
Критик бүйүклүктеки сөөк дефектлери; жогорку енержили травма, сөөк түмөрлеринин чыкарылмасы же гениш ткань кайбы сонрасында кемигин кенди кендине там катары ийилешемедиги бошлуклардыр. Бу дефектлерде кулланылажак малземенин илк дөнемде меканик дестек сагламасы, чевредеки хүжрелерин тутунмасына изин вермеси, йени сөөк олушумуну дестеклемеси жана гөревини тамамладыктан сонра гүвенли бир хызла парчаланмасы бекленир.
Магний алашымлары, кемиге гөреже йакын меканик өзелликлери жана вүжут ичинде парчаланабилмелери неденийле гечижи ортопедик имплантлар ачысындан диккат чекижидир. Анжак магний физйоложик сывыларла темас еттигинде хызлы бичимде корозйона уграйабилир. Бу сүреч имплантын меканик бүтүнлүгүнү еркен кайбетмесине, ортамын алкалилешмесине жана хидрожен газы олушмасына неден болушу мүмкүн. Имплант чевресинде бирикен газ жана хызлы йүзей кайбы, клетка тутунмасыны жана сөөк-имплант бүтүнлешмесини олумсуз еткилейебилир.
Бу чалышмада изилдөөчүлөр, Мг-2Зн-1Гд-0.5Зр катары адландырылан биобузулуучу магний алашымынын йүзейине ики ашамалы бир коруйужу жана бийоложик каптама уйгуламыштыр. Илк ашамада нано-ЖуО ичерен електролит кулланыларак микро-арк оксидасйону, йани MAO капламасы түзүлгөн. Икинжи ашамада MAO табакасынын гөзенеклери китосанла капатылмыштыр.
MAO ишлеми алашымын йүзейинде серамик бензери бир барийер мейдана гетирмектедир. Ошентсе да ишлем сырасында олушан електриксел бошалма каналлары согудугунда йүзейде микро гөзенеклер жана микро чатлаклар калабилмектедир. Клорүр ийонлары жана дигер корозиф билешенлер бу ачыклыклардан илерлейерек алттаки магнезйума улашабилир. Хитозан табакасынын темел гөреви, бу гечиш йолларыны долдуруп мүхүрлейерек сывы менен метал арасындаки догрудан темасы гежиктирмектир.
Изилдөөчүлөр, 100 mL чөзелтийе сырасыйла 0,5 g, 1,0 g жана 1,5 g хитозан еклейерек үч айырмалуу каптама хазырламыштыр. Бурадаки “1.5ЖС” ифадеси капламанын 1,5 mm калынлыгында олдугуну эмес, хазырлама чөзелтисинде 100 mL башына 1,5 g хитозан кулланылдыгыны ифаде етмектедир. Хитозан ичермейен MAO капламасы исе 0ЖС же MAO тек катманлы груп катары дегерлендирилмиштир.
Йүзей гөрүнтүлери, хитозан миктары арттыкча MAO табакасындаки ачык микро гөзенеклерин азалдыгыны көрсөткөн. 1.5ЖС/MAO йүзейинин базы бөлгелеринде гөзенеклер тамамен капанмыш жана даха йогун, даха дүзенли бир каптама пайда болгон.
Електрокимйасал өлчүмлерде 1.5ЖС/MAO грубунун коррозия акым йогунлугу 0,751 µA/cm²’ден 0,267 µA/cm²’йе дүшмүш, хесапланан електрокимйасал коррозия хызы 0,385 mm/yıl дүзейинден 0,136 mm/yıl дүзейине герилемиштир. Бу болжол менен %65’лик бир азалмайа каршылык гелмектедир. Даха төмөн хитозан миктарлары айны өлчүде гүчлү бир електрокимйасал корума сагламамыштыр.
Хүжре денейлеринде 1.5ЖС/MAO каплы алашымдан хазырланан өзүтлер, MC3T3-E1 остеобласт өнжүлү хүжрелерин чогалмасыны жана йайылмасыны дестеклемиштир. Еркен остеоженик фарклылашма гөстергеси олан алкален фосфатаз бойамасы менен геч дөнем минерализасйон гөстергеси олан ализарин кырмызысы бойамасында ен гүчлү жыйынтыктар 1.5ЖС/MAO грубунда байкалган.
Хайван денейлеринде 40 еркек сычанын фемурунда 3 mm чапында жана 4 mm деринлигинде дефектлер түзүлгөн. Жаныбарлар имплантсыз контрол, β-трикалсийум фосфат/хидроксиапатит бийосерамик, гана MAO каплы магний жана 1.5ЖС/MAO каплы магний олмак үзере дөрт груба айрылмыштыр.
Мижро-CT анализинде 1.5ЖС/MAO грубунун сөөк хажми/топлам көлөм ораны 6. хафтада %33,13, 12. хафтада %48,47 катары өлчөнгөн. Айны дегерлер β-TCP грубунда сырасыйла %28,24 жана %36,16; гана MAO каплы магний грубунда исе %24,38 жана %41,53 катары билдирилген.
1.5ЖС/MAO имплантларын башлангыч хажминин болжол менен %62’си 6. хафтада, %58’и исе 12. хафтада корунмуштур. Бөйлеже имплант тамамен кайболмадан өнже йени сөөк олушуму үчүн белирли бир йапысал дестек сагламайа девам етмиштир. Хистоложик гөрүнтүлерде имплант чевресинде йени сөөк докусу, даха йакын сөөк-имплант темасы жана йалныз MAO капламасына гөре даха аз газ бошлугу гөзленмиштир.
Калп, боор, көк боор, өпкө жана бөйрөк докуларында имплантла илишкилендирилен белиргин системик хасар билдирилмемиштир. Каражигер жана бөйрөк ишлев гөстергелерийле серум Мг, Зн, Жа жана П севийелери груплар арасында маанилүү фарклылык гөстермемиштир.
Ошентсе да изилдөө инсанларда йапылмамыштыр. Садеже еркек сычанларда, ен фазла 12 хафталык бир дөнеми дегерлендирмиштир. Капламанын меканик дайанымы, йорулма өмрү жана йүк ташыма капаситеси догрудан өлчүлмемиштир. Бакыр салынымы, гадолинйум жана зирконйумун системик дүзейлери анализ едилмемиш; мевжут чалышмада догрудан антибактерийел тажрыйба йапылмамыштыр. Ошондуктан жыйынтыктар, капламанын инсанларда гүвенли жана еткили бир ортопедик имплант олдугуну канытламаз.
Критик сөөк дефектлеринде неден йени малземелере ихтийач дуйулуйор?
Сөөк жанлы жана сүрекли йениленен бир докудур. Күчүк чатлаклар жана сынырлы ткань кайыплары, сөөк хүжрелери жана тамыр системи аражылыгыйла онарылабилир. Анжак дефект белирли бир бүйүклүгү аштыгында ики кенар арасында йетерли бийоложик жана меканик көпрү куруламайабилир.
Критик сөөк дефектлеринде имплант же грефт малземесинден айны анда биркач гөреви йерине гетирмеси бекленир:
- Дефект бөлгесинин чөкмесини енгеллейежек меканик дестек сагламак,
- Остеобластларын же остеобласт өнжүллеринин йүзейе тутунмасына изин вермек,
- Йени тамыр жана сөөк докусунун илерлейебилежеги уйгун бир ортам олуштурмак,
- Инфламасйону жана енфексийон рискини артырмамак,
- Сөөк йетерли дайанымы казандыкча контроллү бичимде парчаланмак,
- Зарарлы миктарда ийон же бозунма үрүнү олуштурмамак.
Калсийум фосфат бийосерамиклери кемигин минерал билешимине бензерликлери неденийле бийоложик ачыдан авантажлыдыр. Факат кырылган олмалары жана төмөн кырылма токлугу ташымалары, йүк ташыйан бөлгелердеки кулланымларыны сынырландырабилир.
Бийобозунур полимерлер заманла парчаланабилмектедир; бирок парчаланма хызынын контрол едилемемеси жана базы бозунма үрүнлеринин йерел инфламасйон олуштурабилмеси сорун йаратабилир.
Калыжы метал имплантлар жогорку меканик дайаным сунар. Буна каршылык гөревини тамамладыктан сонра вүжутта калмайа девам едебилир жана базы дурумларда икинжи бир чыкарма амелийаты герекебилир.
Магний неден сөөк имплантлары үчүн илги чекижи?
Магний, металик йапысы сайесинде бирчок бийосерамик жана полимере гөре даха жогорку меканик дестек саглайабилир. Айны заманда физйоложик ортамда корозйона уграйарак заман ичинде чөзүнебилир.
Бу ики өзеллик, гечижи сөөк импланты ачысындан өнемли бир денге сунмактадыр: Малземе илк дөнемде йүкү пайлашабилир, даха сонра йени сөөк гелиштикче кадемели катары ортадан калкабилир.
Магний ийонлары айны заманда нормал инсан метаболизмасында булунан ийонлардыр. Анжак “магний вүжутта догал катары вардыр” ифадеси, магний алашымындан олушан бүтүн бозунма үрүнлеринин хер дозда жана хер кошулда гүвенли олдугу анламына гелмез. Имплантын чөзүнме хызы жана йерел ийон йогунлугу белирлейижидир.
Магнезйумун темел соруну: чок хызлы коррозия
Магний су ичерен ортамда парчаланыркен чалышмада верилен темел реаксийон төмөнкүдөй:
\[ \mathrm{Mg + 2H_2O \rightarrow Mg(OH)_2 \downarrow + H_2 \uparrow} \]
Бу денклемде:
- Мг, имплантын магний ичерен металик бөлүмүнү,
- Х2О, физйоложик сывылардаки суйу,
- Мг(OH)2, магний хидроксит коррозия үрүнүнү,
- Х2, ачыга чыкан хидрожен газыны көрсөтөт.
Магний хидроксит илк ашамада йүзей үзеринде кысми бир коруйужу табака олуштурабилир. Анжак физйоложик сывылардаки клорүр ийонлары бу табакайы бозарак корозйонун девам етмесине неден болушу мүмкүн.
Коррозия чок хызлы герчеклештигинде:
- Имплант кемигин йетеринже олушмасындан өнже дайаным кайбедебилир.
- Йерел пХ ашыры йүкселерек клеткалар үчүн елверишсиз бир микрочевре олуштурабилир.
- Хидрожен газы имплант чевресинде бошлуклар мейдана гетиребилир.
- Сөөк менен имплант арасында догрудан темас азалабилир.
- Хүжре тутунмасы жана чогалмасы зорлашабилир.
- Йерел инфламасйон жана имплант гевшемеси риски артабилир.
Чалышмада ханги магний алашымы кулланылды?
Изилдөөчүлөр Мг-2Зн-1Гд-0.5Зр катары танымланан бир алашым кулланмыштыр. Екстрүзйон сонрасы өлчүлен герчек билешим:
| Елемент | Өлчүлен агырлык ораны |
|---|---|
| Чинко | %1,60 |
| Гадолинйум | %0,83 |
| Зирконйум | %0,46 |
| Магний | Калан ана билешен |
Алашым 390 °C’де, 64:1 екстрүзйон ораныйла сыжак екстрүзйона таби тутулмуштур. Лаборатувар денейлери үчүн 10 mm чапында жана 1 mm калынлыгында дисклер; хайван денейлери үчүн 3 mm чапында жана 4 mm узунлугунда силиндирик имплантлар хазырланмыштыр.
Микро-арк оксидасйону недир?
Микро-арк оксидасйону, метал йүзейинин електролит ичинде жогорку електриксел герилим алтында ишленмесине дайанан бир йүзей модификасйон йөнтемидир. Йүзейде мейдана гелен микро плазма бошалмалары, металин дыш табакасыны серамик бензери оксит жана фосфат билешенлеринден олушан бир капламайа дөнүштүрүр.
Чалышмада MAO капламасынын генел катары үч катманлы олдугу ачыкланмактадыр:
- Гевшек дыш табака: Микро гөзенеклер жана бошалма каналлары ичерир.
- Йогун ара табака: Корозиф сывылара каршы темел физиксел барийери олуштурур.
- Баглайыжы ич табака: Капламайы метал алтлыга баглар.
MAO електролити шу мадделерден хазырланмыштыр:
| Електролит билешени | Консантрасйон |
|---|---|
| Калсийум хидроксит, Жа(OH)2 | 1,2 g/L |
| Нано-бакыр оксит, ЖуО | 3 g/L |
| Потасйум флорүр, KF | 8 g/L |
| Содйум хекзаметафосфат, (НаПО3)6 | 4 g/L |
Нано-ЖуО ичерен електролит, бакыр ичерен MAO табакасынын хазырланмасы үчүн колдонулган. Йазарларын өнжеки чалышмаларында бакырын антибактерийел давранышла илишкили олдугу белиртилмектедир. Анжак мевжут чалышмада бактерилер үзеринде догрудан тест йапылмамыш жана Жу ийонларынын салым миктары өлчүлмемиштир.
MAO табакасындаки гөзенеклер неден хем авантаж хем сорун?
MAO ишлеми сырасында олушан плазма каналлары согуйуп катылаштыгында йүзейде микрометре өлчегинде ачыклыклар мейдана гелир. Бу ачыклыкларын ики зыт еткиси вардыр.
Олумсуз еткиси: Физйоложик сывы, клорүр ийонлары жана су молекүллери ачыклыкларда бирикебилир жана заманла йогун табакайа же метал алтлыга улашабилир.
Олумлу еткиси: Гөзенеклер, сонрадан уйгуланажак полимер капламанын тутунабилежеги меканик килитленме нокталары саглар.
Бу чалышманын темел тасарым дүшүнжеси, гөзенеклери тамамен бир кусур катары гөрмек йерине китосанын MAO табакасына меканик катары багланабилежеги бир искеле катары кулланмактыр.
Хитозан недир жана неден кулланылды?
Хитозан, китинин деасетиласйону йолуйла елде едилен догал бир полисаккариттир. Филм олуштурабилир, бийобозунабилир жана бийоложик йүзейлерле еткилешиме гиребилир.
Чалышмада китосанын шу потансийел ишлевлеринден йарарланылмактадыр:
- MAO табакасындаки микро гөзенеклери долдурмак,
- Су жана клорүр ийонларынын метал йүзейине улашмасыны гежиктирмек,
- Йүзейи клетка тутунмасына даха уйгун хâле гетирмек,
- Йерел пХ дегишимини сынырламак,
- Сөөк олушуму үчүн бийоложик катары даха елверишли бир арайүз мейдана гетирмек.
Китосанын кендиси узун сүре дегишмеден калан калыжы бир барийер эмес. Су аларак шишебилир, даха күчүк молекүллере жана олигосаккаритлере парчаланабилир. Долайысыйла амач корозйону тамамен дурдурмак эмес, имплантын еркен дөнемде чок хызлы парчаланмасыны өнлемектир.
Хитозан капламалар насыл хазырланды?
Дүшүк молекүл агырлыклы жана %75–85 деасетиласйон дережесине сахип хитозан колдонулган. Үч чөзелти хазырланмыштыр:
| Груп | Хитозан миктары | Чөзүжү |
|---|---|---|
| 0.5ЖС | 0,5 g/100 mL | %0,1 асетик асит |
| 1.0ЖС | 1,0 g/100 mL | %0,1 асетик асит |
| 1.5ЖС | 1,5 g/100 mL | %0,1 асетик асит |
Чөзелтилерин пХ дегери 3 мол/Л НаОХ кулланыларак 5,0–5,5 аралыгына айарланмыштыр. MAO каплы өрнеклер хитозан чөзелтисине бир дакика далдырылмыш жана сабит хызла чыкарылмыштыр. Ишлем үч кез текрарланарак гөзенек жана чатлакларын даха капсамлы бичимде өртүлмеси амачланмыштыр.
Хитозан табакасынын олушуму насыл ачыкланыйор?
Асидик ортамда китосанын амин груплары протонланыр жана полимер позитиф йүклү хâле гелир. Магний йүзейинден чыкан Мг2+ ийонлары менен хитозан арасында комплекс олушабилежеги дүшүнүлмектедир.
Чалышмада верилен реаксийонлардан бири төмөнкүдөй:
\[ \mathrm{CS{-}NH_3^{+} + Mg^{2+} \rightarrow Mg^{2+}CS{-}NH_2 + H^{+}} \]
Бурада:
- CS-NH3+, протонланмыш хитозан амин грубуну,
- Мг2+, йүзейден ачыга чыкан магний ийонуну,
- Мг-CS комплекси, хитозан менен магний арасындаки еткилешими көрсөтөт.
Чалышмада китосанын йүкүнү кайбедерек чөзүнмейен бир табака олуштурмасы шу реаксийонла ифаде едилмиштир:
\[ \mathrm{CS{-}NH_3^{+} + OH^{-} \rightarrow CHI{-}NH_2 + H_2O} \]
“CHI” гөстерими макаледе бу бичимде колдонулган. Денклем, протонланмыш амин грубунун депротонасйону сонужунда китосанын чөзүнүрлүгүнүн азалмасыны ачыкламак амажыйла верилмиштир.
Йүзей гөрүнтүлери не гөстерди?
SEM гөрүнтүлеринде гана MAO булунан 0ЖС йүзейинде чок сайыда дүзенсиз микро гөзенек байкалган. Хитозан миктары арттыкча ачыклыкларын сайысы жана гөрүнүрлүгү азайган.
1.5ЖС/MAO грубунда:
- Йүзей даха йогун жана дүзенли хâле гелмиштир.
- Базы аланларда MAO гөзенеклери тамамен кайболмуштур.
- Хитозан табакасы MAO йүзейинде сүрекли бир филм олуштурмуштур.
EDS анализинде Ж, О, Ф, Мг, П жана Жа елементлери теспит едилмиштир. Хитозан миктары арттыкча карбон оранынын йүкселмеси, органик хитозан табакасынын йүзейе йерлештигини колдойт.
Каптама сонрасы Жу елементинин миктары жана дагылымы жыйынтык бөлүмүнде айрынтылы катары верилмемиштир. Ошондуктан “бакыр ичерен” танымламасы үретимде нано-ЖуО кулланылмыш олмасына дайанмактадыр; бу изилдөө Жу салымынын миктарыны же йүзейдеки бийоложик катары еришилебилир Жу ораныны белирлемемиштир.
XRD анализинин анламы
X-ышыны кырынымы сонучларында темел магний фазына аит гүчлү пиклер байкалган. Хитозан табакасы чок инже олдугу үчүн X-ышынлары табакайы гечерек метал алтлыга улашмыштыр.
Композит капламаларда болжол менен \(2\theta=22^\circ\) живарында гениш бир пик гөзленмиштир. Бу пик, хитозан зинжирлериндеки хидроксил груплары жана молекүллер арасы хидрожен багларынын олуштурдугу кысмен дүзенли полисаккарит бөлгелерийле илишкилендирилмиштир.
MAO табакасында айрыжа:
- Жа3(PO4)2,
- Мг3(PO4)2
фазларына аит пиклер билдирилген. Калсийум жана фосфат ичерен бу билешенлерин сөөк минералине кимйасал бензерлиги, капламанын бийоложик арайүзү ачысындан өнем ташыйабилир. Анжак XRD’де бир фазын булунмасы, тек башына имплантын сөөк олуштурдугу анламына гелмез.
Коррозия диренжи насыл өлчүлдү?
Електрокимйасал денейлер 37 ± 1 °C’де Ханк чөзелтисинде йапылмыштыр. Үч електротлу системде:
- Каплы өрнек изилдөө електроду,
- Доймуш каломел електрот реферанс електрот,
- Платин левха каршы електрот катары колдонулган.
Ачык девре потансийели 30 dakika денгеленмиш, ардындан електрокимйасал емпеданс өлчүмү жана потансийодинамик поларизасйон тести колдонулган.
Коррозия потансийели \(E_{\mathrm{corr}}\), йүзейин електрокимйасал егилими хаккында билги верир. Даха позитиф дегерлере кайма чогунлукла даха асил же даха аз актиф давранышла илишкилендирилир.
Коррозия акым йогунлугу \(i_{\mathrm{corr}}\), актиф метал чөзүнме хызынын гөстергелеринден биридир. Даха төмөн акым йогунлугу, тажрыйба кошуллары алтында даха йаваш коррозия давранышына ишарет едер.
Електрокимйасал коррозия сонучлары
| Груп | ижорр (µА/жм²) | Ежорр (В, SCE’йе каршы) | Хесапланан коррозия хызы (мм/йыл) |
|---|---|---|---|
| 0ЖС / йалныз MAO | 0,751 ± 0,30 | −1,489 ± 0,01 | 0,385 ± 0,001 |
| 0.5ЖС/MAO | 0,737 ± 0,02 | −1,482 ± 0,02 | 0,377 ± 0,101 |
| 1.0ЖС/MAO | 0,645 ± 0,02 | −1,454 ± 0,01 | 0,330 ± 0,02 |
| 1.5ЖС/MAO | 0,267 ± 0,01 | −1,442 ± 0,02 | 0,136 ± 0,01 |
1.5ЖС/MAO грубунда коррозия акым йогунлугу йалныз MAO грубуна гөре болжол менен %64,4 азайган. Електрокимйасал коррозия хызы исе болжол менен %65 дүшмүштүр.
0.5ЖС жана 1.0ЖС табакаларынын коррозия хызлары сайысал катары даха төмөн олмакла бирликте, изилдөө бу ики грубун йалныз MAO грубундан статистикалык катары маанилүү бичимде айырмалуу олмадыгыны белиртмектедир. Бу жыйынтык, гөзенеклерин еткили бичимде капанмасы үчүн белирли бир хитозан йогунлугуна ихтийач дуйулабилежегини дүшүндүрмектедир.
14 гүнлүк далдырма тести
Өрнеклер пХ 7,40 олан Ханк чөзелтисинде 14 гүн беклетилмиш, чөзелти хер гүн йениленмиштир. Йүзей аланы/чөзелти хажми ораны 1,25 cm²/mL катары белирленмиштир.
Күтле кайбындан коррозия хызы шу денклемле хесапланмыштыр:
\[ P_w=\frac{K\cdot W}{A\cdot T\cdot D} \]
Бурада:
- \(P_w\), мм/йыл жинсинден коррозия хызыны,
- \(K\), \(8{,}76\times10^4\) мм/йыл дөнүшүм сабитини,
- \(W\), грам жинсинден күтле кайбыны,
- \(A\), жм² жинсинден ачык йүзей аланыны,
- \(T\), далдырма сүресини,
- \(D\), г/жм³ жинсинден өрнек йогунлугуну ифаде етмектедир.
14 гүн сонрасында 0ЖС, 0.5ЖС жана 1.0ЖС йүзейлеринде чешитли дүзейлерде коррозия гөзленмиштир. 1.5ЖС йүзейинде аз сайыда коррозия үрүнү гөрүлмүш, белиргин чукурлашма саптанмамыш жана каптама бүйүк өлчүде бүтүнлүгүнү корумуштур.
Күтле кайбы денейинде үч китосанлы грубун коррозия хызлары арасында маанилүү айырма булунмадыгы, бирок хепсинин 0ЖС грубундан даха төмөн олдугу билдирилген.
Макаленин айны бөлүмүнде коррозия хызларынын “1.5ЖС &гт; 1.0ЖС &гт; 0.5ЖС &гт; 0ЖС” сырасыны изледигини сөйлейен бир жүмле булунмактадыр. Бу ифаде, хемен өнжесиндеки “китосанлы групларын 0ЖС’ден даха төмөн коррозия хызына сахип олдугу” ачыкламасы жана сунулан графикле челишмектедир. Бу метинсел тутарсызлык изилдөө дегерлендирилиркен диккате алынмалыдыр.
пХ дегишимлери не анлатыйор?
Магнезйумун корозйону OH− олушумуйла ортам пХ дегерини йүкселтебилир. Ошондуктан чөзелти пХ’сы, бозунманын долайлы гөстергелеринден биридир.
Илк йеди гүнде 1.5ЖС/MAO грубунун пХ дегери дигер груплардан даха төмөн калмыштыр. Бу булгу, ен йогун хитозан табакасынын еркен магний чөзүнмесини жана алкалилешмейи даха фазла сынырладыгыны дүшүндүрмектедир.
7–14. гүнлерде китосанлы групларын пХ дегерлери бирбирине йаклашмыш, бирок 0ЖС грубунун алтында калмыштыр. Китосанын су алып шишмеси жана заманла бозунмасы неденийле корума еткисинин сабит олмадыгы белиртилмектедир.
Йүзейде калсийум-фосфат бирикими
Далдырма сонрасында каптама йүзейинде Жа жана П ичерен үрүнлер байкалган. Чалышмада олушум сүрежи шематик катары шу илишкийле верилмиштир:
\[ \mathrm{Ca^{2+}+Mg^{2+}+PO_4^{3-}\rightarrow Amorf\ (Ca,Mg)\ fosfatlar} \]
Бу ифаде айрынтылы жана денгеленмиш бир кимйасал реаксийон денклеми эмес, йүзейде калсийум жана магний ичерен аморф фосфат чөкелтилеринин олушабилежегини гөстерен шематик бир ачыкламадыр.
Калсийум-фосфат ичерен йүзей бирикимлери сөөк хүжрелеринин минерал арайүзле еткилешимини дестеклейебилир. Анжак гана бу бирикимлерин гөрүлмеси, герчек сөөк олушумунун герчеклештигини гөстермез; клетка жана хайван денейлерийле айрыжа дегерлендирме йапылмасы герекир.
Хүжре денейлеринде ханги модел кулланылды?
Чалышмада фаре ембрийоник остеобласт өнжүлү MC3T3-E1 субклон 14 клетка хатты колдонулган. Бу клеткалар остеобласт фарклылашмасы жана минерализасйон араштырмаларында йайгын бир лаборатувар моделидир.
Хүжрелер капламаларын догрудан үзеринде йетиштирилмемиштир. Каплы алашым өрнеклери 72 саат бойунжа күлтүр ортамында беклетилмиш жана малземеден чөзүнен ийонлары же бозунма үрүнлерини ичерен өзүтлер хазырланмыштыр. Хүжрелер бу өзүтлерле күлтүре едилмиштир.
Долайысыйла тажрыйба догрудан йүзей тутунмасы менен өзүт еткисини там катары бирбиринден айырмамактадыр. Флоресан сүрөттөр хүжрелерин өзүтлерле долайлы күлтүр кошулларындаки морфоложисини көрсөтөт.
Хүжре чогалмасы сонучлары
CCK-8 тести хүжрелерин метаболик активитеси үзеринден гөрели жанлылык жана чогалма хаккында билги сагламактадыр.
Биринжи гүнде груплар арасында маанилүү айырма булунмамыштыр. Үчүнжү гүнде 1.0ЖС жана 1.5ЖС групларында клетка жанлылыгы 0ЖС жана 0.5ЖС групларындан даха жогорку табылган.
Бешинжи гүн сонучларында 1.5ЖС/MAO грубунун клетка чогалмасы дигер үч груптан маанилүү бичимде йүксектир.
Анжак ыкма бөлүмүнде CCK-8 өлчүмлеринин 24, 48 жана 72. саатлерде йапылдыгы йазылыркен жыйынтык бөлүмүнде 1., 3. жана 5. гүнлерден сөз едилмектедир. Сүрөт 5’ин ексени де 1, 3 жана 5 гүнү көрсөтөт. Бу заманлама уйушмазлыгы, денейин текрар үретилебилирлиги ачысындан өнемли бир рапорлама сорунудур.
Хүжре йайылмасы жана искелет йапысы
TRITC-falloidin бойамасы актин клетка искелетини кырмызы, DAPI исе клетка чекирдеклерини мави көрсөткөн.
0ЖС грубунда даха аз сайыда клетка жана сынырлы йайылма гөрүлүркен китосанлы групларда хүжрелерин даха гениш йүзей аланына йайылдыгы билдирилген. Орталама клетка аланы 0.5ЖС жана 1.5ЖС групларында 0ЖС грубуна гөре даха йүксектир; ен бүйүк орталама алан 1.5ЖС грубунда өлчөнгөн.
Йазарлар буну даха йаваш алашым бозунмасы, даха карарлы пХ жана клеткалар ачысындан даха уйгун бир ийоник ортамла илишкилендирмектедир.
Остеоженик фарклылашма насыл дегерлендирилди?
Хүжрелер остеоженик индүксийон ортамында йетиштирилмиш жана ики айырмалуу заман ноктасында инжеленмиштир:
- 7. гүн ALP бойамасы: Еркен остеобласт фарклылашмасынын гөстергеси,
- 21. гүн ализарин кырмызысы бойамасы: Калсийум ичерен минерал нодүллерин гөстергеси.
Алкален фосфатаз, минерализе сөөк матриксинин хазырланмасында рол алан еркен остеобласт белиртечлеринден биридир. ALP бойамасынын артмасы, хүжрелерин остеобласт йөнүнде фарклылашма егилиминин йүкселдигини дүшүндүрүр.
Ализарин кырмызысы, калсийум ичерен минерал бирикимлере багланарак кырмызы чөкелтилер олуштурур. Бу бойама геч дөнем минерализасйонун долайлы гөстергесидир.
1.5ЖС/MAO грубу хем ALP-pozitif клетка сайысында хем де калсифийе нодүл бирикиминде ен гүчлү гөрүнүмү сергилемиштир.
Бу жыйынтык “каптама кенди башына йени сөөк үретти” анламына гелмез. Хүжрелерин остеоженик индүксийон ортамында булундугу жана колдонулган тестлерин лаборатувар белиртечлери олдугу унутулмамалыдыр.
Хайван денейи насыл тасарланды?
Чалышмада 12 хафталык, болжол менен 300 ± 35 g агырлыгында 40 еркек келемиш колдонулган. Саг фемурун дистал бөлгесинде 3 mm чапында жана 4 mm деринлигинде силиндирик дефект хазырланмыштыр.
Жаныбарлар растгеле дөрт груба айрылмыштыр:
| Груп | н | Уйгулама |
|---|---|---|
| Модел контрол | 10 | Дефект олуштурулду, имплант йерлештирилмеди |
| β-TCP позитиф контрол | 10 | %85 β-TCP + %15 хидроксиапатит бийосерамик |
| MAO Мг | 10 | Йалныз MAO каплы магний алашымы |
| 1.5ЖС/MAO Мг | 10 | Китосанла мүхүрленмиш MAO каплы магний алашымы |
Хер групта беш хайван 6. хафтада, калан беш хайван 12. хафтада сакрифийе едилмиштир.
β-TCP грубу, клиникте колдонулган емилебилир йапай сөөк малземесине каршы каршылаштырма сагламак амажыйла колдонулган. Анжак бийосерамик менен метал имплантын меканик, хажимсел жана бозунма давранышлары бирбиринден фарклыдыр; ошондуктан бүтүн өлчүмлерин догрудан ешдегер олдугу варсайылмамалыдыр.
Мижро-CT ханги гөстергелери өлчтү?
Имплант чевресиндеки 1 mm’лик бөлге, 15 µm изотропик воксел бойутуйла Мижро-CT кулланыларак дегерлендирилмиштир.
Башлыжа гөстергелер төмөнкүлөр:
| Гөстерге | Анламы |
|---|---|
| BV/TV | Инжеленен хажмин не кадарынын сөөк докусундан олуштугуну гөстерен сөөк хажми/топлам көлөм ораны |
| Тб.Н | Бирим месафедеки трабекүл сайысы |
| Тб.Тх | Трабекүлер сөөк йапыларын орталама калынлыгы |
| Тб.Сп | Трабекүллер арасындаки орталама бошлук |
| Калан имплант хажми | Башлангыч хажмине гөре имплантын не кадарынын корундугу |
Мижро-CT нижел анализинде өрнек сайысы \(n=3\) катары белиртилмиштир. Хер заман ноктасында беш хайван булунмасына рагмен нижел анализде гана үч өрнегин кулланылдыгы анлашылмактадыр. Ханги өрнеклерин неден сечилдиги айрынтылы катары ачыкланмамыштыр.
Мижро-CT сонучлары
| Груп | 6. хафта BV/TV | 12. хафта BV/TV |
|---|---|---|
| β-TCP | %28,24 | %36,16 |
| MAO Мг | %24,38 | %41,53 |
| 1.5ЖС/MAO Мг | %33,13 | %48,47 |
1.5ЖС/MAO грубу хер ики заманда да ен жогорку BV/TV дегерини көрсөткөн. Трабекүл сайысы да бу групта дигер груплардан даха жогорку табылган.
Йени сөөк олушумунун дефектин дыш кенарларындан меркезе догру илерледиги байкалган. Имплантсыз контрол грубунда сынырлы кендилигинден ийилешме олушмуш, бирок дефектин өнемли бир бөлүмү бош калмыштыр.
Имплант не кадар хызлы бозунду?
1.5ЖС/MAO грубунда калан имплант хажми:
- 6. хафтада башлангыч хажминин болжол менен %62’си,
- 12. хафтада башлангыч хажминин болжол менен %58’и
катары билдирилген.
Илк алты хафтада хажмин болжол менен үчте бири кайболмуш, сонраки алты хафтада бозунма даха сынырлы илерлемиштир. Буна рагмен имплант кырылмасы же дефект бөлгесинде меканик чөкме билдирилмемиштир.
Бу жыйынтык, капламанын еркен дөнемде хызлы бозунмайы сынырлайабилдигини дүшүндүрмектедир. Анжак герчек йүк ташыма капаситеси, басма дайанымы, егилме дайанымы же йорулма өмрү меканик тестлерле өлчүлмемиштир.
Хистоложик сүрөттөр не гөстерди?
Дефект аланлары 6. жана 12. хафталарда айырмалуу бойама йөнтемлерийле инжеленмиштир. Гөрүнтүлерде йени сөөк, ески сөөк, йумушак ткань жана имплант калынтылары айырмалуу ренклерле айрыштырылмыштыр.
Имплантсыз контрол грубунда бүйүк бир дефект аланынын ийилешмеден калдыгы жана йени кемигин сынырлы олдугу байкалган.
β-TCP грубунда 6. хафтада малземе парчаланмасы, чатлаклар жана бүйүк блокларын бирбиринден айрылмасы гөзленмиштир. Йазарлар бу гөрүнүмү бийосерамигин кырылганлыгыйла илишкилендирмиштир.
MAO каплы магний грубунда имплант чевресинде белиргин газ бошлуклары байкалган. Бу дурум даха хызлы магний корозйону жана хидрожен олушумуйла илишкилендирилмиштир.
1.5ЖС/MAO грубунда:
- Имплант чевресиндеки газ бошлукларынын азалдыгы,
- Йени кемигин имплант йүзейине даха йакын илерледиги,
- 12. хафтада сүрекли жана даха калын сөөк матрикси олуштугу,
- Белиргин остеолиз же имплант чевреси енфексийону гөрүлмедиги
билдирилген.
Ыкма бөлүмүнде алжиан блуе-метхйлене блуе, вон Косса жана толуидине блуе бойамаларындан сөз едилиркен жыйынтык бөлүмүнде Ван Гиесон, фуксин/магента-метхйлене блуе жана толуидине блуе бойамалары ачыкланмактадыр. Бу бойама адлары арасындаки уйушмазлык рапорлама ачысындан бир сынырлылыктыр.
Флоресан сөөк олушуму такиби
Йени минерализе кемигин айырмалуу заманларда олушан катманларыны излемек үчүн хайванлара сакрификасйондан 21, 14 жана 7 гүн өнже айырмалуу флоресан ишаретлейижилер верилмиштир.
Фарклы ренклерде олушан бантлар арасындаки узаклык, бу заман аралыкларында олушан йени кемигин гөрели илерлеме хызыны көрсөтөт. Бантларын даха узак олмасы, ики ишаретлеме арасында даха фазла минерализе ткань олуштугуну дүшүндүрүр.
1.5ЖС/MAO грубунда флоресан бантлар арасындаки месафе дигер үч груптан маанилүү бичимде даха геништир. Бу жыйынтык, чалышманын тажрыйба кошуллары ичинде ен хызлы йени сөөк олушумунун бу групта герчеклештигини колдойт.
Ыкма бөлүмүнде икинжи флоресан ишаретлейижи “диметхйлпхенол оранге” катары йазылыркен Сүрөт 11’де “Ализарин” етикети колдонулган. Ханги билешигин уйгуландыгына илишкин бу тутарсызлык йөнтемин текрар үретилебилирлигини сынырландырмактадыр.
Системик биокоопсуздук насыл дегерлендирилди?
Калп, боор, көк боор, өпкө жана бөйрөк докулары хематоксилен-еозин менен бойанмыштыр.
Каражигер жана бөйрөк докуларында белиргин некроз, клетка кайбы же инфламатувар инфилтрасйон билдирилмемиштир. Калп жана көк боор йапылары да бүйүк өлчүде нормал катары дегерлендирилмиштир.
Акжигерлерде базы групларда интерстисйел инфламатувар клетка бирикими жана кан агуу гөрүлмүш, бу дегишикликлерин ен жеңил олдугу грубун 1.5ЖС/MAO олдугу белиртилмиштир. Йазарлар жеңил өпкө дегишикликлеринин жеррахи стресле илишкили олабилежегини илери сүрмектедир. Анжак бу неден-жыйынтык илишкиси догрудан эксперименттик катары канытланмамыштыр.
Кан бийокимйасы
Он икинжи хафтада шу гөстергелер өлчөнгөн:
- ALT жана AST,
- γ-GT,
- Топлам жана директ билирубин,
- Албумин жана топлам сафра асиди,
- ALP,
- Кан үре азоту жана үрик асит,
- Креатин киназ жана лактат дехидрогеназ.
Груплар арасында маанилүү фарклылык булунмамыштыр. Серум Мг2+, Зн2+, Жа2+ жана П дүзейлери де контрол грубундан маанилүү бичимде айырмалуу эмес.
Бу жыйынтыктар 12 хафталык келемиш моделинде белиргин боор же бөйрөк токсиситеси синйали булунмадыгыны көрсөтөт. Анжак бакыр, гадолинйум жана зирконйум серум дүзейлери өлчүлмемиштир. Долайысыйла алашымдаки жана капламадаки бүтүн елементлерин системик дагылымы дегерлендирилмиш эмес.
Сүрөт 12’деки бийоложик меканизма канытланды мы?
Чалышманын меканизма шемасында шу сүречлер гөстерилмектедир:
- Китосанын MAO гөзенеклерини капатмасы,
- Магний ийонларынын салынмасы,
- Макрофажларын М1’ден М2 фенотипине йөнелмеси,
- ROS, IL-6 жана TNF-α дүзейлеринин азалмасы,
- IL-4, IL-10 жана CD206 менен антиинфламатувар йаныт,
- PI3K/Akt/mTOR синйал йолу,
- ALP, OCN, BMP-2, VEGF жана COL-1 гиби остеоженик же анжийоженик белиртечлер.
Бу меканизмаларын чогу мевжут чалышмада догрудан өлчүлмемиштир. Изилдөөчүлөр:
- Макрофаж фенотиплерини анализ етмемиш,
- PI3K, Акт же мТОР протеинлерини өлчмемиш,
- ROS, IL-6, TNF-α, IL-4 же IL-10 тайини йапмамыш,
- VEGF, BMP-2, RUNX2, COL-1 же OCN ген/протеин дүзейлерини догрудан белирлемемиштир.
Долайысыйла Сүрөт 12, эксперименттик катары бүтүнүйле догруланмыш бир йолак харитасы эмес; чалышманын сонучлары менен өнжеки литератүрү бирлештирен өнерилен меканизма шемасыдыр.
Чалышманын гечмиш ачысындан өнеми
Магний имплантларын еркен чалышмалары, металин вүжут ичинде чөзүнебилмесини темел авантаж катары гөрмүштүр. Анжак контролсүз корозйонун меканик кайып жана хидрожен олушуму гиби жидди сорунлары олдугу анлашылмыштыр.
MAO капламалары корозйону йавашлатмак үчүн гелиштирилмиш, факат гөзенекли дыш йүзей узун дөнем корумайы сынырламыштыр. Тек катманлы серамик барийерлерин бу ексиклиги, органик-полимер үст катманларла капатма фикрини догурмуштур.
Бүгүн жагынан мааниси
Бу изилдөө, инорганик бир MAO табакасы менен органик хитозан табакасыны айны йүзейде бирлештирмектедир:
- MAO табакасы метал алтлыга гүчлү баг жана темел коррозия барийери саглар.
- Хитозан MAO табакасынын ачык гечиш йолларыны долдурур.
- Магний алтлык меканик дестек саглар.
- Хитозан жана контроллү ийон салымы хүжрелерин булундугу арайүзү ийилештиребилир.
Бу катманлы тасарым, тек бир малземенин бүтүн герексинимлери каршыламасы йерине хер табаканын айырмалуу бир гөреви үстлендиги чок ишлевли имплант йаклашымыны темсил етмектедир.
Келечек жагынан мааниси
Ыкма илерлетилежексе шу соруларын жевапланмасы герекмектедир:
- Каптама калынлыгы жана гөзенек капанма ораны не кадар олмалыдыр?
- Хитозан табакасы физйоложик йүк жана сүртүнме алтында не кадар дайаныр?
- Капламанын метал алтлыга багланма дайанымы недир?
- Имплант йүк алтында кач чеврим йорулмайа дайанабилир?
- Жу, Гд жана Зр ийонларынын узун дөнем салым профили насылдыр?
- Хитозан миктары антибактерийел давранышы насыл еткилер?
- Даха бүйүк жана йүк ташыйан хайван моделлеринде айны жыйынтык корунур му?
- Имплант тамамен чөзүндүгүнде сөөк йетерли меканик дайанымы казанмыш олур му?
- Каптама айырмалуу бойут жана шекиллердеки ортопедик имплантлара уйгуланабилир ми?
- Үретим сүрежи стерилизасйон жана сери үретим кошулларына уйарланабилир ми?
Изилдөөнүн күчтүү жактары
- Малземе карактеризасйону, коррозия, клетка жана хайван денейлерини айны араштырмада бирлештирмеси,
- Үч айырмалуу хитозан миктарыны каршылаштырмасы,
- Електрокимйасал жана күтле кайбына дайалы коррозия тестлерини бирликте кулланмасы,
- Еркен жана геч остеоженик фарклылашмайы айры тестлерле инжелемеси,
- Имплантсыз контрол, бийосерамик контрол жана MAO тек катманлы контрол кулланмасы,
- 6 жана 12 хафталык ики хайван дегерлендирме заманы ичермеси,
- Мижро-CT, хистоложи жана флоресан ишаретлемейи бирликте кулланмасы,
- Орган хистоложиси, кан бийокимйасы жана серум ийон дүзейлерини дегерлендирмеси,
- Капламанын йүзей йапысыйла бийоложик жыйынтыктар арасында меканистик багланты курмайа чалышмасы.
Изилдөөнүн чектөөлөрү
- Изилдөө рецензент дегерлендирмесинден гечмемиш бир препринттир.
- Белгенин гөрүнүр метнинде йазар листеси булунмамактадыр.
- Инсанларда клиникалык изилдөө йапылмамыштыр.
- Хайван денейлери гана еркек сычанларда герчеклештирилмиштир.
- Такип сүреси ен фазла 12 хафтадыр.
- Хер груп жана заман ноктасында гана беш хайван булунмактадыр.
- Мижро-CT нижел анализинде \(n=3\) колдонулган.
- Өрнеклем бүйүклүгү же гүч анализи билдирилмемиштир.
- Анализлери йапан араштырмажыларын груплара көр олуп олмадыгы ачыкланмамыштыр.
- Багымсыз т-тести жана тек йөнлү ANOVA кулланылмыш, чоклу каршылаштырмалар үчүн айрынтылы дүзелтме йөнтеми белиртилмемиштир.
- Капламанын калынлыгы, йапышма дайанымы жана ашынма диренжи айрынтылы катары рапорланмамыштыр.
- Имплантын басма, чекме, егилме же йорулма дайанымы догрудан өлчүлмемиштир.
- Йүк ташыйан бөлгелерде йетерли дайаным сагладыгы йөнүндеки йорум догрудан меканик тестлерле догруланмамыштыр.
- Хидрожен газы миктары нижел катары өлчүлмемиштир.
- Бакыр салымы жана гүнжел чалышмадаки антибактерийел еткинлик дегерлендирилмемиштир.
- Серумда Жу, Гд жана Зр дүзейлери өлчүлмемиштир.
- Хитозан табакасынын узун дөнем парчаланма үрүнлери айрынтылы катары анализ едилмемиштир.
- Хүжре денейлери бир фаре клетка хаттына дайанмактадыр.
- Биринжил инсан остеобластлары же инсан көк хүжрелери кулланылмамыштыр.
- CCK-8 денейинин заман нокталары ыкма жана жыйынтык бөлүмлеринде бирбирийле уйушмамактадыр.
- Хистоложик бойама адлары ыкма жана жыйынтык бөлүмлеринде айырмалуу верилмиштир.
- Флоресан ишаретлейижилерден бири ыкма метни менен Сүрөт 11’де айырмалуу адландырылмыштыр.
- Далдырма тести бөлүмүнде коррозия хызларынын сыраламасыны верен бир жүмле, график жана чеврелейен ачыкламаларла челишмектедир.
- Сүрөт 12’деки иммүноложик жана молекүлер меканизмаларын чогу догрудан өлчүлмемиштир.
- Имплант тамамен бозундуктан сонраки сөөк калитеси жана меканик дайаным билинмемектедир.
Изилдөө эмнени айтат, эмнени айтпайт?
| Чалышманын дестекледиги жыйынтык | Чалышманын дестеклемедиги иддиа |
|---|---|
| Хитозан табакасы MAO йүзейиндеки микро гөзенеклерин бир бөлүмүнү капатмыштыр. | Бүтүн гөзенеклерин жана чатлакларын тамамен капандыгы гөстерилмемиштир. |
| 1.5ЖС/MAO грубу Ханк чөзелтисинде ен төмөн електрокимйасал коррозия хызыны көрсөткөн. | Инсан вүжудунда айны коррозия хызынын корунажагы канытланмамыштыр. |
| 1.5ЖС/MAO өзүтлери MC3T3-E1 клетка чогалмасыны жана остеоженик бойамалары артырмыштыр. | Капламанын инсан остеобластларында айны еткийи гөстережеги канытланмамыштыр. |
| Сычан фемур дефектинде йени сөөк олушуму 1.5ЖС/MAO грубунда даха жогорку табылган. | Малземенин инсанлардаки критикалык сөөк дефектлерини дарылоо еттиги гөстерилмемиштир. |
| Имплант хажминин йарысындан фазласы 12. хафтада корунмуштур. | Имплантын герчек йүк ташыма капаситеси жана йорулма өмрү өлчүлмемиштир. |
| 12 хафталык келемиш чалышмасында белиргин боор же бөйрөк токсиситеси гөрүлмемиштир. | Узун дөнем инсан гүвенлиги же бүтүн алашым елементлеринин системик гүвенлиги канытланмамыштыр. |
| Каптама нано-ЖуО ичерен MAO електролитийле хазырланмыштыр. | Бу чалышмада догрудан антибактерийел еткинлик же контроллү Жу салымы гөстерилмемиштир. |
| Хистоложи имплант чевресинде йени сөөк жана даха йакын оссеоинтеграсйон көрсөткөн. | Имплантын клиникалык кырык кайнамасыны хызландырдыгы же текрар амелийат герексинимини азалттыгы канытланмамыштыр. |
| ALP жана минерал нодүл бойамасы арткан. | Сүрөт 12’деки PI3K/Akt/mTOR жана макрофаж йоллары мевжут денейде догруланмамыштыр. |
| 1.5ЖС чөзелтиси ен ийи сонучлары вермиштир. | 1,5 g/100 mL’нин бүтүн имплант түрлери үчүн евренсел оптимум олдугу гөстерилмемиштир. |
Изилдөөнүн ыкмасы жана жыйынтыктары
Изилдөө тасарымынын текник өзети
| Изилдөө ашамасы | Уйгуланан ыкма | Дегерлендирилен өзеллик |
|---|---|---|
| Алашым үретими | 390 °C’де, 64:1 оранында сыжак екстрүзйон | Мг-2Зн-1Гд-0.5Зр алтлык |
| MAO каптама | Нано-ЖуО, Жа(OH)2, KF жана фосфат ичерен електролит | Серамик коруйужу табака |
| Хитозан каптама | 0,5, 1,0 же 1,5 g/100 mL; үч кез далдырма | Гөзенек мүхүрлеме |
| Йүзей карактеризасйону | SEM, EDS жана XRD | Морфоложи, елемент жана фаз йапысы |
| Електрокимйа | OCP, EIS жана потансийодинамик поларизасйон | Ежорр, ижорр жана коррозия хызы |
| Далдырма | Ханк чөзелтисинде 14 гүн | пХ, күтле кайбы, йүзей жана коррозия үрүнлери |
| Хүжре жанлылыгы | MC3T3-E1 жана CCK-8 | Метаболик активите/чогалма |
| Хүжре морфоложиси | TRITC-falloidin жана DAPI | Йайылма жана клетка аланы |
| Еркен остеогенез | 7. гүн ALP бойамасы | Остеобласт фарклылашмасы |
| Геч остеогенез | 21. гүн ализарин кырмызысы | Минерал нодүллер |
| Хайван модели | 40 сычанда дистал фемур дефекти | Ин виво сөөк онарымы |
| Гөрүнтүлеме | 15 µm Мижро-CT | BV/TV, Тб.Н, Тб.Тх, Тб.Сп жана имплант хажми |
| Хистоложи | Чешитли серт ткань бойамалары | Сөөк-имплант арайүзү |
| Флоресан такип | Үч заманлы минерализасйон ишаретлемеси | Йени сөөк олушум хызы |
| Бийогүвенлик | Орган хистоложиси, серум бийокимйасы жана ийон өлчүмү | Системик йан етки синйаллери |
Каптама груплары
| Кысалтма | Каптама йапысы |
|---|---|
| 0ЖС | Хитозан ичермейен, гана MAO каплы магний алашымы |
| 0.5ЖС | 0,5 g/100 mL хитозан чөзелтисийле капланан MAO йүзейи |
| 1.0ЖС | 1,0 g/100 mL хитозан чөзелтисийле капланан MAO йүзейи |
| 1.5ЖС | 1,5 g/100 mL хитозан чөзелтисийле капланан MAO йүзейи |
Темел формүллер жана реаксийонлар
| Ифаде | Чалышмадаки ишлеви |
|---|---|
| [ P_w=\frac{K\cdot W}{A\cdot T\cdot D} ] | Күтле кайбындан йыллык коррозия хызынын хесапланмасы |
| [ \mathrm{Mg+2H_2O\rightarrow Mg(OH)_2+H_2} ] | Магний корозйону жана хидрожен газы олушуму |
| [ \mathrm{CS{-}NH_3^{+}+Mg^{2+}\rightarrow Mg^{2+}CS{-}NH_2+H^{+}} ] | Магний-хитозан комплекс олушумунун өнерилен ачыкламасы |
| [ \mathrm{CS{-}NH_3^{+}+OH^{-}\rightarrow CHI{-}NH_2+H_2O} ] | Китосанын депротонасйону жана чөзүнмейен филм олуштурмасы |
| [ \mathrm{Ca^{2+}+Mg^{2+}+PO_4^{3-}\rightarrow Amorf\ (Ca,Mg)\ fosfatlar} ] | Далдырма сырасында йүзей фосфат чөкелтилеринин шематик олушуму |
Башлыжа коррозия булгулары
- 1.5ЖС/MAO йүзейи ен йогун жана ен аз гөзенекли гөрүнүмү көрсөткөн.
- 1.5ЖС/MAO коррозия акым йогунлугу: 0,267 ± 0,01 µA/cm².
- Йалныз MAO коррозия акым йогунлугу: 0,751 ± 0,30 µA/cm².
- 1.5ЖС/MAO електрокимйасал коррозия хызы: 0,136 ± 0,01 mm/yıl.
- Йалныз MAO електрокимйасал коррозия хызы: 0,385 ± 0,001 mm/yıl.
- 1.5ЖС/MAO грубунда болжол менен %65 коррозия хызы азалмасы билдирилген.
- 14 гүнлүк далдырмада 1.5ЖС йүзейи бүйүк өлчүде башлангыч морфоложисини корумуштур.
- Илк йеди гүнде ен төмөн пХ артышы 1.5ЖС грубунда байкалган.
Башлыжа клетка булгулары
| Тест | Ен ийи жыйынтык гөстерен груп | Йорум |
|---|---|---|
| CCK-8 | 1.5ЖС/MAO | Илери заман нокталарында даха жогорку клетка метаболик активитеси |
| Орталама клетка аланы | 1.5ЖС/MAO | Даха гениш йайылмыш клетка морфоложиси |
| Актин искелети | Китосанлы груплар | Даха фазла клетка жана даха ийи йайылма |
| ALP бойамасы | 1.5ЖС/MAO | Еркен остеоженик фарклылашмада артыш |
| Ализарин кырмызысы | 1.5ЖС/MAO | Ен фазла минерализе калсийум нодүлү |
Башлыжа хайван булгулары
| Гөстерге | 6. хафта | 12. хафта |
|---|---|---|
| 1.5ЖС/MAO BV/TV | %33,13 | %48,47 |
| β-TCP BV/TV | %28,24 | %36,16 |
| MAO Мг BV/TV | %24,38 | %41,53 |
| 1.5ЖС/MAO калан имплант хажми | %62 | %58 |
| Сөөк олушум хызы | Флоресан бант аралыгы 1.5ЖС/MAO грубунда маанилүү бичимде даха гениш | |
| Системик бийокимйа | Груплар арасында маанилүү боор жана бөйрөк ишлев фаркы билдирилмеди | |
Шекиллерин билимсел анламы
Сүрөт 1, малземенин үретиминден клетка жана хайван денейлерине узанан изилдөө акышыны көрсөтөт. Илк катары нано-ЖуО ичерен MAO табакасы олуштурулмуш, даха сонра гөзенекли йүзей китосанла капатылмыштыр. Хүжре өзүт денейлери жана келемиш фемур дефекти уйгуламасы айны шемада бирлештирилмиштир.
Сүрөт 2, 3 mm чапында жана 4 mm узунлугундаки өрнеклери, келемиш фемурунда айны бойутта олуштурулан дефекти жана β-TCP менен каплы магний имплантларын йерлештирилмесини көрсөтөт.
Сүрөт 3, хитозан миктары арттыкча ачык MAO гөзенеклеринин азалдыгыны көрсөтөт. EDS сонучларында карбон миктарынын артмасы хитозан филм олушумуну колдойт. XRD’де болжол менен 22° живарындаки гениш пик китосанла илишкилендирилмиштир.
Сүрөт 4, 14 гүнлүк далдырма сонрасы йүзейлери, поларизасйон егрилерини, пХ дегишимини, коррозия хызы графигини жана XRD сонучларыны сунмактадыр. 1.5ЖС йүзейинде даха аз чукурлашма жана даха ийи морфоложик бүтүнлүк гөрүлмектедир.
Сүрөт 5, клетка жанлылыгы, клетка аланы, актин искелети, ALP жана ализарин кырмызысы сонучларыны бир арада көрсөтөт. Ен йогун клетка йайылмасы жана минерал бирикими 1.5ЖС/MAO грубунда гөрүлмектедир.
Сүрөт 6, жүрөк, боор, көк боор, өпкө жана бөйрөк докуларынын Х&амп;Е гөрүнтүлерини көрсөтөт. 1.5ЖС/MAO грубунда белиргин имплант кайнаклы орган хасары билдирилмемиштир.
Сүрөт 7, боор, бөйрөк жана генел ткань хасарыйла илишкили 12 серум гөстергесини сунмактадыр. Каршылаштырмаларын тамамы “нс”, йани статистикалык катары маанилүү эмес бичиминде ишаретленмиштир.
Сүрөт 8, серум Мг2+, Зн2+, Жа2+ жана П дүзейлерини көрсөтөт. Груплар арасында маанилүү айырма билдирилмемиштир.
Сүрөт 9, 6 жана 12 хафталык Мижро-CT реконстрүксийонларыны жана сөөк микромимариси өлчүмлерини көрсөтөт. 1.5ЖС/MAO грубунда имплант чевресиндеки йени сөөк аланы даха геништир.
Сүрөт 10, имплант-сөөк арайүзүнүн хистоложик бойамаларыны көрсөтөт. β-TCP’де парчаланма жана чатлаклар, MAO Мг чевресинде даха фазла газ бошлугу, 1.5ЖС/MAO чевресинде исе даха йакын йени сөөк темасы гөрүлмектедир.
Сүрөт 11, айырмалуу заманларда олушан йени кемиги флоресан ренк бантларыйла көрсөтөт. 1.5ЖС/MAO грубундаки даха гениш бант аралыгы, даха хызлы минерализе сөөк олушуму катары йорумланмыштыр.
Сүрөт 12, китосанын гөзенеклери мүхүрлемеси, ийон салымы, остеобласт давранышы, макрофаж йаныты жана хүжресел синйал йолларыны бирлештирен өнерилен меканизма шемасыдыр. Шемадаки молекүлер йолакларын чогу бу чалышмада догрудан өлчүлмемиштир.
Техникалык жыйынтык
Чалышманын денейлери, 1,5 g/100 mL хитозан чөзелтисийле олуштурулан үст табаканын, нано-ЖуО ичерен MAO капламасынын ачык гөзенеклерини дигер хитозан миктарларындан даха еткили бичимде капаттыгыны көрсөтөт.
Бу даха йогун арайүз, Ханк чөзелтисинде коррозия акым йогунлугуну дүшүрмүш, клетка өзүт денейлеринде даха елверишли бир микрочевре олуштурмуш жана келемиш фемур дефекти моделинде даха жогорку сөөк хажмийле илишкилендирилмиштир.
Ошентсе да изилдөө бир инсан импланты гелиштирме сүрежинин еркен преклиник ашамасындадыр. Малземенин клиникалык кулланыма гечебилмеси үчүн меканик дайаным, узун дөнем ийон салымы, бүйүк хайван моделлери, стерилизасйон, үретим текрарланабилирлиги жана инсан гүвенлиги дâхил чок сайыда ек догрулама герекмектедир.
Булак жана ыкма жөнүндө эскертүү
Бу ичерик, “Жорросион Ресистанже анд Остеогениж Перформанже оф а Жхитосан/Жу-Жонтаининг Мижро-Арж Оxидатион Жомпосите Жоатинг он Мг Аллой фор Боне Субституте Апплижатионс” башлыклы чалышмайа дайанмактадыр.
Белгенин гөрүнүр сайфаларында йазар исимлери жана курум листеси йер алмамактадыр. PDF үст верисинде “景孟” ады булунмакла бирликте бу билгинин ексиксиз йазар листесини темсил еттиги догруланамамактадыр.
Булак, SSRN үзеринде сунулмуш рецензент дегерлендирмесинден гечмемиш эксперименттик бир препринттир. Белгеде ачыкча “Тхис препринт ресеаржх папер хас нот беен пеер ревиеwед” ифадеси булунмактадыр. PDF’де догруланабилир нихаи дерги кабулү же чалышмайа аит DOI билгиси йоктур.
Изилдөө; малземе карактеризасйону, електрокимйасал жана далдырма коррозия денейлери, фаре остеобласт өнжүлү клетка хатты денейлери жана келемиш фемур дефекти моделини капсамактадыр. Инсанларда йүрүтүлмүш клиникалык изилдөө эмес.
Хайван протоколүнүн илгили геленексел Чин тыббы үниверситеси хастанесинин етик курулу тарафындан SDSZYYAWE20250430002 нумарасыйла жана 30 Нисан 2025 тарихинде онайландыгы белиртилмиштир. Курум ады PDF’де йылдыз ишаретлерийле кысмен гизленмиштир.
Изилдөө Схандонг Ейалети Дога Билимлери Вакфы, улусал геленексел Чин тыббы реформ бөлгелери ортак билим жана текноложи прожелери менен Жинан Билим жана Текноложи Бүросу клиникалык тып иновасйон програмы тарафындан дестекленмиштир. Йазарлар чыкар чатышмасы билдирмемиштир.
Чалышмада нано-ЖуО ичерен MAO капламасы колдонулган; бирок гүнжел денейлерде бактерийел күлтүр, инхибисйон зону, бийофилм миктары же Жу ийон салымы өлчүлмемиштир. Ошондуктан капламанын антибактерийел еткинлиги бу изилдөө тарафындан догрудан канытланмамактадыр.
Сүрөт 12’де гөстерилен макрофаж поларизасйону, PI3K/Akt/mTOR йолу, инфламатувар ситокинлер жана остеоженик генлерин чогу гүнжел денейлерде өлчүлмемиштир. Бунлар өнжеки литератүре дайалы өнерилен меканизмалардыр.
Чалышмадаки белиргин коррозия азалмасы, клетка чогалмасы жана сөөк олушуму сонучлары умут верижидир; бирок гана кыса сүрели лаборатувар жана келемиш денейлерине дайанмактадыр. Жыйынтыктар инсанларда клиникалык еткинлик, кесин биокоопсуздук же йүк ташыйан ортопедик уйгуламаларда башары гарантиси олуштурмаз.
Бу ичерик гана йүкленен PDF’деки тажрыйба тасарымы, йөнтемлер, формүллер, шекиллер, сайысал жыйынтыктар жана йазарларын йорумлары кулланыларак хазырланмыштыр. PDF’де булунмайан клиникалык башары, дарылоо гарантиси, узун дөнем инсан гүвенлиги же тижари уйгуланабилирлик иддиасы екленмемиштир.

Пикир калтырыңыз
E-mail дарегиңиз жарыяланбайт. Милдеттүү талаалар * менен белгиленген