Локальные реакции на имплантаты

Есть четыре основных локальных типа реакций тканей на введение имплантата. Они приведены в таблице. Необходимо, чтобы любой имплантат не вызывал развития токсичного действия, убивающего клетки окружающих тканей или высвобождающего химические соединения, которые могут мигрировать с кровью, лимфой и тканевыми жидкостями и вызывать системные повреждения (Black, 1984).

Типы локальных реакций, протекающих на границе ткань-имплантат

Одной из наиболее общих реакций окружающих тканей на имплантат является формирование вокруг него неприлипающей фиброзной капсулы. С точки зрения биологической целесообразности, фиброзная капсула образуется для отграничения или вытеснения чужеродного материала из организма. Эта реакция представляет собой защитный механизм, возникающий в результате развития воспалительного процесса (см. ниже). Металлы, за исключением благородных и капсульной группы, и большинство полимеров формируют выраженную стромальную капсулу (более 50 мкм). Биоинертные имплантаты, такие как оксидированые титан, тантал, алюминий или цирконий, также приводят к появлению соединительной ткани вокруг имплантата. Однако ее толщина не превышает 50 мкм. Всегда важно помнить, что толщина пограничного фиброзного слоя часто зависит от микродвижений и правильной подгонки имплантата на границе раздела материал/ткань (Thull, 1994; Bruijn, 1993). Более детально клеточно-молекулярные механизмы, которые вызывают развитие фиброзной капсулы, будут описаны позднее.

Третий тип пограничного отклика, указанного в таблице, наблюдается, когда связь образуется через границу раздела между имплантатом и тканью. Это зона называется «биоактивной» границей раздела. Пограничная связь предотвращает микродвижения между двумя материалами и имитирует структуру, которая образуется при восстановлении исходной ткани. Следует отметить, что этот тип реакции зависит от скорости электрохимических и биологических реакций и изменяется со временем, так как, подобно естественным тканям, система имплантант-ткань находится в состоянии динамического равновесия.

Четвертый тип реакций наблюдается тогда, когда скорость изменения биоактивной поверхности достаточно быстрая, материал «растворяется» или «резорбирует» и замещается окружающими тканями. Иными словами, резорбируемый биоматериал должен иметь состав, который может химически деградировать под действием крови, лимфы, тканевых жидкостей или легко перевариваться макрофагами и остеокластами. При этом продуктами деградации должны быть химические соединения, которые не токсичны и могут легко откладываться без ущерба в клетки. Например, это может быть естественный метаболит костной ткани - трикальциофосфат или коллаген (Миронов, 1991; Орловский и др. 2000; Li, 1994).


А.В. Карпов, В.П. Шахов
Системы внешней фиксации и регуляторные механизмы оптимальной биомеханики