Разработка, получение и исследование керамических антимикробных композитов и модели деструктивного остеомиелитического процесса по теме: РАЗРАБОТКА И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ АПРОБАЦИЯ ИМПЛАНТИРУЕМОГО ОСТЕОИНДУКТИВНОГО АНТИМИКРОБНОГО КОМПОЗИТА НА ОСНОВЕ ФОСФАТНО-СИЛИКАТНОЙ БИОКЕРАМИКИ (промежуточный, этап 1)

Объектом исследования являются сферические гранулы на основе гидроксиапатита, волластонита, желатина, а также оксида цинка. Цель работы – разработка, получение и исследование керамических антимикробных композитов и модели деструктивного остеомиелитического процесса. Методология работы. Проведен эксперимент по синтезу гранулированных материалов из композитных порошков, содержащих гидроксиапатит, волластонит и оксид цинка, выполнялось динамическое in vitro исследование резорбции гранул различного состава в Трис-буфере, оценивались антибактериальные свойства материалов, а также проведено моделирование деструктивного остеомиелитического процесса у лабораторных животных (кроликов). Выполнена серия экспериментов по синтезу композитных гранул, содержащих биосовместимые компоненты (фосфат кальция - гидроксиапатит, силикат кальция – волластонит и оксид цинка до 25 масс.%. Установлено, что гранулы имеют полидисперсный состав (преобладает фракция с диаметром 0.5 - 1 мм), открытую пористость порядка 40 - 60 %, истинную плотность более 2.3 г/см3. Составлены лабораторный регламент изготовления пористых сферических композитных гранул и программа исследований сферических пористых композитных гранул. В результате in vitro исследования динамики резорбции гранул в Трис-буфере установлено, что материалы постепенно деградируют в водном растворе. При этом растворяются все компоненты гранул и обеспечивается длительное монотонное выделение в окружающую среду ионов цинка. Исследование антимикробного эффекта ионов цинка in vitro показало, что угнетающее влияние проявляется при воздействии и на грамположительные и на грамотрицательные культуры патогенов. Выраженный антимикробный эффект (сливной лизис) водных растворов цинка при капельном нанесении на твердую культуральную среду достигается при концентрации не менее 20 ммоль/л хлорида цинка. В жидкой культуральной среде отсутствие роста патогенов фиксировалось на чашках с опытным раствором при концентрации 5 и более мМ ZnCl2. В результате исследования минимальной антибактериальной активности было установлено, что антимикробный препарат 20мМ ZnCl2 ингибирует рост патогенов в разведении 1:2, 1:4 и 1:8. При качественном исследовании антибактериального эффекта оксида цинка диско-диффузным методом обнаружены задержка и частичное подавление роста патогенов при дисках, содержащих не менее 10 мас% ZnO. Результатом экспериментального раздела исследования, выполненного на лабораторных животных (кроликах породы «Новозеландский белый кролик» генетики HYCOLE) явилось клинически, лабораторно и инструментально подтвержденное получение острого и хронического инфекционного процесса в костной ткани (деструктивной формы острого и хронического остеомиелита), что является основой для проведения следующего этапа исследования эффективности антибактериального механизма перегрузки цинком in vivo. Значение полученных научных результатов исследования для практики подтверждается тем, что: 1). Определены перспективы практического использования, разработанного фосфат-силикатного биокомпозита с антибактериальным эффектом. 2). Создана оригинальная модель деструктивного остеомиелитического процесса, позволяющая изучить особенности распространения инфекции, местные и общие реакции организма, разработать комплекс хирургических мероприятий, применяемых для санации очага инфекции, органотипического восстановления костной ткани и ценить полноту антибактериального и остекондуктивного эффекта.