ISSN 2713-2927 · EISSN 2713-265X
Языки: ru · en

СИБИРСКИЙ ЖУРНАЛ КЛИНИЧЕСКОЙ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ МЕДИЦИНЫ

Исследование биосовместимости пористых 3D-TiNi имплантатов в условиях in vivo (2024)

Пористые сплавы никелида титана (TiNi), благодаря своим уникальным свойствам сверхэластичности и биосовместимости, находят широкое применение в медицине и используются в качестве костнозамещающих имплантатов, однако длительное ручное изготовление и невозможность создания точной геометрии существенно ограничивают их клиническое применение. В реконструктивной хирургии при замещении костных дефектов
необходимы биосовместимые эндопротезы индивидуальной формы и сложной геометрии.
Применение пористых 3D-TiNi имплантатов может стать решением многих проблем в области травматологии и костной онкологии.

Цель: оценка возможности применения пористых 3D-TiNi имплантатов в остеопластических операциях на основе исследования структуры и биосовместимости материала в условиях in vivo.

Материал и методы: Пористые образцы в виде конусов и индивидуального имплантата для челюстно-лицевой хирургии были получены методом селективного лазерного плавления из порошка TiNi. Для печати индивидуального имплантата для челюстно-лицевой хирургии использовали персональные данные пациента НИИ онкологии. Макроструктуру,
элементный и фазовый состав пористых образцов никелида титана исследовали методами растровой микроскопии и рентгеноструктурного анализа. Оценку биосовместимости пористых образцов в виде конусов проводили в условиях in vivo с использованием лабораторных морских свинок, состояние которых анализировали с помощью КТ-сканирования.

Результаты: Структурные исследования пористых образцов TiNi показали, что методом селективного лазерного плавления можно получить сквозную пористую структуру с прочными контактными перемычками между частицами порошка трехфазного состава. В результате испытаний in vivo имплантатов в виде конусов не наблюдалось местных
воспалительных изменений, отторжения и деформаций осей задних конечностей лабораторных животных. Показана принципиальная возможность изготовления индивидуального имплантата сложной геометрии из порошка TiNi методом селективного лазерного плавления, по данным МСКТ больного.

Выводы: П

Porous TiNi alloys are widely used in medicine as osteoreplacement implants due to their unique properties of superelasticity and biocompatibility, but their clinical use is severely limited by time-consuming manual fabrication and the inability to create precise geometries. Reconstructive surgery for the replacement of bone defects requires biocompatible endoprostheses of individual shape and complex geometry. The use of porous 3D-TiNi implants can be a solution to many problems in traumatology and bone oncology.

Aim: To evaluate the possibility of using porous 3D-TiNi implants in osteoplastic surgery based on a study of the structure and biocompatibility of the material under in vivo conditions.

Material and Methods. Porous samples in the form of cones and a single implant for maxillofacial surgery were prepared from TiNi powder by selective laser melting. To print an individual implant for maxillofacial surgery, the personal data of the patient at the Oncology Research Institute were used. The macrostructure, elemental and phase composition of porous titanium nickelide samples were investigated using scanning microscopy and X-ray diffraction analysis. The biocompatibility of porous cone-shaped samples was evaluated in vivo using guinea pigs whose condition was analysed by CT scanning.

Results. Structural studies of porous titanium nickelide samples showed that selective laser melting can be used to obtain a continuous porous structure with strong contact bridges between particles of a three-phase powder. In vivo testing of the coneshaped implants showed no local inflammatory changes, rejection or deformation of the hind limb axes of the experimental animals. The basic feasibility of fabricating a custom implant of complex geometry from TiNi powder using selective laser melting according to a patient’s MSCT data was demonstrated.

Conclusions. Porous 3D-TiNi implants obtained by selective laser melting showed high biocompatibility under in vivo conditions. An experimental study confirmed the efficacy

Тип: Статья
Автор (ы): Марченко Екатерина Сергеевна
Соавтор (ы): Гордиенко Иван Иванович, Козулин Александр Анатольевич, Байгонакова Гульшарат Аманболдыновна, Гарин Александр Сергеевич, Чойнзонов Евгений Лхамацыренович, Кульбакин Денис Евгеньевич
Ключевые фразы: микроструктура, никелид титана, пористый 3D имплантат, биосовместимость, остеопла- стика

Идентификаторы и классификаторы

УДК
546.82. Титан
57.085.1. Наблюдения и эксперименты на частях живых организмов или тканях in vivo (in situ)
616.71. Кости. Остеология
Текстовый фрагмент статьи