диссертации / 33

Рис. А. Эритроциты, часть из которых с гемолизом, рядом с участком с началом образования волокон (указано стрелкой).

Рис. Б. Начало формирования волокон и клеточные компоненты. Зондовая микроскопия. Трехмерная гистограмма.

Через месяц степень шероховатости образцов в двух группах

превышает 500 нм. Вновь образованный слой фиброзной ткани неравномерен

по высоте. Через три месяца в группе с ВТ1-0 без покрытия поверхность, по-

прежнему неравномерная по высоте, с рельефом порядка 500 нм. В группе с

использованием образцов из наноструктурированного титана с покрытием слоями топография поверхности была в среднем 200 нм. Постепенно

мезенхимальная ткань покрывает собой весь имплантат. К четырем месяцам в

группах с кальций - фосфатным покрытием наблюдалось слияние островков

костной ткани. Перепад рельефа составлял 1,20±0,1 µм. В группе без

покрытия, слой был не таким ровным и перепады превышали 2,02±0,2 µм,

хотя участков без мезенхимальной ткани не наблюдалось (Рис. 20, 21).

Б

А

Рис. 20. Фрагмент костной ткани черепа крысы (теменной область) с имплантатом из наноструктурированного титана ВТ1-0 без покрытия. Экспозиции 4 месяца.

111

Ткань покрывает имплантат неравномерным по толщине слоем.

Зондовая микроскопия. Рис. А. Трехмерная гистограмма. Рис. Б. Двухмерная гистограмма.

Рис. 21 . Фрагмент костной ткани черепа крысы (теменной область) с имплантатом из наноструктурированного титана В1Т-0 с кальций - фосфатным покрытием. Экспозиции 4 месяца.

Ткань покрывает имплантат равномерным на большей площади по толщине слоем.

Рис. Б фрагмент Рис. А. Зондовая микроскопия. Трехмерная гистограмма.

При электронномикроскопическом изучении нами были описаны

следующая картина. Так, через семь дней мы наблюдали заполнение дефекта

между сохранившейся костной тканью и внедренным имплантатом

аргирофильными и коллагеновыми волокнами, которые уже располагались и

на самой пластинке, при этом заполняя своими отростками пустоты в

участках с кальций - фосфатным покрытием (Рис.22).

112

Рис. 22. Фрагмент титанового имплантата с кальций - фосфатным покрытием в черепе крысы через неделю после внедрения.

Видно разрастание аргирофильных и коллагеновых волокон с врастание их в покрытие имплантата (указано стрелкой).

РЭМ (х 4000).

При изучении животных через четырнадцать дней наблюдалось покрытие всей пластинки снаружи мощным слоем коллагеновых и эластичных волокон (Рис.23). Хорошо просматриваются фибробласты с

отходящими от них коллагеновыми волокнами.

113

Рис. 23. Фрагмент титанового имплантата с кальций-фосфатным покрытием в черепе крысы через 14 дней после внедрения.

Наблюдаются фибробласты с отходящими от них коллагеновыми волокнами (указано стрелкой).

РЭМ (х15000).

Через две недели даже электронномикроскопически в группе с кальций - фосфатным покрытием определялись лишь незначительные участки либо с оголением имплантата, либо с фрагментами, закрытыми аргирофильными волокнами.

При исследовании репарационных процессов через двадцать один день виден слой ткани, который при кроссекции представлял собой грубоволокнистую ткань, представленную коллагеновыми волокнами,

располагающимися рыхло и беспорядочно с межклеточным матриксом.

Затем шла пластинчатая костная ткань, в которой коллагеновые волокна располагались параллельными рядами (костная пластинка), но ориентация волокон в соседних слоях была различной. Пластинчатая костная ткань образовывала компактный и губчатый слои. Компактный слой определял механическую прочность кости и состоял из пластинчатой костной ткани, где

114

уже начинали формироваться кровеносные сосуды и нервы остеонов.

Губчатый слой, располагавшийся внутри кости, только начинал формироваться. Фибробласты пластинчатой костной ткани были с большим количеством коллагеновых и эластичных волокон. Они постепенно вытесняли клетки росткового уровня костной системы: остеобласты,

остеоциты, остеокласты.

В остеобластах имелось большое количество отростков, при помощи которых они устанавливали контакты с соседними клетками. Практически всей поверхностью клетки проколлаген активно контактировал с нанопокрытием (Рис. 24). Следует отметить, что из двух типов остеобластов

(активные и неактивные), преимущественно встречались активные формы,

которые отвечали за синтез коллагена и других белков, входящих в состав органического матрикса кости, отложение и обмен кальция и других ионов.

Рис. 24. Фрагмент титанового имплантата с кальций - фосфатным покрытием в черепе крысы через 21 день после оперативного внедрения имплантата.

Остеобласты тесно располагаются на кальций - фосфатном покрытии.

РЭМ (х4000).

115

Остеоциты на данной стадии наблюдались в незначительном числе.

Ткань была еще не полностью структурирована и лишена лакун. Остеоциты представляли собой округлой формы клетки с длинными тонкими отростками. Помимо этого, в препаратах определялась пластинчатая костная ткань, образованная костными пластинками, которая формирует губчатое и компактное вещество в кости.

Через месяц степень шероховатости образцов в двух группах превышает

500 нм. Вновь образованный слой фиброзной ткани был неравномерен по высоте. Через три месяца в группе с ВТ1-0 без покрытия поверхность, по-

прежнему неравномерная по высоте, с рельефом порядка 500 нм. В группе изучения образцов, контактировавших с наноструктурным титаном с нанопокрытием топография поверхности была в среднем 200 нм.

Через месяц в образцах, контактировавших с наноструктурным титаном ВТ1-0 без слоев покрытия было выявлено, что вокруг имплантата развивалась локальная реакция капсулообразования. В отдельных участках наблюдаются дефекты капсулы. Выявлен толстый слой структурированной фиброзной ткани, среди которой определялись в значительном количестве фибробласты, которые в большей степени выражены в области, прилежащей к имплантату и кости. Выявлены очаговые лимфомакрофагальные инфильтраты. Здесь же определяются скопления эритроцитов. Тонкий слой надкостницы покрывает весь участок пограничной зоны и титановый цилиндр толщиной 10 нм титановый цилиндр. Вокруг имплантата и по всей толщине пограничной зоны видна хорошо развитая сосудистая сеть,

представленная преимущественно расширенными капиллярами. Происходит начало замещения костных дефектов новообразованной костной тканью.

Следует отметить, что соединительная ткань располагается не только в участках, граничащих с костной тканью, но и закрывает весь дефект.

Образцы с наноструктурным титаном, ВТ1-0 покрытым слоями биокомпозитов отличались гистологически зрелой и толстой надкостницей,

которая полностью и равномерно покрывала как костный дефект, так и

116

титановый цилиндр. Межклеточные контакты были более плотные.

Наблюдалась активная пролиферация и созревание молодой соединительной ткани с формированием сосудов микроциркуляторного русла. В массе новообразованной соединительной ткани обнаруживались тонкие балки молодой незрелой костной ткани. Лимфомакрофагальная реакция и скопления эритроцитов выражены в меньшей степени, чем в предыдущей группе.

Через три месяца после начала эксперимента было выявлено, что образцы с чистым наноструктурированным титаном ВТ1-0 процессы регенерации были выражены в меньшей степени, чем с наноструктурным покрытием, где титановый цилиндр покрывала более толстая надкостница.

Под надкостницей имплантат в большей части занят новообразованной костной тканью, в значительной мере подвергшейся, хотя и неполному, но созреванию. В наружной части дефекта сохранились поверхностные участки фиброзной соединительной ткани, более четко контурированные в группе с ВТ1-0 с наноструктурированным покрытием. Новообразованная костная ткань была организована хаотично, костные балки располагались в произвольном порядке и неодинаковы по высоте. Общее количество стромальных элементов было меньшим, чем в образцах с модифицированным титаном. Образцы с наноструктурным титаном, ВТ1-0 с

покрытым выделялись более высокоорганизованной костной ткани,

гистологически трудно отличимой от неповрежденной костной ткани.

Костные балки располагались рядами, практически параллельными друг другу и незначительно отличающиеся по высоте. В зоне между имплантатом костной тканью в группе с наноструктурным титаном без покрытия определяются участки с эритроцитами и отдельные лимфомакрофагальные элементы.

117

Из таблицы №4 следует, что при регенерации костной ткани без имплантата, дефект сохранялся до 16 недель. Зрелость волокнистых и костных структур была также выше в группах 1 и 2 (Рис.25).

Таблица 4 Морфометрическая оценка состояния тканевых структур

(1 - контрольная группа, 2 – имплантат из наноструктурированного титана ВТ1-0, не покрытого слоями композита, 3 – имплантат из титана ВТ1-0 с кальцийфосфатным покрытием)

p>0,05 по сравнением с контрольной группой

118

Имплантат в форме цилиндра полностью покрыт тканью и хорошо соединен с матриксной костью.

РЭМ. Рис. Б (х400) фрагмент Рис. А (х100).

Рис. 27. Фрагмент титанового имплантата ВТ1-0 с кальций - фосфатным покрытием в черепе крысы через 4 месяца после оперативного внедрения имплантата.

Имплантат в форме цилиндра полностью покрыт тканью и хорошо соединен с матриксной костью (А, Б, В). В отдельных участках наблюдается формирование дополнительного слоя соединительной ткани с матриксной костью (Г). Видно послойное образование ткани с формированием волокон сверху уже образованных (Д, Е).

120