Автореферат и диссертация по медицине (14.00.21) на тему:Экспериментальное обоснование применения нового остеопластического геля на основе коллагена и гидроксиапатита с неколлагеновыми белками кости для заполнения костных дефектов челюстей

На правах рукописи УДК: 616.314.17-008.1-089.844

КОРОТЕЕВ Александр Александрович

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ОБОСНОВАНИЕ ПРИМЕНЕНИЯ НОВОГО

ОСТЕОПЛАСТИЧЕСКОГО ГЕЛЯ НА ОСНОВЕ КОЛЛАГЕНА И ГИДРОКСИАПАТИТА С НЕКОЛЛАГЕНОВЫМИ БЕЛКАМИ КОСТИ ДЛЯ ЗАПОЛНЕНИЯ КОСТНЫХ ДЕФЕКТОВ ЧЕЛЮСТЕЙ

14 0021 - «Стоматология»

14 00 16 - «Патологическая физиология»

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата медицинских наук

Москва - 2007

003175545

Работа выполнена в ГОУ ВПО «Московский государственный медико-стоматологический университет Росздрава»

Научные руководители:

Заел деят науки РФ, доктор медицинских наук, профессор Барер Гарри Михайлович

Заел деят науки РФ, Лауреат государственной премии РФ в области науки и техники, доктор медицинских наук, профессор Воложин Александр Ильич

Официальные оппоненты:

Заел врач РФ, доктор медицинских наук, профессор Елизарова Валентина Михайловна Доктор медицинских наук, старший научный сотрудник Мовшев Борис Ефимович

Ведущая организация:

ФГУ «Центральный научно-исследовательский институт стоматологии и челюстно-лицевой хирургии Росмедтехнологий»

Защита состоится -/^_2007 года в г часов на

заседании диссертационного совета Д208 041 03 при ГОУ ВПО «Московский государственный медико-стоматологический университет Росздрава» по адресу 127006, г Москва, ул Долгоруковская, д. 4

Почтовый адрес 127473, Москва, ул Делегатская, д 20/1

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГОУ ВПО «Московский государственный медико-стоматологический университет Росздрава» (127206, Москва, ул Вучетича, д 10а)

Автореферат разослан о9 _2007 года

Ученый секретарь диссертационного совета, к м н,доцент

Н В Шарагин

Актуальность проблемы

Актуальной проблемой стоматологии и челюстно-лицевой хирургии является поиск остеопластических материалов для заполнения костных дефектов, в том числе, при выполнении операций на тканях пародонта С этой целью применяют разнообразные материалы аутогенного, аллогенного, ксеногенного происхождения, синтетические, а также мембраны для направленной регенерации костной ткани Большое распространение получили костно-пластические материалы на основе коллагена, гидроксиапатита, других фосфорно-кальциевых соединений и с введением в их состав различных бактерицидных компонентов, стимуляторов регенерации и тд (В.К Леонтьев и др, 1995, А И Воложин и др, 1996, 1999, В С Агапов и др , 1999, С Г Курдюмов и др , 2000)

Среди остеопластических материалов исследованы в эксперименте и рекомендованы в практику гелевые композиции (Нидаль А А -А, 1997, А И Воложин и др , 2002-2005, А В Войнов, 2005,В В Сарычев, 2005).

Разработаны и предложены в практику различные композиции гелей для костной пластики В качестве основы геля для введения в ткань рекомендованы полиакриламидный гель, гиалуроновая кислота и коллаген Эти высокомолекулярные вещества с полимерными свойствами разрешены к применению в клинике в качестве имплантационных материалов К настоящему времени гели, основанные на полиакриламиде, используются нечасто, так как дают высокий процент осложнений, о чем свидетельствуют данные литературы (А И Неробеев, 2002) Более перспективным является применение в качестве гелевой основы гиалуроновой кислоты Она используется в косметологии и других разделах медицины как наружное средство и при введении в ткань, например, для устранения морщин Имеется удачный опыт применения геля на основе гиалуроновой кислоты в соединении с гидроксиапатитом для придания этой композиции остеоинтегративных свойств (В В Сойфер, 2005) Такой гель способствует новообразованию костной ткани в искусственно вызванных дефектах

челюсти. Гели могут быть использованы для заполнения пространства между мембраной и минерализованными тканями пародонта для направленной регенерации тканей пародонта Мембраны для направленной регенерации костной ткани широко используют в пародонтологии (Nyman et al., 1982, Drummond et al, 1995, Buns, 1995) Однако необходимо дальнейшее совершенствование гелевых форм материалов, так как в клинических условиях нередко необходимо стимулировать заживление костной раны у пациентов со сниженным репаративным потенциалом, что встречается при иммунодефицитном состоянии, сахарном диабете, патологии печени и т д

В связи с этим актуальной проблемой стоматологии и патофизио иогии является разработка усовершенствованного варианта остеоинтегративного геля, содержащего остеостимулирующие и остеоиндуктивные факторы К ним относятся морфогенетические протеины, которые выделены и сравнительно недавно их начали использовать в практической медицине Очень мало известно о гелях, основанных на коллагене, они используются главным образом в косметологии, офтальмологии Коллагеновый гель, обладающий остеоиндуктивным свойством, еще не разработан, что является актуальной проблемой медицины На создание и изучение остеоинтегративной способности таких гелей, основанных на коллагене, содержащем гидроксиапатит и неколлагеновые белки кости, направлена настоящая экспериментальная работа

Цель. Доклиническая оценка на экспериментальных моделях новой композиции остеоинтегративного геля на основе коллагена, синтетического гидроксиапатита и с введением в его состав неколлагеновых белков костл. Задачи:

1. Оценить динамику заживления костной раны челюсти при использовании коллагенового геля с гидроксиапатитом и неколлагеновыми белками кости в эксперименте на молодых половозрелых крысах

2. Изучить особенности заживления костной раны челюсти при использовании коллагенового геля с гидроксиапатитом и неколлагеновыми белками кости в эксперименте на «старых» крысах

3. Определить особенности заживления костной раны челюсти при использовании коллагенового геля с гидроксиапатитом и неколлагеновыми белками кости в эксперименте на «старых» крысах в условиях иммунодефицитного состояния

4. Изучить характер заживления костного дефекта в челюсти при его заполнении коллагеновым гелем с гидроксиапатитом и неколлагеновыми белками кости в эксперименте на собаках

5. Дать оценку применения коллагенового геля с гидроксиапатитом и неколлагеновыми белками кости в сочетании с мембраной «Пародонкол» для ускорения заполнения костной раны челюсти в эксперименте на собаках

Научная новизна

Научной новизной являются данные о том, что введение в костную рану гелевой композиции коллаген/гидроксиапатит/неколлагеновые белки кости (КГ/ГАП/НБК) приводит к сдвигу фаз костной регенерации на более ранние сроки и способствует ускорению заживления дефекта ветви нижней челюсти Впервые показано, что ускорение репарации костной ткани при введении в рану остеопластического коллагенового геля с НБК проявляется в более раннем заполнении дефекта костными балочками на фоне активной сосудистой реакции и перестройки с участием остеокластов Регенерация кости нижней челюсти у «старых» крыс с нормальным иммунитетом идет медленнее, чем у молодых животных Еще больше отстают темпы регенерации кости у старых животных с иммунодефицитным состоянием Введение этим животным в костную рану геля, содержащего НБК, приводит к сокращению объема деструктивных изменений и увеличению количества сосудов, врастающих в зону дефекта Однако полной нормализации

репаративного процесса не происходит Новыми являются данные о том, что сочетанное применение мембраны «Пародонкол» и коллагенового геля, содержащего ГАП и НБК, в области экспериментально воспроизведенных костных дефектов на альвеолярном отростке собак, приводило к ускорению заживления костной раны благодаря построению костного вещества и его оссификации

Практическая значимость

Разработан и экспериментально апробирован на модели костной раны челюсти крыс и собак состав остеоинтегративного геля на основе коллагена, содержащего синтетический гидроксиапатит и неколлагеновые белки кости При разработке новых композиций остеопластических гелей для стоматологии и челюстно-лицевой хирургии обоснована необходимость их испытания на экспериментальных моделях костного дефекта челюсти животных с нормальным и сниженным иммунитетом

Применять коллагеновый гель нового состава с неколлагеновыми белками кости целесообразно в сочетании с мембраной для направленной регенерации костной ткани, которая способствует восстановлению костного дефекта Рекомендуется проведение клинической апробации коллагенового геля, содержащего синтетический гидроксиапатит и неколлагеновые белки кости геля в стоматологии и челюстно-лицевой хирургии Соотношение компонентов геля, источники их получения, консистентность и метод стерилизации следует уточнить в соответствии с имеющимся законодательством и условиями применения в клинике.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Ускорение репарации костной ткани при введении в рану челюсти молодых крыс коллагенового геля содержащего гидроксиапатит и неколлагеновые белки кости проявляется в более раннем заполнении дефекта анастомозирующими новообразованными костными

баночками на фоне неоваскулогенеза, активной сосудистой реакции и явлениями перестройки с участием остеокластов В результате регенерации и перестройки новообразованная костная ткань через 90 сут после нанесения травмы теряет границу с окружающей костной тканью

2. Регенерация нижней челюсти у «старых» крыс идет медленнее, чем у молодых животных Значительно отстают темпы регенерации кости у старых животных с иммунодефицитным состоянием, которым вводили в костную рану коллагеновый гель, содержащий гидроксиапатит, но без неколлагеновых белков кости Особенностью регенерации кости у животных с иммунодефицитом является развитие деструктивных процессов и ослабление остеобластической реакции на фоне снижения интенсивности ангиогенеза

3. У животных с иммунодефицитным состоянием, которым в костную рану челюсти вводили коллагеновый гель, содержащий гидроксиапатит и неколлагеновые белки кости, объем деструктивных изменений сокращается, и возрастает количество сосудов, врастающих в зону дефекта

4. Применение мембраны «Пародонкол» на основе коллагена и гидроксиапатита способствует осуществлению костно-регенераторного процесса в дефектах альвеолярных отростков собак Гелевая композиция на основе коллагена и гидроксиапатита, введенная в костные дефекты, оссифицируется, построение костного регенерата в ее присутствии протекает более активно Сочетанное применение мембраны «Пародонкол» и коллагенового геля, содержащего гидроксиапатит и неколлагеновые белки кости, в область экспериментально воспроизведенных костных дефектов приводит к оптимальному эффекту, который выражается в ускорении заживления костной раны благодаря построению костного вещества и его оссификации

Апробация работы

Основные положения и результаты исследований по теме диссертации доложены и обсуждены на III Всероссийской научно-практической конференции «Образование, наука и практика в стоматологии» 07 02 06 г, на совместном совещании сотрудников кафедры госпитальной терапевтической стоматологии и кафедры патофизиологии стоматологического факультета ГОУ ВПО МГМСУ Росздрава 27 06 07 г Личное участие соискателя в разработке проблемы

Все исследования по теме диссертации выполнены соискателем лично или при его непосредственном участии

Внедрение результатов работы

Результаты исследования внедрены в дальнейшую научную работу на кафедре госпитальной терапевтической стоматологии ГОУ ВПО МГМСУ Росздрава, а также в учебный процесс и научную работу кафедры патологического физиологии стоматологического факультета ГОУ ВПО МГМСУ Росздрава.

Публикации

По теме диссертационного исследования опубликовано 4 научные работы, в том числе 1 работа в журнале, рекомендованном ВАК Минобрнауки РФ

Объем и структура диссертации.

Диссертация изложена на 141 странице машинописного текста Состоит из введения обзора литературы и глав «Материалы и методы исследования», «Собственные результаты», обсуждения, заключения, выводов, практических рекомендаций, списка литературы, состоящего из 205 источников, из них 76 отечественных и 129 иностранных Диссертация иллюстрирована 75 рис

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Материалы и методы

Решение основных задач работы, которые заключались в разработке остеопластического геля, состоящего из коллагена, гидроксиапатита и неколлагеновых белков кости (КГ/ГАП/НБК), способствующего заживлению костного дефекта челюстей, проводилось в эксперименте на крысах и собаках

Выполнено 2 серии опытов на 54 крысах

В первой серии были использованы молодые белые лабораторные крысы линии Вистар (24 особи) массой 180-220 г, которых поровну разделили на 2 группы контрольную и опытную Животным обеих групп в области угла ветви нижней челюсти под гексеналовым наркозом создавали сквозной дефект твердосплавным бором №3 на малых оборотах В дефект челюсти крыс 1-й группы (контрольная группа) гель вводили гель КГ/ГАП без НБК Во 2-й группе (опыт) в костный дефект вводили основную композицию геля -КГ7ГАШНБК Во время операции гель из шприца через толстую иглу вводили в дефект ветви челюсти и для предотвращения его вытекания закрывали с обеих сторон тонкими коллагеновыми мембранами, которые применяются для изготовления остеопластического материала «Пародонкол» Животных выводили из опыта в сроки 15,30,60 и 90 сут введением избыточной дозы гексенала Челюсти выделяли, фиксировали в 10% нейтральном формалине и после общепринятой гистологической обработки заливали в парафин Срезы толщиной 7-8 мкм окрашивали гематоксилином и эозином и рассматривали в световом микроскопе

Во второй серии были использованы крысы в возрасте около 11-12 мес, массой 300-350 грамм В этом возрасте крысы практически не растут, их можно отнести к «старой» популяции животных Экспериментальные животные 2-й серии опытов (30 крыс Вистар) были разделены на 3 равные группы по 10 особей в каждой 1-я группа - животные с нормальным

иммунным статусом (контроль), 2-я и 3-я группы - с иммунодефицитным состоянием (ИДС), вызванным введением антиметаболита циклофосфана (Мустафаев Муслим Ш , Гемонов В В , Воложин А И ,1999)

Умеренную степень ИДС воспроизводили во 2-й и 3-й группах вт орой серии опытов посредством парентерального введения антиметаболита циклофосфана в дозе 25 мг/кг на инъекцию. Препарат разводили на физиологическом растворе и вводили крысам под кожу бедра по 0,5 мл. Сначала по инъекции двое суток подряд, затем, для поддержания ИДС, циклофосфан вводили в той же дозе (25 мг/кг, однократно) с периодичностью 10 сут Оперативное вмешательство проводили на 10-й день после начала введения циклофосфана, когда у животных развилось иммунодефицитное состояние

Животным всех групп в области угла ветви нижней челюсти под гексеналовым наркозом создавали сквозной дефект твердосплавным бором №3 В дефект челюсти крыс 1-й группы гель не вводили В костный дефект крыс 2-й группы вводили гель КГУГАП без НБК В 3-й группе в костный дефект вводили основную композицию геля - КГ/ГАП/НБК Таким образом, нами оценивалось влияние НБК в составе геля на регенерацию костной ткани у животных в условиях иммунодефицитного состояния

Методика выделения морфогенетических НБК заключалась в следующем Диафизы трубчатых костей свиней освобождали от параоссальных тканей и измельчали Далее, в результате последовательного применения стандартных процедур декальцинации, диссоциативного экстрагирования, высаливания (К.С Десятниченко, 1997), получали раствор НБК и гранулы внеклеточного матрикса Коммерческий 2%-ный коллагеновый гель (КГ) помещали в диализный мешок и освобождали от остатка уксусной кислоты посредством диализа против дистиллированной воды с трехкратной ее сменой в течение 24 ч не реже, чем через 4 ч К диализированному коллагену добавляли раствор неколлагеновых белков костной ткани, перемешивали до получения гомогенного гелевого раствора

В полученный гель небольшими порциями при постоянном перемешивании вносили ГИДРОКСИАПОЛ ГАП 85 уд (НПО ЗАО «Полистом») в весовой доле 12 - 15 % Перемешиванием добивались максимальной гомогенности, после чего помещали в вакуум-эксикатор, который эвакуировали с помощью мембранного насоса-компрессора в течение 1 ч Деаэрированный материал фасовали в одноразовые шприцы (объемом 2 мл), которые запаивали в двухслойные полиэтиленовые мешки и стерилизовали гамма-излучением

Во время операции на животных гель из шприца через толстую иглу вводили в дефект ветви челюсти и для предотвращения его вытекания закрывали с обеих сторон очень тонкими коллагеновыми мембранами, которые применяются для изготовления остеопластического материала «Пародонкол» Животных выводили из опыта избыточной дозой гексенала в сроки 15 и 30 сут после операции Челюсти выделяли, фиксировали в 10% нейтральном формалине и после общепринятой гистологической обработки заливали в парафин Срезы толщиной 7-8 мкм окрашивали гематоксилином и эозином и рассматривали в световом микроскопе

Опыты на собаках

В опыт были взяты 4 беспородных собаки обоего пола в возрасте 1,5-3 года (возраст определяли по состоянию зубов) массой от 8 до 11 кг Под каллипсоловым наркозом с предварительной премедикацией элениумом животное было фиксировано на спине в станке для хирургического вмешательства. Последовательно, вначале на верхней, а затем на нижней челюсти острым одноразовым скальпелем делали разрез и отсепаровывали прикрепленную десну в области больших и малых клыков Затем, на альвеолярной кости в области проекции корней этих зубов с помощью фрезы диаметром 3 мм были созданы дефекты глубиной около 2-3 мм Использована бормашина со скоростью вращения не более 400 об/мин с постоянным орошением физиологическим раствором для предотвращения

перегревания кости. Всего на челюстях одной собаки было сделано 12 дефектов, по три на каждой стороне верхней и нижней челюстей

1-я группа - контроль Три дефекта на альвеолярной кости не были заполнены испытуемыми материалами, костная рана заживала под сгустком крови

2-я группа - Пародонкол Три дефекта закрыты мембраной «Пародонкол» производства ЗАО НПО «Полистом» Мембрана перекрывала края дефекта на 2 мм

3-я группа - Коллагеновый гель с гидроксиапатитом Три дефекта были заполнены коллагеновым гелем, содержащим ГАП в виде порошка (1 . 1 по весу) и неколлагеновые костные белки Густая композиция геля позволяла ему достаточно прочно удерживаться в дефекте

(4-я группа - основная) Три дефекта заполнены коллагеновым гелем, содержащим ГАП и неколлагеновые белки кости Сверху наложена мембрана «Пародонкол»

Животные были выведены из опыта через 2 и 4 мес после операции внутривенным введением избыточной дозы гексенала Эти сроки достаточны для реализации регенераторного потенциала поврежденной костной ткачи и изучения заживления костного дефекта под влиянием гелевых композиций Челюсти выделялись, распиливались на фрагменты, соответственно четырем группам, фиксировались в 10% нейтральном формалине, рентгенологически уточняли локализацию дефекта Материал деминерализовали в трилоне Б Дальнейшая обработка, приготовление и окраска препаратов гематокси 1ин-эозином проводилась традиционно

Результаты исследования

В серии опытов с молодыми крысами получены следующие результаты

У контрольных интактных молодых крыс (1-я группа) дефект челюсти, у которых был заполнен коллагеновым гелем с ГАП без НБК, выделено 3 фазы заживления костной раны.

В первую фазу через 15 сут после операции в зоне травмы сохранялись остаточные явления воспалительной реакции с диффузным распределением лейкоцитов. Начальные этапы восстановительного процесса выражались в костеобрачован и и на границе сохранившихся стру ктур. Остальная часть дефекта в этот период заполнена соединительной тканыо. Большое количество расположенных здесь сосудов ми кр о ц яр ку л яторн ого русла обеспечивает проникновение периваскулярных клеток, способных дифференцироваться в клетки остеобластического дифферона (Рис.1).

Рис Л» Контроль. 1.5 сут после нанесения травмы. Начало регенераций костной ткани Образование костных балочек (1) на границе с сохранившимися костными структурами (2). Окраска гематоксилином и эозином, Ув. 10. Об. 10,

Вторая фаза регенерации характеризуется активным процессом построения костной ткани в зоне дефекта, что происходит к 30-е сут опыта. В зоне дефекта костные балочки расположены на сохранившихся костных структурах и окружены остеобластами с резко базофилыюй цитоплазмой. Между б ал очкам и вновь образованной ко ста еше сохраняется рыхлая волокнистая соединительная ткань, богатая клеточными элементами и кровеносными сосудами (Рис.2). По всей зоне травмы видны расширенные и гиперемированные кровеносные сосуды. В целом, происходящие в этот срок изменения можно охарактеризовать как активную фазу регенерации.

Рис.2. Контроль. 30 сут после нанесения травмы, В межйалочковых яроиежутхах вновь образованной кости располагались разнообразные клеточные элементы. Окраска гематоксилином и эозином. Ув. 10. Об, 40,

Через 60 сут после нанесения травмы наступает 3-я фаза сепаративного процесса, когда морфологическая картина в зоне травмы, по сравнению с предыдущим сроком, существенно меняется. Новообразованная кость заполняет всю зону травмы анастомозирующими баяочками, промежутки между которыми значительно меньше, чем на 30-е суг. Но в центре дефекта балочки располагались более редко, чем на периферии.

Тогда же уменьшилось содержание в межбадочковых промежутках кровеносных сосудов. По ходу балок новообразованной кости встречаются многоядерные остеокласты, лежащие в лакунах, что говорит о перестройке костной ТКанн одновременно с ее формированием. В этот период происходит активная: перестройка новообразованной кости (Рис.3).

Рис.3, Контроль. 60 сут после нанесения травмы. Остеокласты (1), расположенные по ходу балочек новообразованной кости. Окраска гематоксилином и эозином. Ув. 10. Об. 40.

К 90-м сут дефект почти полностью заполнен полноценной новообразованной костной тканью со всеми признаками ее физиологической перестройки. Однако составные части такого регенерата еще имеют ражую

J

степень дифференциации. Между костными балочками новообразованной кости выявляются элементы волокнистой ткани, хотя костная ткань регенерата в основном представлена пластинчатой костью. Хорошо различима граница между новообразованной костью и костью сохранившейся после травмы (Рис.4).

|1 Г ^ач^;

Рис.4. Контроль. 90 сут после нанесения травмы. Граница (I) между новообразованкой костью (2) и костью, сохранившейся после травмы (3). Окраска гематоксилином и эозином. Ув. 10. Об. 40.

Во 2-й группе крыс введение в костную рану гелевой композиции с НБК не приводит к качественному изменению динамики репаративного процесса в ветви челюсти, сохраняются те же фазы регенерации. В 1-ю фазу регенерации, на 15-е сут в основной группе по Сравнению с контрольной преобладает процесс новообразования костной ткани над рыхлой соединительной тканыо, то есть ускоряется наступление 2-й фазы регенерации. Об этом также свидетельствует наличие крупных остеобластов вокруг новообразованных костных балочек (Рис,5).

Рис.5. Омыт. 15 сут после нанесения травмы. Вокруг новообразованных костных бал о чек (1) Видны крупные остеобласты (2). Окраска гематоксилином и эозином. Уа. 10. Об. 40.

На 30-е сут вся зона травмы заполнена штстомозирующими между собой новообразованными костными балочками, имеющими мазаичную картину. По сравнению с предыдущим сроком (15 сут), балочки становились крупнее, в их основном веществе располагались остеоциты. В составе регенерата новообразованная кость явно преобладала над остальными тканевыми компонентами, что приближает эту картину к той, которая получена на 60-е сут в контрольной серии опытов (Рис.6). По сравнению с предыдущей группой здесь происходит усиление неоваскулогенеза и активизация пролиферативных процессов.

Рис.6. Опыт. 30 сут после нанесения травмы. Мозаичная картина новообразованных костных балочек. Окраска гематоксилином и эозином. Ув. 10. Об. 10,

В 3-ю фазу регенерации на 60-е сут после нанесения травмы вся зона травмы заполнена новообразованной костью, представленной анастомозирующими костными балочками. Балочки становятся шире, а их окраска все больше напоминает окраску сохранившихся участков кости, что говорит о продолжающейся минерализации вновь образованной костной ткани (Рис.7).

Ряс,7. Опыт. 60 сут после нанесения травмы. Зона травмы заполнена новообразованной костной тканью. Окраска гематоксилином и эозином. Ув. 10. Об. 10.

По периферии дефекта вновь образованные костные балочки спаяны с сохранившейся здесь пластинчатой костной тканью.

Через 90 сут опыта нарастали процессы минерализации вновь образованных костных структур, дальнейшая перестройка и усложнение конфигурации костных бмочек, которые по окраске и строению не отличались от сохранившейся костной ткани. Граница между ними становилась практически неразличимой (Рис.8). В некоторых б ал очках встречались отдельные остеокласты, участвующие в процессах перестройки. Содержание кровеносных сосудов в зоне регенерата было снижено по сравнению с предыдущим сроком наблюдения.

Рис,8 Опыт. 90 сут после нанесения травмы. Костный регенерат из пластинчатой кости, заполняющий зону травмы. Окраска гематоксилином и эозином. Ув. 10. Об. 10.

Таким образом, новая композиция геля на основе коллагена, гидроксиапатига и неколл are новых белков кости способствует заживлению искусственно созданного дефекта ветви нижней челюсти крыс. В осуществлении стимулирующего эффекта геля важная роль принадлежит трем механизмам: I- активизации сосудистой реакции, которая обеспечивает транспорт осте о генных клеток-нредшественников в зону травмы и их дифференцировку в зрелые остеобласты, 2- реализации потенциала местных остеопрогениторных клеток в зоне травмы, 3 - фиксации собственных факторов роста на коллагене и ГйДроксиапатите.

На втором этане работы была изучена регенерация костной раны на ветви челюсти «старых» животных, в том числе в условиях иммунодефицитного состояния.

У животных данной серии опытов (контроль) ¡1а 15-е сут опыта видно образование молодых костных балочек в области зоны травмы, а промежутки между костными балочками заполнены рыхлой тканью, богатой разнообразными клеточными элементами (Рис.9).

Рис. 9. Контроль, 15 сут после нанесения травмы. Животное с нормальным иммунным статусом. Образование молодых костных балочек в области зоны травмы. Окраска гематоксилином и эозином. Ок. 10, об. 10.

Искусственно созданный дефект челюсти, заживающий под кровяным сгустком, то есть без гелевой субстанции полностью не заполнялся регенерирующей костной тканью и в течение 30 сут. Регенерация у «старых» животных идет медленнее, чем у молодых крыс (Рис 10).

Рис.10. Контроль, 30 сут после ншесекия травмы. Животное с нормальным иммунным статусом. Новообразованные костные балочки полностью не перекрывают зону травмы. Окраска гематоксилином и эозином. Ок, 10, об. 10.

Значительно отстают темпы регенерации кости у животных 2-й группы того же возраста с иммунодефицитным состоянием, которым вводили в костную рану коллагеновый гель, содержащий только ГАП. На 15-е сут обнаружены проявления некроза участков костной ткани в зоне травмы, а также изменения тиикториальных свойств сохранившейся кости. В

некоторых участках наблюдалась резкая базофидия, видно также скопление лейкоцитов в центре зоны травмы, что говорит о сохраняющихся явлениях воспаления (Рис 11).

Рис.И. ИДС + 1'К/ГАП, 15 сут после нанесения травмы. Животное с иммунодефицитом. Резкие проявления некроза участков костной ткани в зоне травмы. Окраска гематоксилином и эозином. Ок. 10, об. 10.

На 30-е сут в этой группе сохраняются деструктивные процессы и ослабленная остеобластическая реакция на фоне снижения интенсивности развития сосудов. Нередко видны многоядероые остеокласты в участках кости, расположенных вблизи зоны воспаления (Рис.12). В данной группе под влиянием геля на ряде препаратов видны также новообразованные костные балочки, связанные с сохранившейся костной тканью по периферии дефекта, а также гиперемированиые сосуды между костными балочками новообразованной кости.

Рис.12. ИДС + ГК/ГАП. 30 сут после нанесения травмы. Животное с иммунодефицитом. Многоядерные остеокласты в участках кости, расположенных вблизи зоны воспаления. Окраска гематоксилином и эозином. Ок. 10, об, 40.

У животных с имму но дефицитным состоянием, которым в костную рану вводили гель, содержащий помимо ГАТТ также и НБК, объем деструктивных изменений уже на 15-е сут сокращался, и возрастало количество сосудов, врастающих в зону дефекта. На препаратах видны новообразованные костные балочкя, растущие от периферии к центру (Рис, 13). Вокруг сосудов в основном происходило образование костной ткани, благодаря активации клеточной реакции, однако полной нормализации реиаративного процесса «се же не происходило. Эффективность применения геля, содержащего коллаген, ГАТТ и НБК обусловлена активацией ангисгенеза, благодаря чему усиливается также и построение костной ткани.

Ряс. 13, ИДС+ГК/ГА П/НБК. 15 сут после нанесения травмы. Животное с иммунодефицитом и введением геля с НБК. Новообразованные костные балочки, растущие от периферии к центру дефекта. Окраска, гематоксилином к эогяном. Ок. 10, об. 40.

На 30-е сут видна новообразованная костная ткань в виде переплетающихся балочек по ходу которых имеются остеокласты, которые свидетельствуют о перестройке новообразованной костной ткани. Однако темпы регенерации в этой группе с ЯДС, несмотря па использование геля, все же несколько отставали от группы контроля (Рис.14).

Таким образом, введение в состав остеоинтегративною геля нек оплате новых белков кости способствует активации регенераций костной ткани при имму но дефицитном состоянии, вызванном у «старых» животных введением антиметаболита циклофосфана.

Рис.14. ИДС+ГК/ГАПУНБ К. 30 сут после нанесения травмы Животное с иммунодефицитом и введением геля с НБК. Новообразованная костная ткань в виде переплетающихся балочек, По ходу балочек видны остеокласты. Окраска гематоксилином и эозином. Ок. 10, об. 10.

Исследование и» собаках.

В дефектах челюсти, которые не были закрыты мембраной или в них не вводили композиции геля, регенерация происходила очень слабо в связи с тем, что дефект заполнялся рыхлой соединительной тканью, препятствующей репаративному процессу.

У подопытных животных с мембраной «Пародонкол» без ГАП-геля и НБК, то есть во 2-й группе, через 2 мес после травмы темпы регенерации были умеренные. После начала опыта виден участок резкого утолщения и гомогенизации мембраны (Рис.15).

Рис.15, Мембрана «Пародонкол». 2 мес после начала опыта. Участок резкого утолщения и гомогенизации мембраны Окр. гематоксилин-эозином, х 160.

Через 4 мес процесс разволокнения мембраны нарастает на фоне усиления регенерации кости (Рис. 16).

Рис Л 6. Мембрана «Пародонкол». 4 мее после начала опыта. К мембране (слева) подлежат регенерирующие костные балочки. Окр. гематоксилин-эозином, х 160.

В 3-й группе введение Г АН и НБК, но без применения «Пародонкола» изменило ход репаративной регенерации челюсти, Так, через 2 мес опыта, происходило отложение остеоида на периферии депозита композиции, содержащей гранулы ГАПи НБК (Рис.17).

РисЛ7. Композиция КГЛШК. 2 мес опыта. Отложение остеоида на периферии депозита композиции. Окр. гематоксилин-эозином, х 200.

Через 4 мес процесс оссификации депозита прогрессирует, зона остеоидного вещества продвигается к центру депозита. Характерно, что депозиты композиции, располагавшиеся вне кости, оссификации не подвергались. То есть для оссификации депозита необходим контакт с костной тканью.

Рис.18. Композиция КГ/НБК. 4 мес опыта. Процесс оссификации депозита прогрессирует, зона остеоидного вещества продвигается к центру депозита. Окр. гематоксилин-эозином. х 250.

В 4-й группе с об местное применение мембраны «Пародонкол» и композиции, содержащей ГАП и НБК, привело к оптимальному результату, особенно это выявлялось на 4-й мес после нанесения травмы, когда происходит замуровывание ми кр о фрагментов в компактизирующуюся ново обр азо ванн уто костную ткань {Рис,19).

Рис.19. «Пародонкол» + КГ/НБК». 4 мес опыта. Остатки оссифицированных депозитов композиции (но центру) замурованы в новообразованную костную ткань. Окр. гематоксилин-эозином, х 160,

Таким образом, применение мембраны «Пародонкол» на основе коллагена и гидрокси апатита способствует осуществлению костно-регенераторного процесса в дефектах альвеолярных отростков, Гелевая композиция на основе коллагена и гидрокеиапатита, введенная в костные дефекты, оссифнцируется. Построение костного регенерата в ее присутствии протекает более активно. Сочетанное применение мембраны «Пародонкол» и коллагенового геля,

содержащего ГАП и неколлагеновые белки кости в сбласть экспериментально воспроизведенных костных дефектов вызвало эффект, выражающийся в ускорении заживления костной раны благодаря построению костного вещества и его оссификации

ВЫВОДЫ

1. Ускорение репарации костной ткани при введении в рану челюсти коллагенового геля, содержащего гидроксиапатит и неколлагеновые белки кости, проявляется в более раннем заполнении дефекта анастомозирующими новообразованными костными балочками на фоне неоваскулогенеза, активной сосудистой реакции и явлениями перестройки с участием остеокластов В результате регенерации и перестройки новообразованная костная ткань через 90 сут после нанесения травмы теряет границу с окружающей костной тканью

2. Регенерация костной ткани нижней челюсти у «старых» крыс идет медленнее, чем у молодых животных Значительно отстают гемпы регенерации кости у «старых» животных с иммунодефицитным состоянием, которым вводили в костную рану коллагеновый гель, содержащий гидроксиапатит, но без неколлагеновых белков кости Особенностью регенерации кости у животных с иммунодефицитом является развитие деструктивных процессов и ослабление остеобластической реакции на фоне снижения интенсивности ангиоггнеза

3. У животных с иммунодефицитным состоянием, которым в костную рану челюсти вводили коллагеновый гель, содержащий гидроксиапатит и неколлагеновые белки кости, объем деструктивных изменений сокращается, и возрастает количество сосудов, врастающих в зону дефекта Вокруг кровеносных сосудов активно формируется костная ткань, однако полной нормализации репаративного процесса не происходит

4. Применение мембраны «Пародонкол» на основе коллагена и гидроксиапатита способствует осуществлению костно-регенераторного процесса в дефектах альвеолярных отростков собак Гелевая композиция на основе коллагена и гидроксиапатита, введенная в костные дефекты, оссифицируется, построение костного регенерата в ее присутствии протекает более активно Сочетанное применение мембраны «Пародонкол» и коллагенового геля, содержащего гидроксиапатит и неколлагеновые белки кости, в область экспериментально воспроизведенных костных дефектов приводит к оптимальному эффекту, который выражается в ускорении заживления костной раны благодаря построению костного вещества и его оссификации

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

1 При разработке новых композиций остеопластических гелей для стоматологии и челюстно-лицевой хирургии рекомендуется их испытание на экспериментальных моделях костной травмы челюсти крыс с нормальным и сниженным иммунитетом

2. Испытания остеопластического геля рекомендуется также проводить на другой модели - заполнении искусственного дефекта альвеолярного отростка челюсти собак, строение костной ткани у которых близко к строению кости человека На данной модели возможно комбинированное применение геля с мембраной для направленной регенерации костной ткани

3. В стоматологии и челюстно-лицевой хирургии рекомендуется проведение клинической апробации коллагенового геля, содержащего синтетический гидроксиапатит (в виде порошка и гранул) и неколлагеновые белки кости Соотношение компонентов геля, источники их получения и метод стерилизации уточняется в соответствии с законодательством и условиями применения в клинической практике

СПИСОК РАБОТ ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1 Воложин А И, Коротеев А А, Гемонов В В, Десятниченко К С, Курдюмов С Г Влияние остеопластического геля с морфогенетическими белками на регенерацию костной ткани в эксперименте // Дентал-Форум.-2006 -№1 -С 19-26

2 Коротеев А А Влияние остеопластического геля с неколлагеновыми морфогенетическими белками на регенерацию костной ткани в эксперименте. //Труды XXVIII Итоговой конференции общества мо тодых ученых МГМСУ/МГМСУ - Москва, 2006 - стр 167

3 Коротеев А А, Гемонов В В, Десятниченко К С Влияние остеопластического геля с неколлагеновыми белками кости на регенерацию костной ткани у «старых» крыс с иммунодефицитным состоянием// Материалы III Всероссийской научно-практической конференции «Образование, наука и практика в стоматологии». - Москва, 2006 - С.77-78

4 Воложин А И, Гемонов В В, Десятниченко К С, Коротеев А А, Курдюмов С.Г Экспериментальное обоснование эффективности применения остеопластического геля с морфогенетическими белками для оптимизации заживления костной ткани челюсти // Российский стоматологический журнал -2006 - № 6 - С 4-7

Заказ № 626. Объем 1 п.л Тираж 100 )ю

Отпечатано в ООО «Петроруш». г Москва, ул Палиха-2а, тел 250-92-06 www postator.ru