Продольное наблюдение за уровнем ионов титана в сыворотке крови у пациентов с местной тотальной заменой височно-нижнечелюстного сустава, напечатанной на 3D-принтере

Научные отчеты, том 13, Номер статьи: 7275 (2023) Цитировать эту статью

248 Доступов

Подробности о метриках

Целью этого продольного исследования было наблюдение за уровнем ионов титана в сыворотке крови в различные интервалы времени у пациентов с местной 3D-печатной полной заменой височно-нижнечелюстного сустава (TMJ TJR). Исследование было проведено на 11 пациентах (мужчин: 8; женщин: 3), перенесших одностороннюю или двустороннюю ТСР ВНЧС. Образцы крови брали до операции (Т0), через 3 месяца (Т1), через 6 месяцев (Т2) и через 1 год (Т3) после операции. Данные были проанализированы, и значение ap <0,05 считалось статистически значимым. Средние уровни ионов титана в сыворотке в Т0, Т1, Т2 и Т3 составляли 9,34 ± 8,70 мкг/л (мкг/л), 35,97 ± 20,27 мкг/л, 31,68 ± 17,03 мкг/л и 47,91 ± 15,47 мкг/л соответственно. . Средний уровень ионов титана в сыворотке крови значительно увеличивался в интервалах Т1 (р = 0,009), Т2 (р = 0,032) и Т3 (р = 0,00). Не было существенной разницы между односторонними и двусторонними группами. Уровень ионов титана в сыворотке продолжал повышаться до последнего наблюдения в течение 1 года. Такое начальное повышение уровня ионов титана в сыворотке крови связано с начальной фазой износа протеза, которая проявляется в течение 1 года. Необходимы дальнейшие исследования с большими размерами выборки и долгосрочным наблюдением, чтобы увидеть вредное влияние, если таковое имеется, на TJR ВНЧС.

Аллопластическая операция по полной замене височно-нижнечелюстного сустава (TJR) стала эффективным методом лечения терминальной стадии заболевания ВНЧС1,2. Однако в последние годы большую часть беспокойства вызывает биосовместимость металлов, используемых для восстановления сустава, и их выщелачивание в окружающую среду3,4. Для производства TJR ВНЧС используются материалы, одобренные Ассоциацией пищевых продуктов и лекарств США (USFDA), которые включают полиэтилен сверхвысокой молекулярной массы (СВМПЭ), сплавы хрома (Co-Cr-Mo), легированный титан (Ti6Al4V) и коммерчески чистый титан ( cpTi). Но они изнашиваются под функциональной нагрузкой и приводят к образованию металлических частиц вокруг протеза и окружающих мягких тканей, что может привести к состоянию, известному как металлоз4. Металлоз описывается как заболевание, при котором происходит накопление и отложение металлических остатков в тканях тела5. Попавший металлический мусор между этими поверхностями протеза приводит к комплексному износу, тем самым усугубляя состояние6,7. Этот процесс накопления металлического мусора из-за механического трения лучше описать термином трибокоррозия7,8. Изучение трения, смазки материала и износа в сочетании с процессом коррозии называется трибокоррозией7.

Износ поверхности соединения приводит к скоплению металлического мусора вокруг поверхности соединения. Этот мусор поляризует макрофаги, вызывая высвобождение киназ, активацию ядерного фактора каппа b и активацию макрофагов. Эти активированные макрофаги дополнительно секретируют мукополисахариды 1, гамма-интерфероны, TNF-альфа и эндотоксины, что окончательно приводит к активации остеокластов, что приводит к резорбции кости в области суставов. Эти макрофаги соединяются с частицами металлов и образуют комплексы, которые далее через кровоток попадают в различные органы тела, что приводит к системным симптомам и токсичности (рис. 1)9,10,11.

Патогенез металлоза.

Не существует единого параметра, который можно было бы использовать для диагностики металлоза. Для постановки окончательного диагноза необходимо собрать подробный анамнез, тщательное клиническое обследование пациента в сочетании с рентгенологическими данными и лабораторными исследованиями, включая С-реагирующий белок (СРБ), скорость оседания эритроцитов (СОЭ), тест трансформации лимфоцитов (ТТЛ), а также сыворотку, цельную кровь, и уровни ионов металлов в моче. Обычными признаками и симптомами являются боль, лихорадка, изменение цвета кожи вокруг протеза, крепитация и болезненность по отношению к протезу. Другие признаки и симптомы могут включать различные проявления, такие как сочетание сердечно-сосудистых, неврологических и эндокринных симптомов, которые зависят от уровня системных ионов металлов. Рентгенологические данные включают рентгенопрозрачную область вокруг протеза, смещение протеза, что может указывать на процесс остеолиза. Корреляция всех этих признаков и симптомов, рентгенологических особенностей, повышенных уровней СРБ, СОЭ, ЛТТ, а также повышенных уровней ионов металлов в крови, сыворотке и моче может помочь в диагностике металлоза12.