Николаев Г.А., Лощилов В.И. - Ультразвуковая технология в хирургии (1040534), страница 18
Текст из файла (страница 18)
Высокая прочность на статический изгиб — 440 кгс/сма получается и на пористом конгломерате с кажущейся плотностью 0,2 г/см' и малой степенью армирования, Рис. 41. Свойства пористых и армированных нонгпомарагов 1 — армированного К ао%. "а -- аориггого т=в,а г!гма что соответствует п,м„самой костной ткани, используемой в качестве армирующего элемента.
Сравнительные результаты пористого и армированного конгломератов представлены на рис. 41. Таким образом, проведенные экспериментальныеисследования свидетельствуют о том, что разработанные композиции для замещения дефектов могут быть рекомендованы для самых различных дефектов в костных тканях человека. Экспериментальные исследования разработанных 1 композиций„предназначенных для замещения, на живых моделях были апробированы в Московской ветериаларной академии им. К.
И. Скрябина под руководством проф. М. В. Плахотина 1761. В качестве экспериментальных животных были использованы овцы и собаки. После раскрытия мягких тканей на лучевой кости предплечья наносился дефект размером 1ХЗ см, в который укладывалась композиция для наплавки, В качестве композиций были выбраны композиции пористого конгломерата с кажущейся плотностью 0„6 — 0,4 и 0,2 г/см'„контролем служил плотный конгломерат с кажущейся плотностью0,9г/сма. Ультразвуковое воздействие на композицию осуществлялось от установки УРСК-7 на оптимальных режимах: амплитуда колебаний инструмента-волновода 45— 50 мкм, частота ультразвуковых колебаний 26,5 кГц.
НВ 4 — 8-е сутки после операции животное свободно нагружало конечность. Полное замещение наплавленного конгломерата вновь образующимся костным регенератом происходило в различные сроки. Так, у овец наплавленный пористый конгломерат с кажущейся плотностью Т=0,4 г/см' замешался на 160-е сутки, а у собак — на 180-е сутки.
В случае заполнения дефекта кости более плотным конгломератом у=0,6 г1см' перестройка его осуществлялась медленнее на 20— 25 сут. Перестройка плотного конгломерата осуществляется в среднем за 300 сут. Восстановление дефектов в костных тканях наплавлениым пористым конгломератом является одним из возможных вариантов, но не единственным. Глава 7 РАЗРАБОТКА КОМПОЗИЦИИ ДЛЯ ЗАМЕЦ1ЕНИЯ КОСТНЫХ ДЕФЕКТОВ НАПЛАВЛЕННЫМ КОСТНЫМ КОНГЛОМЕРАТОМ С СОХРАНЕНИЕМ БИОЛОГИЧЕСКОЙ АКТИВНОСТИ КОСТНОГО НАПОЛНИТЕЛЯ Процесс ультразвуковой наплавки костного конгломерата, предназначенного для замещения дефектов в костных тканях, обусловлен сложным комплексом физико-химических процессов, которые протекают одновременно и взаимосвязаны.
К ним относятся: очистка поверхности костной ткани ложа дефекта от адсорбированного слоя костного жира, проникновение присадочного материала в костную ткань реципиента и костный наполнитель, химическое взаимодействие присадочного матервала с костной тканью, полимеризация присадочного материала и т. д. Весь этот комплекс процессов способствует получению наплавленного костного конгломерата, который В зависимости от состава компонентов в композиции может обладать различной структурой и прочностью и одновременно приводит к получению прочного неразъем- 1ОЗ ного соединения наплавленного конгломерата с костью реципиента.
Однако независимо от состава композиции под действием ультразвуковых колебаний присадочный матери. ал (этил-к-цианакрилат, приблизительно на 250— 300 мкм) 143] проникает в костный наполнитель. Это приводит к тому, что костная стружка оказывается изолированной от жидкой биологической среды, проникающей в наплавленный конгломерат, и она практически не принимает участие в процессах перестройки наплавленного костного конгломерата во вновь образующуюся костную ткань до тех пор, пока не произойдет гидролиз полицианакрилата в костном наполнителепод действием жидкой биологической среды организма. Для того чтобы избежать проникновения присадочного материала в костную стружку и тем самым сохранить еебиологическую активность, дать возможностьей более эффективно участвовать в процессах перестройки, было предложено произвести микрокапсулирование костного наполнителя.
С учетом замены костной аллостружки на микрокапсулированную аллостружку были сформулированы следующие требования. 1. Материал, предназначенный для микрокапсулирования костной аллостружки, должен отвечать' всем медицинским требованиям, предъявляемым к высокомолекулярным соединениям. 2. Вступать в химическое и физическое взаимодействие с присадочным материалом, а получаемое соединение — полицианакрилат (капсулирующий материал) должно обладать высокой гидрофильностью, т. е. легко распадаться под действием жидкой биологической среды -,$, организма. $ 3, Толщина капсулирующей оболочки должна обеспечивать надежную защиту костной аллостружки от проникновения в нее присадочного материала под действием ультразвуковых колебаний.
4. Процесс микрокапсулирования должен происходить в стерильных условиях при температуре не выше 60'С во избежание необратимых деструктивных процессов в костном наполнителе. С учетом изложенных выше требований из всего многообразия высокомолекулярных веществ и соединений, используемых для микрокапсулирования, были 109 отобраны следующие вещества: производные целлюлозы (атил- и ацетилцеллюлоза), поливиниловый спирт, декстран, поливинилпирролидон, полиэтялцианакрилат, поливинилацетат, полиуретаны.
Анализ медицинской литературы и наши экспериментальные исследования, проведенные иа кроликах, собаках, овцах в вивариях Главного военного клинического госпиталя имени Н. Н. Бурденко, Московской ветеринарной академии, показали, что этн вещества поразному ведут себя в условиях живого организма. Так, поливиниловый спирт, атил- н ацетилцеллюлоза ведут себя в организме пассивно и организм пытается вывести эти материалы. Поливннилпирролидои н полиуретан не обеспечивают достаточную защиту костной стружки от проникновения в нее присадочиого материала под действием ультразвуковых колебаний.
Поэтому для микрокапсулирования костной гомо- стружки были отобраны следующие материалы: полиэтнлцианакрилат (ПЭЦЛ), поливппилацетат (ПВА) и декстран. Последний представляет собой аморфное вещество — разветвленный полиглюкозид С6НмО„с большой молекулярной массой и свойствами, близкими к плазме крови. ПЭЦА — прозрачный или слегка желтоватый, труднокристаллизующийся полимер, легко растворяется в воде, рассасывается и выводится из организма: ПВА-- прозрачный, аморфный полимер с относительной плотностью от десяти до сотен тысяч, почти не растворим в воде, но набухает в ней, используется в сочетании с этил-и-цианакрилатом как клеевая композиция для соединения мягких биологических тканей.
Подробная информация об этих материалах достаточна полно освещена в литературе 14, 131. По механизму получения защитной капсулирующей оболочки все способы микрокапсулирования разделяют на трн основные группы: 1) пленкообразование из растворов плснкообразующих материалов за счет регули. рования их растворимости в данной среде; 2) пленкообразование из расплавов пленкообразующих материалов; 3) пленкообразоваиие в результате полнмеризацни или поликонденсации низкомолекулярных веществ на поверхности капсулируемого вещества. Нанесенная оболочка может иметь толщину от долей микрона до нескольких миллиметров, при необходимости ее наносят в несколько слоев; в зависимости от Вй свойств капсулирующего материала она получается эластичной или жесткой 1551, Процесс микрокапсулирования костной аллостружки производился по первой группе, т.
е. пленкообразование из растворов пленкообразующих материалов за счет их растворимости в данной среде, по технологии, отработанной в отделе полимеров ВНИИИМТ (А. Я. Акимова) и подробноописанной в работеВ.Г. Веденкова с соавт. 191. Микроскопические исследования структуры поперечного среза капсулированной костной стружки 197') показали, что все капсулирующие оболочки представляют собой пористую среду со сложной структурой порового пространства.
Частицы полимерных веществ при осаждении на поверхности костной стружки образуют матрицу пористой среды, а поры в материале оболочки представляют собой пустоты, образовавшиеся между частицами вследствие их неплотного прнлегапия при осаждении. Пустоты наблюдаюся как отдельные, замкнутые, так и сообщающиеся между собой и окружающей средой и распределены в материале оболочки не- упорядоченно. Диаметр этих пор достигает величины 10 — 20 мкм, Теоретический расчет проникновения присадочпого материала в капсулирующие оболочки произведен по формуле: О т( 1/ 2 О.с051:~~1 (45) где Н вЂ” максимальная глубина проникновения присадочного материала в капсулирующую оболочку; о — поверхностное натяжение; 6 — краевой угол смачпваппя; г — радиус капилляра; ц — вязкость присадочного материала; р — коэффициент извилистости; К вЂ” коэффициент, зависягций от интенсивности ультразвуковых колебаний.
Расчет показал, что данная формула дает только качественную оценку этому процессу. Из этой формулы видно, что проникновение этил-ицианакрилата в капсулирующую оболочку зависит от энергии ультразвуковых колебаний, от состояния поверхности, строения капсулирующей оболочки и от вязкости присадочного материала. Вязкость в данном случае яв111 ляется сложной функцией времени протекания этого процесса, так как ее изменение создается реакцией полимеризации этил-в-цианакрилата, инициированной ультразвуковыми колебаниями, и химическим взаимодействием с капсулирующим материалом.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
