асп. Карпов С.В.1, д.в.н. Анников В.В.1, к.т.н. Родионов
И.В.2
1Саратовский
государственный аграрный университет им. Н.И. Вавилова
2Саратовский государственный технический университет
Статья подготовлена при
поддержке гранта Президента РФ
МК-1799.2011.8.
Антисептические свойства оксидированных остеофиксаторов, обогащенных ионами меди и серебра
В последние годы потребность в
травматологических операциях животных
возрастает в связи с ростом числа случаев их
травматизма в больших городах, связанного со слабой резистентностью организма в
постоянно ухудшающихся условиях внешней среды, а также в случаях жестокого
обращения с ними. Переломы трубчатых
костей у животных и связанные с ними осложнения (остеомиелиты, расшатывание
остеофиксаторов при хирургическом вмешательстве, нагноение раневого канала,
активизация вторичной микрофлоры) являются одной из актуальных проблем в
ветеринарной травматологии.
В настоящее время большое
внимание уделяется методу внешней фиксации при остеосинтезе фрагментов костей с
помощью стержневых остеофиксаторов.
Особенно перспективными
являются остеофиксаторы с термооксидным биосовместимым покрытием, формируемым в
кислородосодержащих газовых средах и обладающим повышенными остеоинтеграционными свойствами [1].
Разработана технология
изготовления таких термооксидированных стержневых фиксаторов, которая
отличается простотой реализации и высокими технико-экономическими показателями
[2]. Известна методика электрохимического катодного внедрения бактерицидных
микрочастиц лантана, серебра и меди в поверхность термооксидного покрытия для
придания ей противомикробной активности с целью безопасного и ускоренного
приживления остеофиксаторов [3]. Однако представляется не до конца выясненным
вопрос о биофизикохимическом действии ионов меди и серебра в составе
оксидированных остеофиксаторов на представителей гноеродной микрофлоры,
вызывающих различные послеоперационные осложнения. Исходя из этого была
поставлена цель – изучить антисептические
свойства термооксидированных остеофиксаторов, обогащенных ионами меди и серебра
in vitro, по способности
задерживать рост микроорганизмов.
Опытные остеофиксаторы
представляли винтовые стержни из биотолерантной нержавеющей стали 12Х18Н9Т
(ГОСТ 5632-72). Стержни изготавливались путем токарной обработки и
подвергались пескоструйной обдувке поверхности для удаления загрязняющих слоев
и ее химической активации. Последующая термическая обработка проводилась в
лабораторной электропечи сопротивления с применением способа воздушно-термического
оксидирования при температуре 5000С и продолжительности 0,5 ч [2].
После этого в поверхность опытных оксидированных стержневых образцов были
внедрены микрочастицы меди и серебра с использованием метода катодного
внедрения.
Химический состав катодно-модифицированных
воздушно-термических оксидных покрытий определялся на установке лазерного
эмиссионного микроспектрального анализа «Спектр-2000». Наличие меди и серебра
как элементов с бактерицидной активностью в составе термооксидного покрытия было
определено по спектральным линиям, характерным для этих химических элементов. Причем на всех исследуемых участках оксидного
покрытия медь и серебро присутствовали примерно в одинаковых микроколичествах.
Исследование бактерицидных свойств
остеофиксаторов проводили на клинических штаммах P. vulgaris, P. aeruginosa, E. coli, S. aureus, S. epidermidis, Haemophilus spp.,
выделенных от животных с гнойными процессами. Тест-штаммы засевали газоном на
соответствующие питательные среды: для культивирования P. vulgaris
и E. coli применяли среду Эндо, для P. aeruginosa, S. aureus, S. epidermidis – мясопептонный агар,
для Haemophilus spp. использовали кровяной
агар. Посевы подсушивали в течение нескольких минут, затем осторожно, соблюдая
правила асептики, на поверхности питательной среды размещали стерильные
термооксидированные остеофиксаторы с ионами серебра, меди и без них.
Дополнительно осуществляли контроль стерильности тестируемых остеофиксаторов.
Чашки инкубировали в термостате при температуре 37°С в течение 24 часов.
Результаты учитывали, измеряя линейкой величину зоны задержки роста
микроорганизмов вокруг остеофиксаторов.
В ходе экспериментальных исследований было
установлено, что наибольшей бактерицидной активностью обладали остеофиксаторы с
ионами серебра. Данные остеофиксаторы наиболее сильно угнетали рост гемофильных
палочек, протея и золотистого
стафилококка. При этом величина зоны задержки роста микроорганизмов вокруг
серебросодержащих термооксидированных остеофиксаторов соответственно составляла
18,7, 14,7 и 11,3 мм и в меньшей степени эпидермального стафилококка (9,7мм) и
кишечной палочки (5,7мм). Остеофиксаторы, модифицированные ионами меди,
оказывали бактериостатическое действие на золотистый и эпидермальный
стафилококки (величина зоны задержки роста 17,7 и 14,3 мм соответственно),
меньшее действие оказывали на кишечную палочку (7,3 мм).
В результате проведенных лабораторных
исследований были выявлены антисептические свойства оксидированных
остеофиксаторов, обогащенных ионами меди и серебра, проявляющиеся в способности задерживать рост микроорганизмов
in vitro.
1. Родионов И.В., Бутовский К.Г., Анников В.В., Хапрова Т.С., Фролова О.Н.
Биоинтеграционные качества термооксидных покрытий чрескостных стержневых
металлофиксаторов при клинических испытаниях // Наукоемкие технологии. №8. Т.9,
2008. С. 57-66.
2. Родионов И.В. Термооксидные покрытия
остеофиксаторов из стали 12Х18Н9Т, полученные
воздушно-термическим оксидированием // Инженерная физика. №6, 2008. С. 56-64.
3. Журба Г.В.,
Родионов И.В., Серянов Ю.В. Исследование катодного внедрения лантана в
термооксидные покрытия остеофиксаторов из стали 12Х18Н9Т нестационарным
гальваностатическим методом // Известия вузов. Химия и химическая технология.
Т.53. №1, 2010. С. 37-41.