Features of Biological Degradation of Ceramic Hydroxyapatite Implanted into the Bone Defect, According to X-Ray Diffraction Analysis

V.I. Luzin, S.V. Petrosyants, О.А. Grek, Ye.P. Berezhnoy, D.А. Astrakhantsev

Abstract


In experiment involved 72 white rats with initial weight of 130–150 g, using X-ray diffraction analysis, we examined crystal structure of the regenerate after implantation of ceramic hydroxyapatite with a particle size less than 63 microns into the bone defect in the area of proximal tibial metaphysis.
It is found that in the ceramic hydroxyapatite crystallite sizes were smaller than in the intact bone by 11.19–12.78 %, and the microtexturing coefficient, in contrast, was higher by 18.11–21.13 % at constant parameters of the unit cells of hydroxyapatite.
In the group of animals in which we didn’t fill the defect, in the period from the 15th to the 30th day sizes of unit cells along the c axis and c/a ratio were higher than those in group of intact animals on the 60th and 90th day. The crystallite sizes in the group of unfilled defect within the whole study period were less than those in the group of intact rats by 2.08–9.14 %.
When implanting ceramic hydroxyapatite in the defect area we detected the increase of с, a and c/a parameters, which indicates the destabilization of the unit cells of hydroxyapatite of the bone regenerate and is a consequence of its biological conversion.
As a result of biodegradation, ceramic hydroxyapatite crystallites became more friable, are increased in size and would probably constitute an obstacle for the formation of uniform crystal lattice of bone mineral which is formed.


Keywords


bone; reparative regeneration; hydroxyapatite; X-ray diffraction analysis

References


Азаров Л.В. Метод порошка в рентгенографии / Азаров Л.В., Бургер М.Й. — М.: Изд-во иностранной литературы, 1961. — 363 с.

Гідроксиапатит та його використання в медицині / Н.В. Ульянчич, В.В. Поворознюк, О.О. Євтушенко [и др.] // Проблеми остеології. — 1999. — Т. 2, № 4. — С. 71-74.

Грунтовский Г.Х. Гидроксилапатитная керамика. Особенности взаимодействия с костной тканью / Г.Х. Грунтовский, С.В. Малышкина // Труды Крымского государственного медицинского университета им. С.И. Георгиевского. — Симферополь: Сонат, 1999. — Т. 135, ч. 2. — С. 127-129.

Експериментально-морфологічне обгрунтування застосування пористої кераміки при реконструктивно-відновних операціях на епіметафізах / В.І. Бондарчук, В.А. Попов, А.Т. Бруско [и др.] // Проблеми остеології. — 2000. — Т. 3, № 2–3. — С. 17-22.

Керамічний гідроксиапатит — новий імплантат для заміщення дефектів кісток у дітей / А.П. Крись-Пугач, В.А. Дубок, Р.В. Лучко [и др.] // Труды Крымского государственного медицинского университета им. С.И. Георгиевского. — Симферополь: Сонат, 1999. — Т. 135, ч. 2. — С. 133-134.

Крись-Пугач А.П. Кісткова пластика керамічним гідроксиапатитом в дитячій та підлітковій ортопедії / А.П. Крись-Пугач, Р.В. Лучко // Літопис травматології та ортопедії. — 1999. — Т. 2. — С. 60-63.

Лузин В.И. Гистоморфометрическое исследование регенерации костной ткани при имплантации порошкообразной гидроксилапатитной керамики в сочетании с деминерализованным костным матриксом / В.И. Лузин, В.В. Головченко, Е.П. Бережной // Український медичний альманах. — 2001. — № 5. — С. 81-84.

Лузин В.И. Рентгеноструктурное исследование процессов репаративной регенерации большеберцовой кости крыс в условиях облучения электромагнитными волнами крайне высокой частоты / В.И. Лузин // Ортопедия, травматология и протезирование. — 2000. — № 2. — С. 120-122.

Лузин В.И. Ультраструктура минерального компонента кости у белых крыс различного возраста при низкоинтенсивном микроволновом облучении / В.И. Лузин // Український медичний альманах. — 1999. — Т. 2, № 4. — С. 95-97.

Миркин Л.И. Рентгеноструктурный анализ. Индицирование рентгенограмм (Справочное руководство). — М.: Наука, 1981. — 496 с.

Михеев В.И. Рентгенометрический определитель минералов / В.И. Михеев. — М.: Госгеолтехиздат, 1957. — 868 с.

Пономарев В.В. Рентгеноструктурные методы исследования в инженерной геологии / Пономарев В.В. — М.: Недра, 1981. — 194 с.

Biodegradation behavior of various calcium phosphate materials in bone tissue / C.P. Klein, A.A. Driessen, K. de Groot [et al.] // J. Biomed. Mater. Res. — 1983. — Vol. 17, № 5. — Р. 769-784.

Boskey A.L. Amorphous calcium phosphate: the contention of bone / A.L. Boskey // J. Dent. Res. — 1997. — Vol. 76(8). — P.1433-1436.

Diffuse X-ray scattering from apatite crystals and its relation to amorphous bone mineral / T. Aoba, Y. Moriwaki, Y. Doi [et al.] // J. Osaka Univ. Dent. Sch. — 1980. — Vol. 20. — P. 81-90.

Ducheyne P. The effect of calcium-phosphate ceramic composition and structure on in vitro behavior. I. Dissolution / P. Ducheyne, S. Radin, L. King // J. Biomed. Mater. Res. — 1993. — Vol. 27, № 1. — Р. 25-34.

Properties of calcium phosphate ceramics in relation to their in vivo behavior / Blokhuis T.J., Termaat M.F., den Bo­er F.C. [et al.] // The Journal of Trauma. — 2000. — Vol. 48, № 1. — P. 179-186.




DOI: https://doi.org/10.22141/1608-1706.2.15.2014.81340

Refbacks

  • There are currently no refbacks.


Copyright (c) 2016 TRAUMA

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.

 

© Publishing House Zaslavsky, 1997-2017

 

 Яндекс.МетрикаSeo анализ сайта Рейтинг@Mail.ru