W pracy przedstawiono analizę ilościową wybranych parametrów morfologicznych krwi po jej czasowym kontakcie z materiałem węglowym LTI. Na podstawie uzyskanych wyników nie stwierdzono zmian w wartościach parametrów układu czerwonokrwinkowego, natomiast zaobserwowano zmiany w wartościach parametrów układu białokrwinkowego i płytkowego. Zaobserwowane zmiany w wartościach parametrów morfologicznych nie przekraczają zakresu wartości referencyjnych dla tych wskaźników.
EN
A quantitative analysis of selected morphological parameters of blood after its temporal contact with LTI carbon material was presented in the study. The obtained results indicate that the values of parameters of erythrocyte system did not change, while the values of parameters of leukocyte and platelet systems were altered. The changes in the values of parameters did not exceed the range of referential values for these indexes.
Urazy chrząstki stawowej stanowią trudny problem terapeutyczny. Poznanie budowy oraz fizjologii chrząstki pozwala zrozumieć jej funkcję oraz patomechanizm odpowiedzialny za jej niszczenie w przebiegu urazów, chorób zwyrodnieniowych oraz chorób autoimmunologicznych. Aktualnie badania nad gojeniem uszkodzeń chrząstki stawowej koncentrują się na inżynierii tkankowe, modyfikacji metod chirurgicznych oraz wykorzystaniu biomateriałów. Badania pilotażowe przeprowadzone w Zakładzie Chirurgii Eksperymentalnej i Badania Biomateriałów miały na celu sprawdzenie możliwości odbudowy uszkodzonej chrząstki stawowej z zastosowaniem autoprzeszczepu wiór chrzęstno-kostnych i dwuwarstwowej błony kolagenowej. Wstępne badania w 8 i 10 tygodniu nad autoprzeszczepem wiór chrzęstno-kostnych wykazywały przewagę procesów regeneracyjnych nad reparacyjnymi.
EN
Articular cartilage injuries are a difficult therapeutic problem. Acquiring the knowledge of the structure and physiology of cartilage is a key to understanding its function and the pathogenesis responsible for its destruction in the course of injury, degenerative diseases and autoimmune disorders. Currently, research on the articular cartilage healing focus on tissue engineering, modification of surgical methods and the use of biomaterials. Pilot studies conducted at the Department of Experimental Surgery and Biomaterials Research aimed to explore the possibilities of rebuilding the damaged cartilage using autograft cartilage-bone chips and double-layer collagen membrane. Preliminary studies in 8 and 10 week of observation showed superiority over reparative regenerative processes.
Badania przeprowadzono pod kątem oceny właściwości fizykochemicznych, biozgodności i cytotoksyczności cementów wapniowofosforanowych do iniekcyjnego wypełniania ubytków kości w zastosowaniach medycznych. Wszystkie otrzymane cementy zostały porównane w niektórych zakresach: czasu wiązania, wytrzymałości na ściskanie, zarabialności, podatności na iniekcję i integralności w środowisku symulującym płyn fizjologiczny (SBF). Oceniono cytotoksyczność cementów w bezpośrednim kontakcie z niektórymi fibroblastami mysimi 3T3 Balb/C, przy czym udowodniono, że można poprawić ich właściwości przez modyfikację składów i otrzymać iniekcyjne, biozgodne cementy odpowiednie do zastosowań klinicznych.
EN
The aim of the research was to evaluate of physicochemical properties and biocompatibility of the obtained calcium phosphate cements, intended for filling bone defects in surgery by means of injection. All obtained cements were compared in terms of the setting time, compressive strength, handling properties, injectability and integrity in SBF. Analysis of cytotoxicity of cements in immediate contact with 3T3 Balb/C mouse fibroblasts has been performed. It was demonstrated that it can improve the properties of calcium phosphate cement by modification its compositions to obtain injectable, biocompatible cements suitable for the clinical use.
Celem badań była ocena biologiczna zmodyfikowanych cementów opartych na fosforanie wapnia, w formie litych walców, przeznaczonych do uzupełniania ubytków kości. Badaniu poddano trzy rodzaje materiałów, oznaczonych roboczo symbolami B, H i K-0,25 alg, o następujących składach komponentów proszkowych: B - αTCP, DCP, DCPD; H - αTCP, HA; K-0,25 alg - αTCP, βTCP, DCPD, alginian sodu. Przeprowadzono badania cytotoksyczności oraz odczynu tkanki kostnej na obecność tych materiałów. Okres obserwacji po wszczepieniu kompozytów w formie litych walców do krętarzy kości udowej królików wynosił 1, 2 i 3 miesiące. W badaniach histologicznych stwierdzono, że w bezpośrednim sąsiedztwie implantów, do 2 miesiąca po wszczepieniu, obecna była faza wysiękowa. Wszczepy otaczało pasmo tkanki łącznej i kostnej częściowo wnikającej w strukturę implantu. W 3 miesiącu obserwacji ulegające częściowej defragmentacji cementy otaczała splotowata i blaszkowata tkanka kostna z wyspami tkanki łącznej. Implanty ulegały stopniowej resorpcji od strony brzeżnej. Przeprowadzone badania mikroskopowe wykazały, że resorpcja cementu i procesy regeneracyjne tkanki kostnej były intensywniejsze w przypadku cementu zawierającego alginian sodu w porównaniu do cementów nie zawierających alginianu.
EN
The aim of the study was to evaluate biological properties of modified calcium phosphate cements in the form of solid cylinders used to fill bone loss. Three kinds of materials denominated as B, H and K-0.25 alg composed of powder components: B - αTCP, DCP, DCPD; H - αTCP, HA; K-0.25 alg - αTCP, βTCP, DCPD, sodium alginate, were investigated. Cytotoxicity and bone tissue reaction to the presence of the materials was evaluated. The follow up period after implantation of the composites in the form of solid cylinders to the rabbit trochanter was 1, 2 and 3 months. Histological examinations revealed the presence of exudative phase in the immediate surrounding of the implants up to 2 months after implantation. The implants were surrounded by a layer of connective and bone tissue partly penetrating the structure of the implant. In the 3rd month of observation, partly defragmented cements were surrounded by plexiform and lamellar bone tissue which contained islets of connective tissue. The implants were undergoing gradual resorption on the marginal side. Microscopic examinations revealed that resorption of the material and regenerative processes in the bone tissue were most intense in the case of cement with sodium alginate in comparison to those not containing sodium alginate.
Nieregularne ubytki kości, zwłaszcza umiejscowione w głębi kości, są trudne do uzupełnienia materiałami litymi bez usunięcia zdrowej tkanki ponad ubytkiem. Odpowiednim materiałem mogłaby być resorbowalna ceramika w postaci płynnej. W tym celu opracowano w Instytucie Szkła i Ceramiki (ISiC) trzy postacie cementów wapniowo-fosforanowych mogących być wszczepianymi iniekcyjnie. Komponenty proszkowe tych cementów zawierały α-TCP i/lub β-TCP i/lub DCP i/lub DCPD i/lub i/lub HA i/lub alginian sodu. Proszki zarabiane roztworami wodnymi 12% wag. bursztynianu sodu lub 1-3% wag. Na2HPO4 miały półpłynną postać, możliwą do implantacji metodą iniekcji za pomocą strzykawki lekarskiej i igły iniekcyjnej do wytworzonych ubytków w kości udowej królików. Okres obserwacji wynosił 1, 2 i 3 miesiące. W badaniach histologicznych obserwowano w pierwszym miesiącu po wszczepieniu obecność fazy wysiękowej w tkance bezpośrednio przylegającej do wszczepu, która ustępowała w drugim miesiącu po wszczepieniu. Ulegające biodegradacji cementy otoczone były cienkimi pasmami włóknistej tkanki łącznej oraz tkanki kostnej splotowatej, które wnikały w strukturę wszczepu. W 3 miesiącu częściowo zresorbowane i pofragmentowane wszczepy otaczała i przerastała głównie splotowata i blaszkowata tkanka kostna z wyspami tkanki łącznej. Najszybciej procesy resorbcji wszczepu i regeneracji kości przebiegały po wszczepieniu cementu zawierającego alginian sodu. Badania eksperymentalne wykazały, że wszystkie trzy rodzaje cementów wapniowo-fosforanowych są biozgodne, wykazują cechy osteoindukcji i osteokondukcji. Ich płynna forma umożliwia łatwe i szczelne wypełnianie nieregularnych lub głęboko w kości położonych ubytków.
EN
Irregular bone loss, especially situated deeply inside the bone, cannot be easily filled with solid materials without removal of healthy bone tissue from above the loss. Thus resorbable liquid ceramic material could be a good alternative. For this reason, three forms of injectable calcium phosphate cements have been developed at the Institute of Glass and Ceramics (ISiC). Powder components of the cements contained α-TCP and/or β-TCP and/or DCP and/or DCPD and/or HA and/or sodium alginate. The powders, mixed with aqueous solutions of 12 wt.% sodium succinate or 1-3 wt.% Na2HPO4, had a semi-liquid form that could be applied by means of injection with a medical syringe and an injection needle to the site of bone loss in the rabbits' femur. The follow up period was 1, 2 and 3 months, Histological examinations one month after the injection revealed the presence of exudates in the tissue adjoining the implant, which disappeared two months after the injection. Undergoing biodegradation cements were surrounded by a thin layer of fibrous tissue and plexiform bone tissue, which penetrated the structure of the implant. In the third month, partly resorbed and fragmented implants were surrounded and overgrown mainly with plexiform and lamellar bone tissue with islands of connective tissue. The processes of implant resorption and bone regeneration were the quickest in the case of cement containing sodium alginate. The experimental studies have shown that all three kinds of calcium phosphate cement are biocompatible and reveal features of osteoinduction and osteoconduction. The liquid form enables easy and tight filling of irregular or deep-seated bone loss.
W pracy przedstawiono ocenę działania hemolitycznego i hemostatycznego matryc żelatynowo-alginianowych oraz matryc sieciowanych mleczanem wapnia po czasowym kontakcie z krwią w badaniach in vitro. Na podstawie uzyskanych wyników badań stwierdzono, że matryce nie wywołują istotnych zmian w wartościach odsetka hemolizy i stężenie hemoglobiny osoczowej. Powodują aktywację układu krzepnięcia, skrócenie czasu rekalcynacji krwi i wydłużenie APTT. Wartości pomiarowe mieszczą się w zakresie wartości referencyjnych oznaczonych parametrów.
EN
The paper presents an evaluation of hemolytic and hemostatic activity of gelatin-alginate matrixes and cross-linking of the matrix with calcium ions after contact with human blood in vitro studies. In view of the results in has been reported that a matrix does not cause important quantitative changes in the percentage of hemolysis and free hemoglobin concentration. In the plasma coagulation system evaluation blood recalcyfication time was shortened and activated partial thromboplastin time (APTT) was prolonged. That suggested that coagulation processes were activated.
Praca przedstawia wyniki badań cementów wapniowofosforanowych otrzymanych z komponentu o składzie alfaTCP-DCPD i płynów do jego zarabiania w postaci wody lub wodnych roztworów polimerów naturalnych lub innych substancji organicznych. Określono właściwości fizyczne cementów jak czas wiązania, wytrzymałość na ściskanie, jak i oceniono ich zarabialność, podatność na iniekcję i integralność w SBF. Przeprowadzono badania cytotoksyczności w bezpośrednim kontakcie z fibroblastami mysimi. Wykazano istotny wpływ płynów na właściwości fizyczne i biozgodność otrzymanych cementów.
EN
The paper presents results of research on calcium-phosphate cements obtained from alphaTCP-DCPD component and liquids used in cement mixing, such as water or aqueous solutions of natural polymers or other organic substances. Physical properties of cements such as: setting time, compressive strength have been determined and also their workability, injectability and integrity in SBF. Analysis of cytotoxicity in immediate contact with mouse fibroblasts has been performed. It was demonstrated that liquids significantly affect physical properties and biocompatibility of the obtained cements.
Obecnie trwają intensywne prace mające na celu udoskonalenie nośników miejscowej antybiotykoterapii w przewlekłym zapaleniu kości. Poszukiwane są materiały, które oprócz roli miejscowego dostarczyciela antybiotyku będą również spełniały funkcję podporową i uzupełniały powstałe w trakcie trwania procesu chorobowego ubytki kości. W pracy zostały przedstawione wyniki badań cytotoksyczności kompozytu porowatej ceramiki korundowej z poli(alkoholem winylu) (PAW) i Wankomycyną. W przeprowadzonych badaniach porównywano oddziaływanie kompozytu ceramiki korundowej z PAW i Wankomycyną na fibroblasty mysie 3T3 Balb/C, z oddziaływaniem kompozytu nie zawierającego antybiotyku oraz z hodowlą macierzystą. Na podstawie przeprowadzonych badań można stwierdzić, że badany kompozyt nie wywołuje działania cytotoksycznego i warto podjąć badania na zwierzętach, celem oceny wpływu tych kompozytów na reakcję miejscową tkanek po implantacji.
EN
The main target of the present intensive work is to improve the drug carriers for local antibiotic therapy in the chronic bone inflammation. The sought after materials should present not only the function of local antibiotic supplier but also should play the scaffold role for the new bone formation. In this work we present the results of cytotoxicity evaluation of polyvinyl alcohol porous composite corundum ceramic containing wankomycine. During this assessment we compared the influence of polyvinyl alcohol porous composite corundum ceramic with wankomycine on mouse fibroblasts 3T3 Balb/C, with the influence of the same composite material without antibiotics and with matrix culture. On the basis of our investigation we can stated that the composite under study do not cause the cytotoxicity effects, and as such could be the subject of the further assessment on live animals to evaluate of the local tissue reaction after implantation of those materials.