Экспериментальное исследование радиационной стерилизации и деградации мембран из полилактида и его сополимеров для челюстно-лицевой хирургии

Авторы:

Анастасия Петровна Реутова,

Мария Андреевна Маркова,

Жанна Борисовна Лютова,

Антон Владиславович Попугаев,

Екатерина Александровна Зерницкая,

Андрей Ильич Яременко

Журнал: Стоматология. 2026;105(1):21-30.

DOI: 10.17116/stomat202610501121

Прочитано: 582 раза

Резюме

ЦЕЛЬ ИССЛЕДОВАНИЯ

Оценка физико-химических свойств и устойчивости к радиационной стерилизации биодеградируемых мембран на основе полимолочной кислоты, или полилактида (ПЛА), и его сополимеров (ПЛГА) для возможного применения при направленной костной регенерации (НКР) в челюстно-лицевой хирургии.

МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ

Исследовали мембраны из чистого ПЛА, ПЛА с гидроксиапатитом (ПЛА/ГАП) и сополимеров полигликолевой кислоты (ПЛГА) в соотношениях 85:15 и 60:40. Мембраны подвергали электронно-лучевой стерилизации (25 кГр) и оценивали их физико-химические характеристики, биодеградацию и морфологические изменения. Деградацию проводили в фосфатном буферном растворе при температуре 37 °C. Морфологию и молекулярную структуру образцов оценивали с помощью инфракрасной (ИК)-спектроскопии и сканирующей электронной микроскопии.

РЕЗУЛЬТАТЫ

Через месяц тестирования образцы ПЛГА 60:40 потеряли около 40% массы, утратили форму и были исключены из дальнейшего наблюдения. ПЛГА (85:15) сохранял целостность и демонстрировал потерю массы около 5%. Необлученные образцы ПЛА/ГАП показали вариабельную динамику массы (0—19%), тогда как облученные — минимальные изменения (до 2%). Чистый ПЛА оказался наиболее стабильным, демонстрируя незначительные морфологические изменения гидролитического характера. Радиационная стерилизация не вызвала значимых изменений в структуре исследованных материалов.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Сополимеры полилактида обладают контролируемыми сроками деградации и достаточной стабильностью, что делает их перспективными для создания индивидуальных биодеградируемых мембран для НКР. Их предсказуемая резорбция может позволить исключить необходимость повторного хирургического вмешательства по удалению мембраны. Полученные данные подтверждают целесообразность применения радиационной стерилизации при сохранении механических и структурных свойств материала.

Ключевые слова

полилактид
полигликолид
направленная костная регенерация (НКР)
биодеградация полимера
радиационная стерилизация

Дата поступления: 16.06.2025

Дата принятия в печать: 10.09.2025

Дата публикации: 26.02.2026

Литература / References

Wu DT, Munguia-Lopez JG, Cho YW, Ma X, Song V, Zhu Z, Tran SD. Polymeric Scaffolds for Dental, Oral, and Craniofacial Regenerative Medicine. Molecules. 2021;26(22):7043. https://doi.org/10.3390/molecules26227043
Sunandhakumari VJ, Vidhyadharan AK, Alim A, Kumar D, Ravindran J, Krishna A, Prasad M. Fabrication and In Vitro Characterization of Bioactive Glass/Nano Hydroxyapatite Reinforced Electrospun Poly(ε-Caprolactone) Composite Membranes for Guided Tissue Regeneration. Bioengineering. 2018;5(3):54. https://doi.org/10.3390/bioengineering5030054
Toledano M, Asady S, Toledano-Osorio M, Alaminos M, Jané D, Fernández-Valle M, Vallecillo C, Gutiérrez-Pulido H. Differential Biodegradation Kinetics of Collagen Membranes for Bone Regeneration. Polymers (Basel). 2020;12(6):1290. https://doi.org/10.3390/polym12061290
Physiochemical properties and resorption progress of porcine skin-derived collagen membranes: In vitro and in vivo analysis. Dent. Mater. J. 2018; 437(2):332-340. https://www.jstage.jst.go.jp/article/dmj/37/2/37_2017-065/_article
Shikinami Y, Matsusue Y, Nakamura T. The complete process of bioresorption and bone replacement using devices made of forged composites of raw hydroxyapatite particles/poly l-lactide (F-u-HA/PLLA). Biomaterials. 2005;26(27):5542-5551. https://doi.org/10.1016/j.biomaterials.2005.02.016
Lozada JL, Zernitckaia EA, Yaremenko AI, Reutova AP. Evaluating osteogenic cell differentiation efficacy in the presence of polylactide samples with varied compositions for bone grafting: In vitro study. J Oral Implantol. 2024;50(5):544-551. https://doi.org/10.1563/aaid-joi-D-24-00070
Eisenbrey JR, Hsu J, Wheatley MA. Plasma Sterilization of Poly Lactic Acid Ultrasound Contrast Agents: Surface Modification and Implications for Drug Delivery. Ultrasound Med Biol. 2009;35(11):1854-1862. https://doi.org/10.1016/j.ultrasmedbio.2009.06.1098
Pérez Davila S, González Rodríguez L, Chiussi S, Serra J, González P. How to Sterilize Polylactic Acid Based Medical Devices? Polymers. 2021; 13(13):2115. https://doi.org/10.3390/polym13132115
ГОСТ Р ИСО 13781-2011. Смолы и отформованные элементы на основе поли(L-лактида) для хирургических имплантатов. Исследование деградации методом in vitro. М.: Стандартинформ; 2012. Дата введения 2012-03-01. https://docs.cntd.ru/document/1200085840
Suljovrujić E, Ignjatović N, Uskoković D, Mitrić M, Mitrović M, Tomić S. Radiation-induced degradation of hydroxyapatite/poly L-lactide composite biomaterial. Radiat Phys Chem. 2007;76(4):722-728. https://doi.org/10.1016/j.radphyschem.2006.02.013
Alsabbagh A, Abu Saleem R, Almasri R, Aljarrah S, Awad S. Effects of gamma irradiation on 3D-printed polylactic acid (PLA) and high-density polyethylene (HDPE). Polymer Bull. 2021;78(9):4931-4945. https://doi.org/10.1007/s00289-020-03349-3
Dupoirieux L, Pourquier D, Picot MC, Neves M. Comparative study of three different membranes for guided bone regeneration of rat cranial defects. Int J Oral Maxillofac Surg. 2001;30(1):58-62. https://doi.org/10.1054/ijom.2000.0011
Leonard DJ, Pick LT, Farrar DF, Dickson GR, Orr JF, Buchanan FJ. The modification of PLA and PLGA using electron-beam radiation. J Biomed Mater Res A. 2009;89(3):567-574. https://doi.org/10.1002/jbm.a.31998
Kang JH, Kaneda J, Jang JG, Sakthiabirami K, Lui E, Kim C, Wang A, Park SW, Yang YP. The Influence of Electron Beam Sterilization on In Vivo Degradation of β-TCP/PCL of Different Composite Ratios for Bone Tissue Engineering. Micromachines. 2020;11(3):273. https://doi.org/10.3390/mi11030273
Bruyas A, Moeinzadeh S, Kim S, Lowenberg DW, Yang YP. Effect of Electron Beam Sterilization on Three-Dimensional-Printed Polycaprolactone/Beta-Tricalcium Phosphate Scaffolds for Bone Tissue Engineering. Tissue Eng Part A. 2019;25(3-4):248-256. https://doi.org/10.1089/ten.tea.2018.0130
Auras R, Harte B, Selke S. An Overview of Polylactides as Packaging Materials. Macromol Biosci. 2004;4(9):835-864. https://doi.org/10.1002/mabi.200400043
Sheng S, Shi L, Fang D, Zhu C, Jiang M, Dong Y. Ginsenoside Rg5 nanomedicine composite hydrogels with metabolic regulation and immunomodulation properties for tunneling diabetic wounds therapy. Chem Eng J. 2023;469:143989. https://doi.org/10.1016/j.cej.2023.143989