Russian veterinary journal Russian veterinary journal Российский ветеринарный журнал 2500-4379 95525 10.32416/2500-4379-2025-1-6-13 АКТУАЛЬНАЯ ТЕМА VITAL TOPIC АКТУАЛЬНАЯ ТЕМА Applied aspects of development of shape-memory implants for arthrodesis Прикладные аспекты разработки имплантатов с памятью формы для артродеза Анисимова Наталья Юрьевна Anisimova Natal'ya Yur'evna n.u.anisimova@gmail.com

доктор биологических наук;

doctor of sciences in biology;

 Корнюшенков Евгений Александрович Kornyushenkov Evgeniy Aleksandrovich evg-kornyushenkov@yandex.ru

кандидат биологических наук;

candidate of sciences in biology;

 Гаранин Дмитирий Валентинович Garanin Dmitiriy Valentinovich dmi-garanin@yandex.ru

кандидат биологических наук;

candidate of sciences in biology;

 Голуб Лев Валерьевич Golub Lev Valer'evich

кандидат биологических наук;

candidate of sciences in biology;

 Попандопуло Андрей Геннадиевич Popandopulo A G

доктор медицинских наук;

doctor of medical sciences;

 Турчин Виктор Васильевич Turchyn V V Качалина Полина Михайловна Kachalina P M Ковалева Полина Александровна Kovaleva Polina Aleksandrovna Черемных Анна Игоревна Cheremnykh A I Львов Владислав Александрович L'vov Vladislav Aleksandrovich

кандидат физико-математических наук;

candidate of physical and mathematical sciences;

 Киселевский Михаил Валентинович Kiselevskiy Mihail Valentinovich kisele@inbox.ru

доктор медицинских наук;

doctor of medical sciences;

 НИИ экспериментальной диагностики и терапии опухолей ФГБУ «Национального медицинского исследовательского центра онкологии им. Н.Н. Блохина» Минздрава России Москва Россия FBSI «N.N. Blokhin National Medical Research Center of Oncology» under the Ministry of Health of the Russian Federation Moscow Russian Federation НИТУ «МИСИС» Москва Россия NUST MISIS Moscow Russian Federation Клиника экспериментальной терапии НИИ клинической онкологии Федеральное государственное бюджетное учреждение «Национальный медицинский исследовательский центр онкологии им. Н.Н. Блохина» Минздрава России Москва Россия Clinic of Experimental Therapy by FBSI «N.N. Blokhin National Medical Research Center of Oncology» under the Ministry of Health of the Russian Federation Moscow Russian Federation Ветеринарная клиника «Биоконтроль» Москва Россия Veterinary clinic «Biocontrol» Moscow Russian Federation Анестезиологическое ветеринарное общество России – АНО ВИТАР Москва Россия Russian veterinary society of anesthesiologists «ANO VITAR» Moscow Russian Federation Ветеринарный онкологический научный центр «Биоконтроль» Москва Россия Veterinary Oncology Research Center «Biocontrol» Moscow Russian Federation Ветеринарная клиника «Биоконтроль» Москва Россия Veterinary clinic «Biocontrol» Moscow Russian Federation Ветеринарный онкологический научный центр «Биоконтроль» Москва Россия Veterinary Oncology Research Center «Biocontrol» Moscow Russian Federation Ветеринарный онкологический научный центр «Биоконтроль» Москва Россия Veterinary Oncology Research Center «Biocontrol» Moscow Russian Federation Институт неотложной и восстановительной хирургии им. В.К. Гусака Донецк Россия V.K. Gusak Institute of Urgent and Recovery Surgery Donetsk Russian Federation Институт неотложной и восстановительной хирургии им. В.К. Гусака Донецк Россия V.K. Gusak Institute of Urgent and Recovery Surgery Donetsk Russian Federation НИТУ «МИСИС» Москва Россия NUST MISIS Moscow Russian Federation НИТУ «МИСИС» Москва Россия NUST MISIS Moscow Russian Federation НИТУ «МИСИС» Москва Россия NUST MISIS Moscow Russian Federation НИТУ «МИСИС» Москва Россия NUST MISIS Moscow Russian Federation НИИ экспериментальной диагностики и терапии опухолей ФГБУ «Национальный медицинский исследовательский центр онкологии им. Н.Н. Блохина» Минздрава России Москва Россия FBSI «N.N. Blokhin National Medical Research Center of Oncology» under the Ministry of Health of the Russian Federation Moscow Russian Federation НИТУ «МИСИС» Москва Россия NUST MISIS Moscow Russian Federation 10 03 2025 10 03 2025 2025 1 6 13 26 02 2025 https://logospress.editorum.ru/en/nauka/article/95525/view

Разработка эффективных сложноконфигурированных конструкций для проведения артродеза суставов остается актуальной задачей современной медицины. Для создания такой конструкции предложено использовать биорезорбируемые композитные материалы с эффектом памяти формы на основе полилактида с гидроксиапатитом или диоксидом кремния. Было показано, что в отличие от чистого полилактида, такие материалы обладают улучшенными механическими свойствами, приближенными к характеристикам костной ткани. Они отвечают требованиям биосовместимости, стимулируют адгезию мультипотентных мезенхимальных стромальных клеток и их дифференцировку в остеогенном направлении in vitro. Описанные композитные материалы на основе полилактида перспективны для изготовления индивидуализированных и стандартизированных конструкций для артродеза методом 3D-печати. Ожидается, что эффект памяти формы материалов упростит установку конструкции, что в сочетании с ускоренной фиксацией в области дефекта обеспечит эффективность артродеза и восстановление опороспособности конечности.

Development of effective structures for joint arthrodesis remains an urgent task of modern medicine. To create such a structure, it is proposed to use bioresorbable composite materials based on polylactide with hydroxyapatite or silicon dioxide with a shape-memory effect. It was shown that such materials, in contrast to pure polylactide, have improved mechanical properties close to the characteristics of bone tissue. They are biocompatible, stimulate the adhesion of multipotent mesenchymal stromal cells and osteogenic differentiation in vitro. The composite materials based on polylactide are promising for the manufacture of customized and standardized constructs for arthrodesis using 3D-printing. It is expected that the shape-memory effect of the materials will simplify the installation of the construct, accelerate its fixation in bone defect ensuring the effectiveness of arthrodesis and recovery of the load-bearing capacity of the limb.

 биоинженерная конструкция полилактид артродез эффект памяти формы адгезия клеток bioengineering design polylactide arthrodesis shape memory effect cell adhesion

Mahendra, G. Necrotic and inflammatory changes in metal-on-metal resurfacing hip arthroplasties / G. Mahendra, H. Pandit, K. Kliskey, et al. // Acta Orthop. ‒ 2009. ‒ Vol. 80. ‒ No. 6. ‒ pp. 653-659. Mahendra, G. Necrotic and inflammatory changes in metal-on-metal resurfacing hip arthroplasties / G. Mahendra, H. Pandit, K. Kliskey, et al. // Acta Orthop. ‒ 2009. ‒ Vol. 80. ‒ No. 6. ‒ pp. 653-659. Pandit, H, Pseudotumours associ¬ated with metal-on-metal hip resurfacings / H. Pandit, S. Glyn-Jones, P. McLardy-Smith, et al. // Bone Joint Surg (Br). ‒ 2008. ‒ No. 90. ‒ pp. 847-851. Pandit, H, Pseudotumours associ¬ated with metal-on-metal hip resurfacings / H. Pandit, S. Glyn-Jones, P. McLardy-Smith, et al. // Bone Joint Surg (Br). ‒ 2008. ‒ No. 90. ‒ pp. 847-851. Sun, C.W.Y. Cancer-Causing Effects of Orthopaedic Metal Implants in Total Hip Arthroplasty / C.W.Y. Sun, L.C.M. Lau, J.P.Y. Cheung et al. // Cancers (Basel). ‒ 2024. ‒ No. 16(7). ‒ pp.1339. Sun, C.W.Y. Cancer-Causing Effects of Orthopaedic Metal Implants in Total Hip Arthroplasty / C.W.Y. Sun, L.C.M. Lau, J.P.Y. Cheung et al. // Cancers (Basel). ‒ 2024. ‒ No. 16(7). ‒ pp.1339. Keel, S.B. Orthopedic implant-related sarcoma: a study of twelve cases / S.B. Keel, K.A. Jaffe, G.P. Nielsen, A.E. Rosenberg // Modern Pathol. ‒ 2001. ‒ No. 14(10). ‒ pp. 969-977. doi: 10.1038/modpathol.3880420.] Keel, S.B. Orthopedic implant-related sarcoma: a study of twelve cases / S.B. Keel, K.A. Jaffe, G.P. Nielsen, A.E. Rosenberg // Modern Pathol. ‒ 2001. ‒ No. 14(10). ‒ pp. 969-977. doi: 10.1038/modpathol.3880420.] Keane, Tahmaseb G.C. An Update on Implant-Associated Malignancies and Their Biocompatibility / Tahmaseb G.C. Keane, A.M. Keane, J.A. Foppiani, T.M. Myckatyn // Int J Mol Sci. ‒ 2024. ‒ 25(9). ‒ pp. 4653. Keane, Tahmaseb G.C. An Update on Implant-Associated Malignancies and Their Biocompatibility / Tahmaseb G.C. Keane, A.M. Keane, J.A. Foppiani, T.M. Myckatyn // Int J Mol Sci. ‒ 2024. ‒ 25(9). ‒ pp. 4653. Анисимова, Н.Ю. Cтерильный деиммунизированный матрикс для замещения расширенных дефектов костной ткани / Н.Ю. Анисимова А.Н. Копылов, Е.А. Корнюшенков, Д.Е. Митрушкин, А.В. Максимкин, Е.А. Сушенцов, М.В. Киселевский // Cаркомы костей, мягких тканей и опухоли кожи. ‒ 2013. ‒ № 2. – С. 49-54. Anisimova, N.Yu. Cteril'nyy deimmunizirovannyy matriks dlya zamescheniya rasshirennyh defektov kostnoy tkani / N.Yu. Anisimova A.N. Kopylov, E.A. Kornyushenkov, D.E. Mitrushkin, A.V. Maksimkin, E.A. Sushencov, M.V. Kiselevskiy // Carkomy kostey, myagkih tkaney i opuholi kozhi. ‒ 2013. ‒ № 2. – S. 49-54. Juutilainen, T. Arthrodesis in Rheumatoid Arthritis using Absorbable Screws and Rods / T Juutilainen, H. Pätiälä // Scandinavian Journal of Rheumatology. ‒ 1995. ‒ No. 24(4). ‒ pp.228-233. Juutilainen, T. Arthrodesis in Rheumatoid Arthritis using Absorbable Screws and Rods / T Juutilainen, H. Pätiälä // Scandinavian Journal of Rheumatology. ‒ 1995. ‒ No. 24(4). ‒ pp.228-233. Choudhary, R. Mechanical, Structural, and Biological Characteristics of Polylactide / Wollastonite 3D Printed Scaffolds / R. Choudhary, I. Bulygina, V. Lvov, et al. // Polymers. ‒ 2022. ‒ No. 14. ‒ pp.3932. Choudhary, R. Mechanical, Structural, and Biological Characteristics of Polylactide / Wollastonite 3D Printed Scaffolds / R. Choudhary, I. Bulygina, V. Lvov, et al. // Polymers. ‒ 2022. ‒ No. 14. ‒ pp.3932. Zimina, A. Biocompatibility and Physico-Chemical Properties of Highly Porous PLA/HA Scaffolds for Bone Reconstruction / A. Zimina, F. Senatov, R. Choudhary, et al. // Polymers (Basel). ‒ 2020 Dec. ‒ Vol. 9. ‒ No. 12(12). ‒ pp. 2938. Zimina, A. Biocompatibility and Physico-Chemical Properties of Highly Porous PLA/HA Scaffolds for Bone Reconstruction / A. Zimina, F. Senatov, R. Choudhary, et al. // Polymers (Basel). ‒ 2020 Dec. ‒ Vol. 9. ‒ No. 12(12). ‒ pp. 2938. Lazennec, J.Y, Evaluation of the 96/4 PLDLLA polymer resorbable lumbar interbody cage in a long term animal model / J.Y. Lazennec, A. Madi, M.A. Rousseau, B. Roger, G. Saillant // Eur Spine J. ‒ 2006 Oct. ‒ No. 15(10). ‒ pp. 1545-53. doi: 10.1007/s00586-006-0145-5. Epub 2006 May 31. PMID: 16736199. Lazennec, J.Y, Evaluation of the 96/4 PLDLLA polymer resorbable lumbar interbody cage in a long term animal model / J.Y. Lazennec, A. Madi, M.A. Rousseau, B. Roger, G. Saillant // Eur Spine J. ‒ 2006 Oct. ‒ No. 15(10). ‒ pp. 1545-53. doi: 10.1007/s00586-006-0145-5. Epub 2006 May 31. PMID: 16736199.