Analiza średniego stopnia szarości w procesie biodegradacji włóknin węglowych

Wprowadzenie: Badania biomateriałów obejmują trzy kierunki: tolerancję tkankową, biozgodność i biodegradację. Celem badania była ocena biodegradacji trzech rodzajów chemicznie modyfikowanej włókniny węglowej z użyciem średniego stopnia szarości jako obiektywnego wskaźnika procesu biodegradacji. Materiał i metodyka: Wykorzystano fragmenty tkankowe pobrane od 48 królików, którym wykonano ubytki kostne o średnicy 6 mm w bocznej powierzchni żuchwy. Ubytki wypełniano: 1. włókniną węglową z grupami kwasowymi i zasadowymi na powierzchni, 2. włókniną węglową z grupami kwasowymi na powierzchni, 3. włókniną pokrytą pirowęglem i zawierającą grupy zasadowe na powierzchni. Tkanki pobrano w 1, 2, 3, 6, 9, 12, 24 i 52 tygodniu od wszczepienia. Średni stopień szarości mierzono w preparatach histologicznych wykorzystując system analizy obrazu (QUANTIMET 500+). Wyniki: Największe zmiany średniego stopnia szarości wykazano w przypadku włókniny z grupami kwasowymi i zasadowymi (39% wzrost średniej szarości), następnie dla włókniny pokrytej pirowęglem (9.7% spadek średniej szarości) zaś włóknina zawierająca grupy kwasowe na powierzchni wykazywała wzrost (około 13,5% wartości początkowych). Średni stopień szarości korelował znamiennie dodatnio z czasem obserwacji. Wnioski: 1. Biodegradacja różnych rodzajów włókniny węglowej wskazuje wahania średniego stopnia szarości, zależy to od chemicznej modyfikacji jej powierzchni. 2. Włóknina węglowa z kwasowymi i zasadowymi grupami posiada najwyższy stopień biodegradacji.

---

Introduction: Biomaterial studies comprise three main aspects: the tissue tolerance and performance (biocompliance and biocompatibility), and biodegradation. The aim of the study was the assessment of the biodegradation of three kinds of chemically modified carbon cloth using mean greyness level as an objective factor of biodegradation process. Material and methods: In this study the tissue fragments were used, harvested from 48 rabbits after preparing the 6 mm diameter bone defects in lateral surface of the mandible. Bone defects were filled with: 1. carbon cloth with acidic and basic groups on the surface, 2. carbon cloth with acidic groups on the surface, 3. carbon cloth coated with pyrocarbon, with basic groups on the surface. The tissue specimens were harvested at 1, 2, 3, 6, 9, 12, 24 and 52 week after the carbon cloth implantation. The mean grey level was measured on the histological slides using the image analysis system (QUANTIMET 500+). Results: The highest changes of the mean grey level presented the cloth with basic and acidic groups (39% mean grey level increase), then carbon cloth coated with pyrocarbon (9.7% mean grey level decrease) but the carbon cloth with acidic groups showed the increase (circa 13.5% of the initial value). The mean grey level showed the positive significant correlation with the time of the observation. Conclusion: 1. The biodegradation of the various kinds of the carbon cloth shows the oscillations of the mean grey level, it dependents of the chemical modifications of its surfaces. 2. The carbon cloth type I with the acidic and basic surface radicals possess the highest rate of the biodegradation.