Объект исследования. Нами были изучены гематологические и биохимические изменения у лабораторных животных после имплантации графта волластонит/ГАП (размер частиц от 200 до 1000 мкм). Порошок (графт) волластонита с гидроксиапатитом, предполагаемый для введения в полость операционной раны для маркировки краев, был получен с применением метода искрового плазменно-реактивного спекания. Метод основан на электроимпульсном спекании порошка Ca3(Si3O9) в смеси с реакционно-способными компонентами (CaO и CaHPO4ГАП). Спекание проводили на установке SPS-515S фирмы «Dr.Sinter*LAB™» (Япония) при температуре 1000 °С и скорости нагрева 100 °С/мин, времени выдержки 5 мин, приложенном давлении 22,3 МПа. В качестве исходных реагентов использовали коммерческие порошки CaHPO4 и CaO (Sigma-Aldrich, чистота 99,98%) с размером частиц 5 и 7 мкм [6][7].

Согласно ГОСТу ISO 10993-11 в качестве модели для исследования острой токсичности на животных нами были использованы кролики самки породы Новозеландский белый в количестве пять штук весом от двух с половиной до трех килограммов. В качестве контроля использовались показатели этих же животных, взятые до начала эксперимента. Проведение исследования одобрено Междисциплинарным комитетом по этике: протокол № 4 от 18 декабря 2023 г. При проведении эксперимента в мышцы спины (область широчайшей мышцы) под наркозом из комбинации препаратов Альфаксалон 6 мг/кг, дексмедетомидин 0,2 мг/кг и буторфанол 0,3 мг/кг пяти подопытным животным после рассечения кожи в сформированные мышечные карманы имплантировались 10 имплантатов (рисунок А) по одному имплантату (полиэтиленовая трубка диаметром 3 мм длиной 10 мм, заполненная волластонит/ГАП керамикой) в каждый карман справа и слева (рисунок В). Рана была ушита послойно. Имплантация была выполнена в соответствии с ГОСТ ISO 10993-6-2011 В.6.

Проводилось исследование клинических и биохимических показателей крови до эксперимента и на 5‑е сутки после имплантации. Исследования крови проводились на автоматическом гематологическом анализаторе Abacus Junior Vet фирмы Diatron Group, Венгрия. Были исследованы показатели: клинический анализ крови (подсчет лейкоцитов, эритроцитов, тромбоцитов, уровень гемоглобина, лейкоцитарная формула), биохимический состав крови (билирубин, щелочная фосфатаза, AST, ALT) и электролитный состав крови (уровень фосфора, магния, калия, кальция, натрия) согласно ГОСТ ISO 10993-6-2011 В.6.

По истечении пяти суток животные были выведены из эксперимента в соответствии с Европейской конвенцией о защите позвоночных животных, используемых для экспериментальных и иных научных целей (ETS 123) путем передозировки комбинации препаратов Альфаксалон 12 мг/кг, дексмедетомидин 0,5 мг/кг и буторфанол 0,6 мг/кг.

Статистическую обработку проводили с помощью пакета программы «Медицинская статистика». Все значения представлены как среднее арифметическое ± стандартная ошибка среднего (M ± m). С помощью t-критерия Стьюдента и Ньюмана – Кейлса были подвергнуты анализу данные по группам для множественных сравнений со степенью доверительной вероятности 95% и выше (p <  0,05) с целью выявления различий между опытными и контрольными группами данных.

Забор крови у животных производился до эксперимента и на 5‑е сутки после имплантации биокерамики волластонит/ГАП. Результаты исследования биохимических и гематологических показателей исследований крови размещены в таблицах 1 и 2. Как видно из таблицы 1, у животных основные показатели биохимии крови находились в пределах нормы. Из группы исследований выделяются следующие показатели: снижение общего белка крови 50,8 ± 1,64 г/л при нижней границе нормы 66 г/л и альбумина 34,44 ± 1,30 mmol/L при нижней границе нормы 34 mmol/L, что может быть объяснено самим фактом хирургического вмешательства. На верхней границе нормы находился уровень кальция 2,79 ± 0,09 при верхней границе нормы 2,8 ммоль/л, однако эти различия статистически не значимы.

Как видно из таблицы 2, у животных основные показатели клинических исследований крови на пятые сутки после имплантации находились в пределах нормы. Из группы исследований выделяется снижение уровня гемоглобина с 123 ± 6,62 до 117,4 ± 6,09 г/л при нижней границе нормы 115 г/л.

Как видно из таблицы 1, у животных основные гематологические показатели крови находились в пределах нормы, хотя отмечался ряд незначительных изменений. Из группы гематологических исследований можно выделить: снижение общего белка крови 50,8 ± 1,64 г/л и альбумина 34,44 ± 1,30 Mmol/L, что может быть объяснено самим фактом хирургического вмешательства и не противоречит данным других исследователей [8].

На верхней границе нормы находился уровень кальция 2,79 ± 0,09 при верхней границе нормы 2,8 ммоль/л, однако эти различия были статистически незначимы. Обзор литературы показывает, что наночастицы нерастворимых солей кальция при имплантации сами по себе не обладают присущей им токсичностью, но могут приводить к увеличению внутриклеточной концентрации кальция после эндосомального поглощения и лизосомальной деградации, что подтверждается другими исследователями [9].

Как видно из таблицы, у животных основные показатели клинических исследований крови на пятые сутки после имплантации находились в пределах нормы. Снижение уровня гемоглобина с 123,0 ± 6,62 до 117,4 ± 6,09 г/л может быть объяснено самим фактом хирургического вмешательства и частичной кровопотери [8].

В доступной литературе достаточно широко представлены публикации о минимальной токсичности имплантов, содержащих волластонит [10], благодаря чему силикаты стали основой для широкого спектра биокерамик, используемых в ортодонтии, травматологии [11]. Публикации, посвященные исследованию керамик, содержащих силикаты в сочетании с фосфатами кальция (апатитами), показали, что гематологическая, цитологическая и генетическая токсичность этих соединений минимальна [12]. Литературные данные не противоречат результатам проведенного исследования, и, как ожидалось, импланты из волластонит/гидроксиапатита, полученные методом темплатного синтеза, не обладали выраженной токсичностью, что делает перспективными для использования в хирургии.

Гематологические и биохимические показатели крови выявили отсутствие выраженной реакции на имплантацию графта (порошка) волластонит / гидроксиапатита, полученного методом темплатного синтеза в раннем послеоперационном периоде. Некоторое снижение общего белка крови и альбумина можно расценить как реакцию на сам факт хирургического вмешательства. Данный тип керамики является перспективным материалом для использования в качестве маркера краев послеоперационной раны.

Конфликт интересов: авторы декларируют отсутствие явных и потенциальных конфликтов интересов, связанных с публикацией настоящей статьи.

Источник финансирования: авторы заявляют о финансировании проведенного исследования из собственных средств.

Участие авторов:

Концепция исследования – АВИ

Сбор материала – ШОО

Постановка экспериментов – ПАА, АОА

Анализ данных – ПЕК, КЕП

Редактирование статьи – НВИ, СКВ