РОЗДІЛ 2
МАТЕРІАЛИ ТА МЕТОДИ ДОСЛІДЖЕННЯ
2.1. Експерименти на тваринах
Матеріал, що використовували при дослідженнях. В експериментах на тваринах застосовували різнопористу ГА та БФ кераміку у вигляді округлих гранул (діаметр від 4 до 6 мм - для кролів та від 1 до 2 мм - для щурів), яку було виготовлено на кафедрі твердого тіла Харківського національного університету ім. В.Н. Каразіна:
- мікропористі ("щільні") гранули ГА, що мали виключно мікропори (5-10 мкм);
- пористі гранули ГА з загальним об'ємом пор 40-70±5 %; архітектоніку пор складала система наскрізних взаємопов'язаних мікро- (до 10 мкм) та макропор (350-600 мкм);
- пористі гранули біфазної кераміки, у якій співвідношення ГА/ТКФ становило 60:40 ? 3%, архітектоніка БФ кераміки була аналогічною до такої у пористих гранул ГА.
Параметри даних матеріалів повністю відповідають Міжнародному стандарту ASTM F1185-88.
Методика експериментів на тваринах. Морфологічні дослідження перебудови кісткової тканини в умовах імплантації керамічних зразків у різні за навантаженням зони скелета виконано на 18 кролях породи шиншила, віком 2 місяці, маса котрих становила 2000±150 г (імплантацію кераміки виконували на обох задніх кінцівках, тобто усього прооперовано 36 кінцівок).
Аналіз міцності сформованого кістково-керамічного комплексу проведено на 84 білих лабораторних щурах лінії вістар 6-місячного віку, масою 285+15 г.
Керуючись власним досвідом та даними літератури, навантаженою ділянкою скелета вважали дистальний метаепіфіз стегнової кістки (бічний виросток), а практично ненавантаженою - великий вертлюг стегнової кістки.
Моделювання порожнинних кісткових дефектів у тварин проводилося під загальним тіопенталовим наркозом. В умовах асептики розсікали шкіру та параосальні тканини в проекції бічного виростку (навантажена ділянка) та великого вертлюга (практично ненавантажена ділянка) стегнової кістки. За допомогою зубного бора (діаметром 5 мм - для кролів та 3 мм - для щурів) моделювали кісткові порожнини, які заповнювали керамікою (кожен з дефектів уміщав по одній гранулі). Рану промивали розчинами антисептиків та ушивали. Зовнішньої іммобілізації не проводили.
Після операції тварини знаходилися під постійним наглядом.
Кролів виводили з експерименту шляхом введення повітря у вушну вену через 14 діб, 1, 3 та 5 місяців після імплантації керамічних зразків. Щури були виведені з експерименту шляхом передозування ефіру через 1 та 5 місяців.
Експерименти на тваринах виконували згідно з правилами Міжнародної конвенції захисту хребетних тварин, що використовуються в експериментальних й інших наукових цілях [224]. Результати експериментальних досліджень з використанням тварин було заслухано та затверджено на засіданні Комісії з біоетики ІПХС (протокол № 29 від 3.07.2006 р.).
Проведено 12 серій експериментів (відповідно до виду кераміки та зони її імплантації):
1 серія - у дефекти дистального метаепіфіза (бічний виросток) стегнової кістки (навантажена ділянка) імплантували "щільні" ГА гранули (3 кроля);
2 серія - у дефекти дистального метаепіфіза (бічний виросток) стегнової кістки (навантажена ділянка) імплантували пористі ГА гранули (3 кроля);
3 серія - у дефекти дистального метаепіфіза (бічний виросток) стегнової кістки (навантажена ділянка) імплантували пористі БФ гранули (3 кроля);
4 серія - у дефекти великого вертлюга стегнової кістки (практично ненавантажена ділянка) імплантували "щільні" ГА гранули (3 кроля);
5 серія - у дефекти великого вертлюга стегнової кістки (практично ненавантажена ділянка) імплантували пористі ГА гранули (3 кроля);
6 серія - у дефекти великого вертлюга стегнової кістки (практично ненавантажена ділянка) імплантували пористі БФ гранули (3 кроля);
7 серія - у дефекти дистального метаепіфіз (бічний виросток) стегнової кістки (навантажена ділянка) імплантували "щільні" ГА гранули (14 щурів);
8 серія - у дефекти дистального метаепіфіза (бічний виросток) стегнової кістки (навантажена ділянка) імплантували пористі ГА гранули (14 щурів);
9 серія - у дефекти дистального метаепіфіз (бічний виросток) стегнової кістки (навантажена ділянка) імплантували пористі БФ гранули (14 щурів);
10 серія - у дефекти великого вертлюга стегнової кістки (практично ненавантажена ділянка) імплантували "щільні" ГА гранули (14 щурів);
11 серія - у дефекти великого вертлюга стегнової кістки (практично ненавантажена ділянка) імплантували пористі ГА гранули (14 щурів);
12 серія - у дефекти великого вертлюга стегнової кістки (практично ненавантажена ділянка) імплантували пористі БФ гранули (14 щурів).
Для гістологічних досліджень фрагменти стегнових кісток кролів з імплантованою керамікою фіксували у розчині з масовою часткою нейтрального формаліну 10 %, декальцинували у розчині з масовою часткою азотної кислоти 4 % при температурі 18-22 °С. Після зневоднення зразки тканин заключали у целоїдин. Гістологічні зрізи, з яких при необхідності обережно видаляли кераміку (тільки "щільний" ГА), забарвлювали гематоксиліном та еозином [225]. Стан клітин у новосформованій кістковій тканині, формування та топографію колагенових волокон у зонах імплантації кераміки вивчали при забарвленні зрізів толуїдиновим синім та пікросиріусом червоним [225]. Аналіз підготовлених зрізів проводили у світлових мікроскопах "Rathenow", БИОЛАМ (ЛОМО) та у поляризованому світлі (Polmy-A).
Морфометричні дослідження виконували для порівняльного аналізу темпів формування та площі новоутвореної кісткової тканини у порах керамічних зразків, імплантованих у ділянки скелета з різним навантаженням. Визначали умовну площу новоутворених тканин у макропорах у центрі кераміки за допомогою квадратно-сітчастої окулярної вставки з 289 крапками за методикою Г.Г. Автандилова [226]. У полі зору мікроскопа БИОЛАМ (об. 7, ок.7) підраховували число крапок, що попадали на досліджувані тканини - кісткову, фіброретикулярну та сполучну (5 вимірювань на одн