БИОЛОГИЧЕСКАЯ СОВМЕСТИМОСТЬ МЕДИЦИНСКИХ ИЗДЕЛИЙ НА ОСНОВЕ МЕТАЛЛОВ, ПРИЧИНЫ ФОРМИРОВАНИЯ ПАТОЛОГИЧЕСКОЙ РЕАКТИВНОСТИ (ОБЗОР ИНОСТРАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ)

Представлен обзор подходов к оценке биосовместимости медицинских изделий на основе металлов и сплавов, поиск путей преодоления низкой приживляемости имплантируемых конструкций. Имплантация исскуственными материалами позволяет вернуть утраченную функциональность органов и тканей человека и на сегодняшний день не имеет конкуренции. Преимущество использования металлов и сплавов в имплантируемых конструкциях заключается в их высокой надежности при эксплуатации, длительном сроке службы, большой функциональности. Характер взаимодействия организма человека и импланта оказывает влияние на ресурсоемкость и износостойкость конструкций. Научные изыскания производителей медицинских имплантов на современном этапе направлены на получение материалов, которые не будут оказывать отрицательного влияния на организм человека и обеспечат максимальную приживаемость при их использовании. В то же время данные, приведенные в статье, свидетельствуют о том, что попытки придать более высокие биосовместимые свойства материалам, как правило, сводятся к освоению новых методов обработки поверхности и модуляции химического состава имплантов. При этом мировая литература демонстрирует отсутствие системного подхода к изучению проблемы повышенной чувствительности пациентов к различным металлам и сплавам («металлическая» гиперсенсибилизация), следствием чего является возникновение таких осложнений как развитие асептического воспаления и инфекционных осложнений, нестабильность конструкций, утрата функциональности. В связи с этим необходим поиск путей повышения биологической совместимости материалов, используемых в медицине, основанных на оценке механизмов иммунной защиты и разработке алгоритма предоперационной подготовки пациентов

1. Fujishiro T., Moojen D.J., Kobayashi N., Dhert W.J., Bau-er T.W. Perivascular and diffuse lymphocytic inflammation are not specific for failed metal-on-metal hip implants // Clinical Orthopaedics and Related Research. 2011. № 469(4). Р. 1127–1133.

2. Harloff T., Honle W., Holzwarth U., Bader R., Thomas P., Schuh A. Titanium allergy or not? “Impurity” of titanium implant materials // Health. 2010. № 2 (4). Р. 306–310.

3. Huber M., Reinisch G., Trettenhahn G., Zweymuller K., Lintner F. Presence of corrosion products and hypersensiti-vity-associated reactions in periprosthetic tissue after aseptic loosening of total hip replacements with metal bearing sur-faces // Acta Biomateria. 2009. № 5 (1). Р. 172–180.

4. Савич В.В., Сарока Д.И., Киселев М.И., Макаренко М.В. Модификация поверхности титановых имплантатов и ее влияние на их физико-химические и биомеханические параметры в биологических средах // Беларуская навука. 2012.

5. Mihov D., Katerska B. Some biocompatible materials used in medical practice // Trakia Journal of Sciences. 2010. № 8. Р. 119–125.

6. Haider W., Munroe N., Pulletikurthi C., Gill P.K.S., Amruthaluri S.A. Comparative biocompatibility analysis of ternary nitinol alloys // Journal of Materials Engineering and Performance. 2009. № 18 (56). Р. 760–764.

7. Hallab N.J., Caicedo M., Finnegan A., Jacobs J.J. Th1 type lymphocyte reactivity to metals in patients with total hip arthroplasty // Journal of Orthopaedic Surgery. 2008. № 3. Р. 6.

8. Gordin D.M., Gloriant T., Chane-Pane V., Busardo D., Mitran V., Hoche D., Vasilescu C., Drob S.I., Cimpean A. Surface characterization and biocompatibility of titanium al-loys implanted with nitrogen by Hardion technology // Jour-nal Materials Science. Materials in Medicine. 2012. № 23 (12). Р. 2953–2966.

9. Gill P., Munroe N., Pulletikurthi C., Pandya S., Haider W. Effect of manufacturing process on the biocompatibility and mechanical properties of Ti30Ta alloy // Journal Of Materi-als Engineering And Performance. 2011. № 20 (4). Р. 819–823.

10. Merritt K., Rodrigo J. Immune response to synthetic materi-als. Sensitization of patients receiving orthopaedic implants // Clinical Orthopaedics. 1996. № 326. Р. 71–79.

11. Granchi D., Cenni E., Tigani D., Trisolino G., Baldini N., Giunti A. Sensitivity to implant materials in patients with to-tal knee arthroplasties // Biomaterials. 2008. № 29 (10). Р. 1494–1500.

12. Petersen R.C. Titanium implant osseointegration problems with alternate solutions using Epoxy/Carbon–Fiber–Reinforced // Composite Metals (Basel). 2014. № 4 (4). Р. 549–569.

13. Ruger M., Gensior T.J., Herren C., von Walter M., Ocklenburg C., Marx R, Erli H.J. The removal of Al2O3 particles from gritblasted titanium implant surfaces: effects on biocompatibility, osseointegration and interface strength in vivo // Acta Biomaterialia. 2010. № 6 (7). Р. 2852–2861.

14. Thomas P., Summer B., Sander C.A., Przybilla B., Thom-as M., Naumann T. Intolerance of osteosynthesis material: evidence of dichromate contact allergy with concomitant oligoclonal Tcell infiltrate and TH1type cytokine expression in the periimplantar tissue // Allergy. 2000. № 55 (10). Р. 969–972.

15. Whittingham J.P.M., Dunstan E., Altaf H., Cannon S.R., Revell P.A., Briggs T.W. Immune responses in patients with metal on metal hip articulations a longterm follo- wup // Journal Arthroplasty. 2008. № 23 (8). Р. 1212–1218.

16. Sul Y.T., Johansson C., Wennerberg A., Cho L.R., Chang B.S., Albrektsson T. Optimum surface properties of oxidized im-plants for reinforcement of osseointegration: surface chemis-try, oxide thickness, porosity, roughness, and crystal struc-ture // International Journal Oral Maxillofac. Implants. 2005. № 20 (3). Р. 349–359.

17. Sul Y.T., Johansson C., Byon E., Albrektsson T. The bone re-sponse of oxidized bioactive and nonbioactive titanium im-plants // Biomaterials. 2005. № 26 (33). Р. 6720–6730.

18. Косяков А.Н., Розенберг О.А., Бондарь В.К., Гребенников К.А., Сохань С.В., Ульянчич Н.В. Биосо-вместимость материалов эндопротеза нового поколения при тотальном эндопротезировании тазобедренного сус-тава // Ортопедия, травматология и протезирование. Харьков. Украина. 2010. № 4. С. 105–115.

19. Thomas P. Allergic reactions to implant materials // Der Orthopade. 2003. № 32. Р. 60–64.

20. Goodman S.B. Wear particles, periprosthetic osteolysis and the immune system // Biomaterials. 2007. V. 28 (34). P. 5044–5048.

21. Luetzner J., Krummenauer F., Lengel A.M., Ziegler J., Witzleb W.С. Serum metal ion exposure after total knee arthroplasty. Clinical Orthopaedic Relation Research. 2007. № 461. Р. 136.

22. Mikulewicz M., Chojnacka K. Cytocompatibility of medical biomaterials containing nickel by osteoblasts: a systematic // Literature Review Biological Trace Element Research. 2011. № 142 (3). Р. 865–889.

23. Clemens Van Blitterswijk, Jan De Boer. Tissue Engineering (Электронная книга Google). Academic Press Series in Bi-omedical Engineering Academic Press. 2014.

24. Affatato S., Torrecillas R., Taddei P., Rocchi M., Fagnano C., Ciapetti G., Toni A. Advanced nanocomposite materials for orthopaedic applications. I. A longterm in vitro wear study of zirconia toughened alumina // Journal of Bio-medical Materials Research. Part B: Applied Biomaterials. 2006. Jul. № 78B (1). Р. 76–82.

25. Thomas P. Impaired fracture healing and eczema from tita-nium based osteosynthesis with corresponding T-cell hyperresponsiveness in vitro: A case of titanium hypersensi-tivity? // Contact Dermatitis. 2006. № 55. Р. 199–202.

26. Xianping S., Ling Wang, Depeng Kou, Xunyuan Jia, Xianglong Yang, Meng Zhang. Metal hypersensitivity in pa-tient with posterior lumbar spine fusion: a case report and its literature review // BMC Musculoskeletal Disorders. 2014. № 15. Р. 314.