Особенности моделирования культи у животных для установки остеоинтегрируемых имплантатов

Обоснование. Формирование культи с последующей имплантацией остеоинтегрируемых имплантатов является серьезной проблемой. При проведении доклинических испытаний используются различные животные модели. Мы изучили особенности моделирования культи и послеоперационное ведение на кроликах.

Цель работы: определить особенности моделирования культи экспериментальных животных и послеоперационное ведение для последующей установки остеоинтегрируемых имплантатов.

Материалы и методы. В исследование вошли 14 кроликов породы Советская шиншилла. Выполняли транстибиальную ампутацию задней конечности с формированием переднего и преобладающего по размеру заднего кожно-фасциального и мышечного лоскутов; остеотомию проводили осциллирующей пилой с охлаждением физиологическим раствором. Самонарезающую втулку устанавливали в костномозговой канал винтовыми движениями до уровня опила; рану ушивали послойно без дренирования. Нами разработана и применена индивидуальная 3D-моделированная иммобилизирующая гильза, устанавливаемая поверх асептической повязки.

Результаты. Разработан подробный протокол операции и этапы послеоперационного ведения животных для последующей установки остеоинтегрируемых имплантатов. Предложена новая иммобилизующая заднюю конечность кролика гильза с использованием 3D-моделирования и аддитивных технологий. Выявлены преимущества и недостатки предложенной методики.

Заключение. Новый подход к моделированию кожно-мышечных лоскутов позволяет минимизировать в послеоперационном периоде травматизацию тканей и снизить частоту некрозов. Изготовление иммобилизирующей гильзы защищает культю от механических повреждений. Накопленный нами опыт формирования культи, изготовления имплантатов и иммобилизирующих устройств, а также послеоперационного ведения может быть применен в доклинических исследованиях для тестирования новых материалов и конструкций, а также для проведения экспериментов на крупной животной модели.

1. Paterno` L., Ibrahimi M., Gruppioni E., Menciassi A., Ricotti L., Sockets for Limb Prostheses: A Review of Existing Technologies and Open Challenges. IEEE Trans Biomed Eng. 2018 Sep; 65(9): 1996-2010. https://doi.org/10.1109/TBME.2017.2775100

2. Marino M., Pattni Sh., Greenberg M., Miller A., Hocker E., Ritter S., Access to prosthetic devices in developing countries: Pathways and challenges, 2015 IEEE Global Humanitarian Technology Conference (GHTC), Seattle, WA, USA, 2015; 45-51. https://doi.org/10.1109/GHTC.2015.7343953

3. Li Y., He L., Lu X., Du Q., Yu Sh., Huang X., Clinical Characteristics, Quality of Life, and Risk Factors of Amputation Stump Skin Disease and Stump Fungal Infection in Adult Amputees in Shanghai, China. Front Microbiol. 2022 Apr 25; 13: 868431. https://doi.org/10.3389/fmicb.2022.868431

4. Hagberg K., Brånemark R., Consequences of non-vascular trans-femoral amputation: A survey of quality of life, prosthetic use and problems. Prosthetics and orthotics international. 2001; 25 (3): 186-194. https://doi.org/10.1080/03093640108726601

5. Brånemark PI, Adell R, Breine U, Hansson BO, Lindström J, Ohlsson A. Intra-osseous anchorage of dental prostheses. I. Experimental studies. Scand J Plast Reconstr Surg. 1969; 3(2): 81-100. https://doi.org/10.3109/02844316909036699

6. Li Y., Brånemark R., Osseointegrated prostheses for rehabilitation following amputation: The pioneering Swedish model. Unfallchirurg. 2017Apr; 120(4): 285-292. https://doi.org/10.1007/s00113-017-0331-4

7. Синегуб А.В., Коваленко Д.А., Чупряев В.А., Николаенко А.Н., Борисов А.П., Осложнения при использовании остеоинтегративных систем протезирования и сравнение качества жизни пациентов. Травматология и ортопедия России. 2025; 31(2): https://doi.org/10.17816/2311-2905-17663

8. Scarano A., Khater A.G.A., Gehrke S.A., Inchingolo F., Tari S.R., Animal Models for Investigating Osseointegration: An Overview of Implant Research over the Last Three Decades. J. Funct. Biomater. 2024 Mar 27; 15(4): 83. https://doi.org/10.3390/jfb15040083

9. Rivet C., Elliott J.T., Gunn J.R., Sottosanti J.S., Fearing B.V., Hsu J.R., Gitajn I.L., Rabbit model of a biofilm-contaminated, percutaneous orthopaedic endoprosthesis. OTA Int. 2025 Mar 7; 8 (1 Suppl): e384. https://doi.org/10.1097/OI9.0000000000000384

10. Mendonça A.G..C, Braga V.A.A., Fernandes T.H.T., Oliveira G.C.R., Beraldo G.S., Fixed bilateral endo-exo prostheses in feline femur - case report. Arquivo Brasileiro de Medicina Veterinaria e Zootecnia. 2023; 5(1): 107-112. https://doi.org/10.1590/1678-4162-12661

11. Northrup N.C., Barron G.H., Aldridge C.F., Powers L.V., Greenacre C.B., Hutcheson J.D., Morrisey JK., Outcome for client-owned domestic rabbits undergoing limb amputation: 34 cases (2000-2009). J Am Vet Med Assoc. 2014 Apr 15; 244(8): 950-5. https://doi.org/10.2460/javma.244.8.950. PMID: 24697772

12. Sun Y., Xu J., Lv S., Xu Z., Li L., Li Y., Li Y., Extramedullary Osseointegration-A Novel Design of Percutaneous Osseointegration Prosthesis for Amputees. Front Bioeng Biotechnol. 2022 Feb 10; 10: 811128. https://doi.org/10.3389/fbioe.2022.811128

13. Crouch D.L., Hall P.T., Stubbs C., Billings C., Pedersen A.P., Burton B., Greenacre C.B., Stephenson S.M., Anderson D.E., Feasibility of Implanting a Foot-Ankle Endoprosthesis within Skin in a Rabbit Model of Transtibial Amputation. Bioengineering (Basel). 2022 Jul 27; 9(8): 348. https://doi.org/10.3390/bioengineering9080348

14. Min L., Jiang W., Li Z., Li X., Wei J, Diao J., Bai T., Yan F., Establishment of an animal model to study the effects of amputation on the cardiovascular system. Sheng Wu Yi Xue Gong Cheng Xue Za Zhi. 2022 Oct 25; 39(5): 991-996. Chinese. https://doi.org/10.7507/1001-5515.202203064

15. Kim P.S., Ko J., O'Shaughnessy K.K., Kuiken T.A., Dumanian G.A., Novel model for end-neuroma formation in the amputated rabbit forelimb. J Brachial Plex Peripher Nerve Inj. 2010 Mar 18; 5: 6 https://doi.org/10.1186/1749-7221-5-6

16. Frogameni A.D., Booth R., Mumaw L.A., Cummings V., Comparison of soft dressing and rigid dressing in the healing of amputated limbs of rabbits. Am J Phys Med Rehabil. 1989 Oct; 68(5): 234-9. https://doi.org/10.1097/00002060-198910000-00007

17. Fearing B.V., Romereim S.M., Danelson K., Smykowski M., Barankevich M., Serbin R., Chintalapudi N., Davis J., Appt S., Burkart H., Seymour R.B., Hsu J.R., Development of a small animal bone-anchored limb replacement model for infection interventions. OTA Int. 2025 Mar 7; 8(1 Suppl): e366. https://doi.org/10.1097/OI9.0000000000000366

18. Hall P.T., Bratcher S.Z., Stubbs C., Rifkin R.E., Grzeskowiak R.M., Burton B.J., Greenacre C.B., Stephenson S.M., Anderson D.E., Crouch D.L., Fully Implanted Prostheses for Musculoskeletal Limb Reconstruction After Amputation: An In Vivo Feasibility Study. Ann Biomed Eng. 2021 Mar; 49(3): 1012-1021. https://doi.org/10.1007/s10439-020-02645-3

19. Dingle A.M., Ness J.P., Novello J., Millevolte A.X.T., Zeng W., Sanchez R., Nemke B., Lu Y., Suminski A.J., Markel M.D., Williams J.C., Poore S.O., Experimental Basis for Creating an Osseointegrated Neural Interface for Prosthetic Control: A Pilot Study in Rabbits. Mil Med. 2020 Jan 7; 185(Suppl 1): 462-469. https://doi.org/10.1093/milmed/usz246

20. Горбач Е.Н., Еманов А.А., Овчинников Е. Н., Кузнецов В.П., Фефелов А.С., Горгоц В.Г., Борзунов Д.Ю., Губин А.В., Остеоинтеграция инновационных кастомизированных имплантатов в трубчатой кости (экспериментальное исследование). Современные технологии в медицине. 2017; 9(1): 78–84. https://doi.org/10.17691/stm2017.9.1.09