Ветеринария / 1

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.

Материалы и методы исследования

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.

Результаты исследований

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.

 

Литература

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.