Влияние комбинированной стерилизации на структурно-функциональные свойства костных имплантатов: исследование радиационно-индуцированных изменений коллагена = Effect of combined sterilization on the structural and functional properties of bone implants: a study of radiation-induced changes in collagen

Представлен комплексный анализ влияния радиационного и комбинированного воздействия на структуру и свойства костной ткани, с особым акцентом на изменения в коллагеновой матрице. Разработана математическая модель, описывающая изменения межфибриллярных расстояний в коллагене, что позволило количественно связать дозовую нагрузку с уровнем деструкции белковой матрицы. Установлено, что комбинированная стерилизация позволяет снизить дозу облучения до 12 кГр, сохраняя при этом структурную целостность коллагена и механические свойства костного материала. Предложена модель деградации коллагена под действием радиации, связывающая дозовую нагрузку с изменением межмолекулярных расстояний; установлена количественная корреляция между параметрами Δr (по модели) и структурными изменениями коллагена; экспериментально доказана возможность снижения радиационной дозы при сохранении стерилизующего эффекта благодаря озоновой предобработке. This paper presents a comprehensive analysis of the effects of radiation and combined exposure on the structure and properties of bone tissue, with a particular emphasis on changes in the collagen matrix. A mathematical model has been developed describing changes in interfibrillar distances in collagen, enabling a quantitative relationship between the radiation dose and the level of protein matrix degradation. It was found that combined sterilization allows reducing the radiation dose to 12 kGy, while maintaining the structural integrity of collagen and the mechanical properties of bone material. A model of collagen degradation under the influence of radiation is proposed, linking the dose load with a change in intermolecular distances; a quantitative correlation between the parameters Δr (according to the model) and structural changes in collagen was established; the possibility of reducing the radiation dose while maintaining the sterilizing effect through ozone pretreatment has been experimentally demonstrated.