Влияние метода обработки кости на ее прочность

Аннотация

Введение. Для восполнения дефектов костной ткани, образующихся во время хирургических вмешательств, оптимальным вариантом является использование костных трансплантатов. Такой биоматериал высоко адаптивен, структурно динамичен, метаболически активен и характеризуется высокой прочностью. Стандартная подготовка графтов для последующей имплантации включает в себя очистку с последующей глубокой заморозкой и стерилизацией. Однако используемые методы обработки костного материала и реагенты могут изменять биомеханические свойства кости. Цель. Изучить влияние этапа разработанной химической очистки и последующей лиофилизации на механическую прочность костных графтов в сравнении с нативной свежезамороженной костью. Материалы и методы. В исследовании использовали срезы метаэпифиза единого уровня одной большеберцовой кости одной особи крупного рогатого скота, для исключения влияния вариабельности плотности нативной кости, полученной от разных доноров. Кость распиливали ручной пилой на блоки. В зависимости от метода обработки формировали 3 группы образцов - свежезамороженная нативная кость, очищенная методом комбинирующего химического и физического воздействия на кость и очищенная тем же способом кость, с последующей лиофилизацией. Измерение механических свойств проводили в режиме одноосного сжатия на разрывной машине 1958У-10-1. Статистический анализ полученных данных выполняли с использованием критерия Колмогорова-Смирнова (K-S) и поправкой Лильефорса (Lilliefors), наличие статистической значимости различий оценивали методом однофакторного дисперсионного анализа (One-Way ANOVA). Результаты. Площадь поперечного сечения блоков, изготовленных ручным способом, была сопоставима. Вне зависимости от способа обработки костной ткани не регистрировали снижение прочности ниже исходной. Наибольшие прочностные характеристики продемонстрировали очищенные костные блоки до лиофилизации. После лиофилизации прочность образцов снижалась, однако, несмотря на это данный показатель оставался выше, чем для свежезамороженной нативной кости. Кроме того, между группами образцов не регистрировали статистически значимых различий в параметрах максимального прилагаемого усилия и площади сечения. В то время как значения модуля упругости и относительной деформации между группами имели статистически значимые отличия (р < 0,05). Заключение. Современные способы обработки костной ткани позволяют сохранить биомеханические свойства кости, которая может использоваться не только в виде костных блоков или крошки, но и как структурный трансплантат.