиями, оригинальными научными разработками новых биологических материалов, способных активно влиять на процессы регенерации тканей. Мировой опыт ведущих ортопедических клиник доказыва­ет, что применение костно-пластических материа­лов служит одним из решающих факторов эффек­тивности восстановительного лечения в травмато­логии и ортопедии. Известно, что биоимплантаты являются реальной альтернативой аутотрансплантатам при замещении дефектов тканей. В то же время по мере накопления информации и расши­рения технических возможностей процесс созда­ния новых материалов становится все более тру­доемким и высокотехнологичным, требующим обя­зательного соблюдения клинической безопасности и наличия доказуемой эффективности «конечного продукта».

Рассматривая характеристики костно-пласти­ческих материалов, используемых в настоящее время при реконструктивных операциях, можно условно выделить несколько уровней, отражающих особенности технологии изготовления материалов, а также их свойства. Необходимо отметить, что биоимплантаты, представленные на российском рынке медицинских услуг, могут быть изготовлены на основе как аллогенных тканей, так и тканей животного происхождения.

Уровень I не предусматривает глубокой пере­работки донорских тканей. Ткани или забирают в асептических условиях и консервируют низкими температурами, или очищают, обезжиривают и обрабатывают химическими реагентами, достигая тем самым одновременной консервации и стери­лизации. По микроструктуре и прочностным свойствам такие материалы мало отличаются от нативных тканей, приобретая при этом выражен­ную биоинертность.

Материалы, относящиеся к уровню II, получа­ют путем более тщательной переработки. Приме­ром может служить процесс изготовления деми­нерализованных костных аллоимплантатов, когда в костной ткани за счет деминерализации раство­рами кислот меняют соотношение минерального и органического компонентов. Как правило, в таких случаях материал приобретает наряду с остеокондуктивными дополнительные остеоиндуктивные свойства. Деминерализация кости может быть поверхностной, частичной или полной. В зависи­мости от степени деминерализации аллоимплан­таты имеют разные механические и остеоиндук­тивные свойства, что дает хирургу возможность выбора наиболее подходящего материала в конк­ретной клинической ситуации.

Уровень III предполагает создание биокомпози­ционных материалов, содержащих как основные компоненты костной ткани, так и дополнительные биоактивные субстанции, представленные факто­рами роста, морфогенетическими белками и дру­гими компонентами костного матрикса. Биоактив­ным субстанциям отводится роль активаторов и регуляторов физиологической регенерации тканей. Кроме того, на стадии имплантации в состав мате­риалов могут быть включены различные клетки-предшественники. В настоящее время создание биокомпозиционных материалов приобрело при­оритетный характер.

В последнее время активно разрабатывается и уровень IV, характеризующийся созданием синте­тических биокомпозиционных материалов на базе современных технологий. К последним относятся стереолитографическое копирование тканей, технологии создания трехмерных имплантатов, жидкостно-распределительное моделирование  и фазовоизменяющее создание имплантатов. Применение этих методов позволяет с высо­кой точностью копировать тканевые объекты, со­здавая материалы с четко определенными разме­рами, геометрией и распределением пор, а также полностью воспроизводить в имплантате архитек­тонику органного участка и его внутренних кана­лов. К сожалению, в России подобные технологии практически отсутствуют.

В лаборатории «тканевой банк ЦИТО» за пос­леднее десятилетие разработан и внедрен в меди­цинскую практику ряд новых биопластических материалов, которые можно отнести ко II и III уровню. Прежде всего, это серия аллоимплантатов «Перфоост» — лиофилизированные деминерали­зованные костные аллоимплантаты (ДКИ), выпол­ненные в виде пластин, стружки, чипсов и т.д. (рис. 1-3). Чипсы готовятся как из кортикального слоя кости, так и из губчатого. Для консервации мате­риалов используется метод лиофилизации, а для стерилизации — радиационный способ обработки потоком быстрых электронов с дозой поглощения 20-25 кГр. Разные пластические и прочностные характеристики, зависящие от степени деминера­лизации, а также разные варианты геометрии ма­териалов позволяют использовать их во многих областях реконструктивной хирургии как для за­полнения любых костных дефектов, так и для ус­корения процессов остеогенеза.