Топольницкий Евгений Богданович, д-р мед. наук, доцент
Томск
Evgeniy B. Topolnitskiy, Dr. Sci. (Med.), Associate Professor
Tomsk
Шефер Николай Анатольевич, д-р мед. наук
Томск
Nikolay A. Shefer, Dr. Sci. (Med.)
Tomsk
Марченко Екатерина Сергеевна, д-р физ.-мат. наук, доцент
Томск
Ekaterina S. Marchenko, Dr. Sci. (Phys.-Math.), Associate Professor
Tomsk
Фомина Татьяна Ивановна, канд. мед. наук
Томск
Tatyana I. Fomina, Cand. Sci. (Med.)
Tomsk
Гарин Александр Сергеевич
Томск
Aleksandr S. Garin
Tomsk
Введение. Повреждения скелетных мышц различной локализации остаются актуальной клинической проблемой, требующей разработки биосовместимых имплантов, обеспечивающих полноценную регенерацию и восстановление функции мышечной ткани.
Цель исследования. Оценка безопасности и эффективности применения трикотажного никелида титана после имплантации в поперечнополосатую мышечную ткань на in vivo модели механического воздействия.
Материал и методы. Исследование выполнено на 30 крысах Wistar массой 400–500 г возрастом 70–90 сут. Апробировали опытный образец имплантационного материала в виде трикотажно-вязаной ленты, выполненной из сверхэластичной TiNi проволоки марки ТН-10. Животных распределяли по группам: группа «А» (n = 10) — металлотрикотаж в виде вязаной ленты из низкомодульной сверхэластичной никелид-титановой (TiNi) проволоки диаметром 40 мкм имплантировали в зону окончатого дефекта мышцы передней брюшной стенки; группа «Б» (n = 10) — имплантация образца в зону рассеченной париетальной брюшины под левым куполом диафрагмы; группа «В» (n = 10) — имплантация образца под мышцы передней поверхности шеи. Лабораторных животных выводили из эксперимента на 14, 30, 60 и 90 сут после имплантации металлотрикотажа. Биоинтерфейс металлотрикотажа и скелетной мышечной ткани оценивали на основе гистологического исследования и сканирующей электронной микроскопии в условиях хронического эксперимента на лабораторных животных. Исследования проведены с использованием микроскопа Axio Lab.A1, видеокамеры AxioCamERc 5s и программного обеспечения AxioVision Rel. 4.8.
Результаты. На 14 сут в зоне имплантации во всех группах выявлено появление тонкого слоя вновь образованной соединительной ткани. На 30, 60 и 90 сут эксперимента в исследуемых группах наблюдали тенденцию к более плотному врастанию коллагеновых волокон с формированием пучков вокруг TiNi проволоки. На 60 сут зафиксировано формирование мышечных почек и волокон. На 90 сут в зоне имплантации определялся зрелый тканевой регенерат, включающий мышечные волокна и металлотрикотаж, между которыми были расположены фиброциты, фибробласты, пучки коллагеновых волокон и кровеносные сосуды.
Выводы. Металлотрикотаж из TiNi проволоки безопасен, биосовместим и способствует репаративной регенерации скелетной мышечной ткани в различных биомеханических условиях. Материал перспективен для хирургического лечения дефектов скелетной мышечной ткани и требует дальнейших клинических исследований.
Introduction. Injuries to skeletal muscles at various sites remain a pressing clinical problem, necessitating the development of biocompatible implants that enable full regeneration and functional restoration of muscle tissue.
Objective. Assessment of the safety and efficacy of a knitted nickel–titanium fabric following its implantation into striated muscle tissue in an in vivo model of mechanical loading.
Materials and methods. The study was performed on 30 Wistar rats weighing 400–500 g aged 70–90 days. An implantable material made from a low-modulus superelastic TiNi wire with a diameter of 40 μm, grade TN-10, was tested. An experimental specimen was prepared in the form of a warp-knitted tape. The animals were divided into the following groups. In group “A” (n = 10), the material under test was implanted into the area of a fenestrated defect of the anterior abdominal wall muscle. In group “B” (n = 10), the material was implanted into the area of the dissected parietal peritoneum under the left dome of the diaphragm. In group “C” (n = 10), the material was implanted under the muscles of the anterior neck surface. The laboratory animals were withdrawn from the experiment following 14, 30, 60, and 90 days after implantation of the metal-knit fabric. The biointerface between the metal-knit fabric and skeletal muscle tissue was assessed based on histological examination and scanning electron microscopy in the setting of a long-term experiment on laboratory animals. The research was conducted using an Axio Lab.A1 microscope, an AxioCam ERc 5s camera, and the AxioVision Rel. 4.8 software.
Results. Across all test groups, on day 14 post-implantation, a thin layer of newly formed connective tissue in the implantation area was observed. On days 30, 60, and 90 of the experiment, a trend toward denser ingrowth of collagen fibers was noted, with the formation of bundles around the NiTi wire. The formation of muscle buds and fibers was recorded on day 60. By day 90, a mature tissue regenerate in the implantation zone had been identified. This regenerate consisted of muscle fibers and the metal-knit fabric, between which fibrocytes, fibroblasts, bundles of collagen fibers, and blood vessels were located.
Conclusions. The NiTi wire-based metal-knit fabric is a safe, biocompatible material, which promotes the reparative regeneration of skeletal muscle tissue under various biomechanical conditions. This material holds promise for the surgical treatment of skeletal muscle tissue defects, thus deserving further clinical studies.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.