Статья размещена в открытом доступе и распространяется на условиях лицензии Creative Commons Attribution (CC BY).
ОРИГИНАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ
Оценка биосовместимости резорбируемых ZN-MG сплавов in vitro и in vivo
1 Уральский государственный медицинский университет, Екатеринбург, Россия
2 Институт физики металлов имени М. Н. Михеева, Екатеринбург, Россия
Для корреспонденции: Иван Иванович Гордиенко
ул. Репина, д. 3, г. Екатеринбург, 620028, Россия; ivan‑ur.liam@okneidrog
Вклад авторов: И. И. Гордиенко — концепция, руководство этапами исследования, проведение экспериментальных операций, интерпретация результатов, подготовка рукописи; Д. О. Корнилов — концепция, проведение эксперимента in vitro, интерпретация результатов, подготовка рукописи; С. П. Черный — проведение экспериментальных операций, инструментальных исследований, интерпретация результатов; В. М. Симарзина — проведение эксперимента in vitro, визуализация, подготовка рукописи; Д. Ю. Распосиенко — синтез экспериментальных металлических материалов, проведение структурных исследований, анализ экспериментальных результатов; А. Е. Слукина — проведение экспериментальных операций, анализ литературы, интерпретация результатов, подготовка рукописи; М. И. Ивасенко — проведение экспериментальных операций и инструментальных исследований, интерпретация результатов; Д. Е. Винокуров — синтез экспериментальных металлических материалов, термическая и деформационная обработка материала, подготовка образцов, проведение структурных исследований; Д. Л. Зорников — руководство этапами исследования, анализ, интерпретация результатов.
Соблюдение этических стандартов: исследование одобрено этическим комитетом ФГБОУ ВО «Уральский государственный медицинский университет» Минздрава России, г. Екатеринбург (протокол № 4 от 19 апреля 2024 г.).
Биорезорбируемые сплавы Zn–Mg рассматривают как альтернативу металлическим фиксаторам, однако данные об их биосовместимости при низком содержании Mg остаются недостаточными. Цель работы — оценить биосовместимость сплавов Zn–Mg с содержанием Mg 0,5–2 мас.% in vitro и in vivo. Цитотоксичность порошков Zn–0,5Mg и Zn–1Mg (0,15–2,5 мг/мл) оценивали в прямом контакте с клетками SCP‑1 (MTT‑тест). In vivo цилиндрические импланты четырех составов устанавливали билатерально в метафиз большеберцовой кости кроликам (n = 4). На 7‑е сутки был выполнен общий анализ крови, через 3 и 10 месяцев — компьютерная томография. При 2,5 мг/мл жизнеспособность клеток составила 12,5 ± 1,0% (Zn–0,5Mg) и 16,8 ± 1,6% (Zn–1Mg). При 1,25 мг/мл Zn–1Mg не проявлял токсичности (101,4 ± 3,3 %), тогда как Zn–0,5Mg сохранял цитотоксичность (51,3 ± 4,4 %). Восстановление > 80% наблюдалось при 0,62 мг/мл для Zn–0,5Mg и 0,31 мг/мл для Zn–1Mg. In vivo все животные сохраняли нормальную активность; гематологические показатели находились в пределах нормы. Через 3 месяца по данным КТ импланты стабильны, признаков остеолиза нет. Плотность кортикальной кости составила 647,3 ± 5,4 HU, трабекулярной — 510,5 ± 6,4 HU, что сопоставимо с интактной костью. Через 10 месяцев импланты по‑прежнему визуализировались. Сплавы Zn–Mg с 0,5–2 мас.% Mg демонстрируют дозозависимую цитотоксичность in vitro и удовлетворительную биосовместимость in vivo без системных воспалительных реакций и костной резорбции в течение 10 месяцев. Сплав с 1% Mg имеет более благоприятный профиль клеточной выживаемости.
Ключевые слова: компьютерная томография, биосовместимость, биорезорбируемые импланты, Zn–Mg сплав, MTT‑тест