Preclinical evaluation of the effectiveness of intramedullary biocomposite bone grafting in the early period after implantation of cementless femoral component of hip arthroplasty in laboratory rats

The early morphological features of osseointegration of the stem of cementless total hip replacement were studied in laboratory rats against the background of intramedullary biocomposite bone grafting. The biocomposite consisted of bone matrix extracted from the bone mar-row canal and previously prepared rat plasma enriched with soluble platelet factors in a ratio of 9:1. In the control group, the implantation of the stem of cementless total hip replacement was performed in the traditional way without the use of bone-plastic biocomposite. Statistically significant morphological parameters indicating optimization of osseointegration when using the bone-plastic biocomposite were established: a smaller area of the bone marrow canal damage zone on the 14th day (p˂0,001), a smaller area of granulation tissue on the 7th (p˂0,001) and 14th days (p˂0,001) and higher areas of forming bone tissue along the periphery of the implant on the 7th (p˂0,001) and 14th days (p˂0,001) of the experiment. The obtained data can serve as an experimental justification for introducing a new method of cementless hip arthroplasty into clinical practice.

1. Angelis, N. Lateral Ridge Augmentation Using an Equine Flex Bone Block Infused with Recombinant Human Platelet-Derived Growth Factor BB: A Clinical and Histologic Study / N. Angelis, M. Scivetti // Int. J. Periodontics. Restorative Dent. – 2011. Vol. 31(4). – P. 383-388.

2. Carlson, S.W. Not all cementless femoral stems are created equal but the results may be comparable. / S.W. Carlson, S.S. Liu, J.J. Callaghan // Bone Joint J. – 2017. – Vol. 99. – P.14-17.

3. Zhu, G. Advances in implant surface modifications to improve osseointegration / G. Zhu, G. Wang, J.J. Li // Mater. Adv. – 2021. – Vol. 2. – P. 6901-6927.

4. Руцкий, А.В. Аспекты остеоинтеграции бедренного компонента эндопротеза тазобедренного сустава усиленной бесцементной фиксации / А.В. Руцкий, А.П. Маслов // Инновационные технологии в медицине. – 2013. – Т. 1, № 01. – С. 63-72.

5. Новые виды материалов для костной пластики в свете современных представлений о костных трансплантатах / И.А. Кирилова [и др.] // Хирургия позвоночника. – 2007. – № 2. – С. 66-70.

6. Пятилетние результаты применения керамических и керамополиэтиленовых пар трения при эндопротезировании тазобедренного сустава / В.Ю. Мурылев [и др.] // Травматология и ортопедия России. – 2017. – Т. 23, № 1. – С. 89-97.

7. Иванцов, В.А. Клинический мониторинг ревизионного эндопротезирования тазобедренного и коленного суставов / В.А. Иванцов // Медицинские новости. – 2020. – №10. – С. 23-26.

8. Можно ли остановить остеолиз перипротезной кости при реэндопротезировании тазобедренного сустава на фоне остеопороза? / С.С. Родионова [и др.] // Медицинский совет. – 2023. – Т. 17, №6. – С. 282-288.

9. Бесцементные бедренные компоненты: история и современное состояние вопроса / И.И. Шубняков [и др.] // Травматология и ортопедия России. – 2020. – Т. 26, №2. – С. 160-179.

10. Isaacson, B, Role of implants surface modification in osseointegration: A systematic review / B. Isaacson, S. Jeyapalina // Orthopedic Research and Reviews. – 2014. – Vol.6. – P. 55-65.

11. Брагина, С.В. Современные возможности ранней лабораторной диагностики перипротезного остеолиза как предиктора развития асептической нестабильности эндопротеза тазобедренного сустава (обзор литературы) / С.В. Брагина // Гений ортопедии. – 2020. – Т. 26(2.). – С. 261-265. DOI 10.18019/1028-4427-2020-26-2-261-265

12. Кирилова, И.А. Костная ткань как основа остеопластических материалов для восстановления костной структуры / И.А. Кирилова // Хирургия позвоночника. – 2011. – № 1. – С.68-74.

13. Официальный перевод Directive 2010/63/ EU of the European Parliament and of the council of 22 September 2010 on the protection of animals used for scientific purposes [Электронный ресурс]. «Объединение специалистов по работе с лабораторными животными» (Rus-LASA). [дата обращения: 2023 июнь 4]. https://ruslasa.ru/wp-content/uploads/2017/06/Directive_201063_rus.pdf.

14. Effects of platelet-rich plasma on intestinal anastomotic healing in rats: PRP concentration is a key factor / R. Yamaguchi [et al.] //Journal of surgical research. – 2012 – Vol. 173, №. 2 – Р. 258-266.

15. Плазма крови, обогащенная растворимыми факторами тромбоцитов: получение, стандартизация, медицинское применение / М.П. Потапнев [и др.] // Здравоохранение. – 2018 – № 10 (859). – С. 38-44.