Вплив природного гідроксилапатиту і β-трикальційфосфату на динаміку змін механічних властивостей в експериментальному дефекті компактної кісткової тканини

Abstract

Objective: to compare the effects of natural hydroxyapatite and β-tricalcium phosphate (β-TCP) on the dynamics of changes in the mechanical properties of experimental defect of corti­cal bone. Methods: the experiment was performed on 48 white male rats. In the middle third of the femoral shaft reproduced perforated defect 2.5 mm in diameter to the medullary canal, which the animals of the 1st group filled osteoplastic materials «Cerabone®» (GA), and 2nd — «Сalc-i-oss®» (β-TCP). Fragments of the injured bone was investigated at 15, 30, 60, and 120 days by dynamic mikroindentition with the definition of micro-hard­ness and Young’s modulus of the field of implantation and osteo­plastic materials adjacent the parent bone. Results: it was found that on the 15th day experiment microhardness and Young modu­lus of the defect area was predominantly caused by mechanical properties of the implanted material in its cavity («Cerabone®», «Сalc-i-oss®») and significantly exceeded those of the parent bone parameters. In the future, micro-hardness and Young’s modulus of implantation «Calc-i-oss®» gradually decreased and at 60 days. experiment are smaller than the parent bone in, and on the 120thday. r ose a nd caught up with her p erfor­mance. Microhardness and Young’s modulus of implantation «Cerabone®» throughout the experiment remained unchanged and significantly exceeded the value obtained for the adjacent region and the parent bone implantation «Calc-i-oss®». Con­clusions: using the «Cerabone®» area of cortical bone defect becomes high and stable mechanical properties and osteo­plastic material «Calc-i-oss®» contributes to the full restora­tion of micro-hardness and rigidity of injury bathroom bones for 4 months.Цель: сравнить влияние природного гидроксилапатита (ГА) и β-трикальцийфосфата (β-ТКФ) на динамику изменений механических свойств в экспериментальном дефекте компактной костной ткани. Методы: эксперимент проведен на 48 белых крысах-самцах. В средней трети диафиза бедренной кости воспроизводили дырчатый дефект диаметром 2,5 мм до костномозгового канала, который у животных 1-й группы заполняли остеопластическим материалом «Cerabone®» (ГА), а 2-й — «Сalc-i-oss®» (β-ТКФ). Фрагменты травмированных костей исследовали на 15, 30, 60 и 120-е сут. методом динамического микроиндентирования с определением микротвердости и модуля Юнга области имплантации остеопластических материалов и прилегающей к ней материнской кости. Результаты: установлено, что на 15-е сут. эксперимента микротвердость и модуль Юнга области дефекта были преимущественно обусловлены механическими свойствами имплантированных в его полость материалов («Cerabone®», «Сalc-i-oss®») и значительно превышали аналогичные показатели материнской кости. В дальнейшем микротвердость и модуль Юнга области имплантации «Calc-i-oss®» постепенно уменьшались и на 60-е сут. эксперимента стали меньше, чем в материнской кости, а на 120-е сут. Возросли и сравнялись с ее показателями. Микротвердость и модуль Юнга области имплантации «Cerabone®» на протяжении всего эксперимента оставались неизменными и значительно превышали величины, полученные для прилегающей материнской кости и области имплантации «Calc-i-oss®». Выводы: при использовании «Cerabone®» область дефекта компактной костной ткани приобретает высокие и стабильные механические свойства, а остеопластический материал «Calc-i-oss®» способствует полному восстановлению микротвердости и жесткости травмированной кости за 4 мес.Мета: порівняти вплив природного гідроксилапатиту (ГА) і β-трикальційфосфату (β-ТКФ) на динаміку змін механічних властивостей в експериментальному дефекті компактної кісткової тканини.Методи: експеримент проведено на 48 білих щурах-самцях. У середній третині діафіза стегнової кістки відтворювали дірчастий дефект діаметром 2,5 мм до кістково-мозкового каналу, який у тварин 1-ї групи заповнювали остеопластичним матеріалом «Cerabone®» (ГА), а 2-ї — «Сalc-i-oss®» (β-ТКФ). Фрагменти травмованих кісток досліджували на 15, 30, 60 і 120-ту добу методом динамічного мікроіндентування з визначенням мікротвердості та модуля Юнга ділянки імплантації остеопластичних матеріалів і прилеглої до неї материнської кістки. Результати: встановлено, що на 15-ту добу експерименту мікротвердість і модуль Юнга ділянки дефекту були переважно обумовлені механічними властивостями імплантованих у його порожнину матеріалів («Cerabone®»,«Сalc-i-oss®») і значно перевищували аналогічні показники материнської кістки. Надалі мікротвердість і модуль Юнга зони імплантації «Calc-i-oss®» поступово зменшувалися і на 60-ту добу експерименту стали меншими, ніж у материнській кістці, а на 120-ту добу збільшилися і зрівнялися з її показниками. Мікротвердість і модуль Юнга ділянки імплантації «Cerabone®» протягом всього експерименту залишалися незмінними і значно перевищували величини, отримані для прилеглої материнської кістки і зони імплантації «Calc-i-oss®». Висновки: у разі використання «Cerabone®» ділянка дефекту компактної кісткової тканини набуває високих і стабільних механічних властивостей, а остеопластичний матеріал «Calc-i-oss®» сприяє повному відновленню мікротвердості та жорсткості травмованої кістки за 4 міс.