Автореферат и диссертация по медицине (14.01.14) на тему:Экспериментально-клиническое обоснование применения пористых материалов на основе сплава никелида титана для наращивания объема костной ткани в зонах дентальной имплантации

На правах рукописи

АЗИЗОВА ДИНА АНВАРОВНА

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНО-КЛИНИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ПРИМЕНЕНИЯ ПОРИСТЫХ МАТЕРИАЛОВ НА ОСНОВЕ СПЛАВА НИКЕЛИДА ТИТАНА ДЛЯ НАРАЩИВАНИЯ ОБЪЕМА КОСТНОЙ ТКАНИ В ЗОНАХ ДЕНТАЛЬНОЙ ИМПЛАНТАЦИИ

14.01.14 - стоматология

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата медицинских наук

'7 т ?т

Казань 2012

005048524

005048524

Работа выполнена в Государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Казанский государственный медицинский университет» Министерства здравоохранения Российской Федерации.

Научный руководитель: доктор медицинских наук, профессор

Хафизов Раис Габбасович

Официальные оппоненты: Ксембаев Сайд Сальменович

доктор медицинских наук, профессор, ГБОУ ВПО «Казанский ГМУ» Министерства здравоохранения Российской Федерации, профессор кафедры стоматологии детского возраста;

Никитин Александр Александрович

доктор медицинских наук, профессор, ГБУЗ МО МОНИКИ им. М.Ф.Владимирского, заведующий кафедрой челюстно-лицевой хирургии и хирургической стоматологии

Ведущая организация: ГБОУ ВПО «Самарский государственный

медицинский университет» Министерства здравоохранения Российской Федерации

Защита состоится «-?/ ъШшуиЯ 20 ЬУ. в /О часов на заседании диссертационного совета Д 20034.02 при ГБОУ ВПО «Казанский государственный медицинский университет» Министерства здравоохранения РФ по адресу: 420012, г. Казань, ул. Бутлерова, д. 49.

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке ГБОУ ВПО «Казанский государственный медицинский университет» Министерства здравоохранения РФ по адресу: 420012, г. Казань, ул. Бутлерова, д. 496.

Автореферат диссертации разослан « »^^¿С&^гЯ- 2012

Ученый секретарь диссертационного совета, доктор медицинских наук, ' _

профессор ¿От Ситдикова Ирина Дмитриевна

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность проблемы. В настоящее время известно большое количество способов пластики костных дефектов альвеолярного отростка челюстей, однако применяемые материалы не всегда удовлетворяют предъявляемым к ним требованиям (Кулаков А.А., 2003; Дамбаев Г.Ц., 2009; Никитин А.А., 2010; Daculsi G., 2000). Традиционная аутопластика позволяет решить проблему наращивания объема костной ткани, но высокая травматичность, техническая сложность и длительность оперативного вмешательства, «болезнь» трансплантата — являются основными ее недостатками (Springfield D., 1996; Ihara К., Doi К., 1999). Активное использование в качестве остеопластического материала металлов, керамики и полимеров частично решает задачу замещения костных дефектов. (Мамчиц Е.В., 2009; Wenz, В., 2011). Однако отсутствие пластичности, недостаточная биологическая инертность, повреждение тканей «продуктами износа», высокая стоимость ограничивают их применение.

При выполнении наращивания объема костной ткани необходимо, чтобы материал по поведению был подобен живой ткани: проявлял достаточную эластичность, обладал биохимической и биомеханической совместимостью со средой организма, электрохимическим поведением, был легко моделируемым.

Наиболее близок к данным свойствам высокоэластичный пористый проницаемый сплав никелида титана, который имеет физико-механические свойства, величину гистерезиса, близкие к костной ткани, обладает биохимической и биомеханической совместимостью с тканями организма.

В литературе за последние годы появились исследования, проведенные на основе применения сплава никелида титана в стоматологии в качестве материала для изготовления зубных протезов, ортодонтических, челюстно-лицевых аппаратов, дентальных имплантатов и др. (Гюнтер В.Э., Миргазизов М.З., Хафизов Р.Г., 2002, 2012; Олесо-ва В.Н., 2006; Сысолятин П.Г., Радкевич А.А., 2009, и др.)

Однако, в доступной литературе в настоящее время нет данных о применении пористого сплава никелида титана в качестве остеопластического материала при направленной тканевой регенерации костной ткани в челюстно-лицевой области. В связи с этим актуальным является экспериментальное обоснование эффективности и клиническая апробация применения пористых материалов из сплава никелида титана в виде пористых гранул и пористой мембраны для восстановления

сегментарного дефекта альвеолярного отростка челюстей при дентальной имплантации.

Цель исследования — изучить особенности формирования объема кости на основе применения материалов и конструкции мембран из пористого никелида титана при направленной тканевой регенерации.

Для достижения поставленной цели сформулированы следующие задачи:

1. Исследовать динамику образования костной ткани при создании объема кости в эксперименте на собаках с использованием пористой мембраны из сплава никелида титана.

2. Провести анализ и оценить особенности формирования кости при замещении костных дефектов пористым порошком и пористой мембраной из никелида титана.

3. Изучить плотность костной ткани, сформированной при использовании пористых гранул и пористой мембраны из никелида титана.

4. Разработать и обосновать методику наращивания костной ткани в зонах имплантации с дефектом альвеолярного отростка с применением пористых мембран и гранул из никелида титана.

5. Провести клиническую апробацию использования материалов и конструкций мембран из пористого никелида титана на пациентах с недостаточным объемом кости при дентальной имплантации.

Предмет и объект исследования. Предметом исследования явилось изучение новообразованной ткани при формировании объема кости на основе применения материалов и конструкции мембран из пористого никелида титана. Объектом исследования явились пациенты, получивщие зубные протезы с опорой на внутрикостные дентальные имплантаты, а также экспериментальные животные (собаки).

Методы исследования. В работе использовались современные методы исследования в области стоматологии, включающие экспериментально-морфологические, макроскопические, рентгенологические, радиовизиографические, клинические, лабораторные и статистические.

Научная новизна

• Впервые изучены и выявлены особенности формирования кости на основе применения материалов и конструкции мембран из пористого никелида титана для направленной тканевой регенерации в эксперименте на собаках.

• Впервые применена методика глубокого травления по Миргазизову при подготовке костных блоков «пористый порошок из сплава никелида титана — новообразованная ткань» для гистологического

исследования, что позволило изучить новообразованную ткань не только вокруг пористого материала гранулированного порошка из сплава никелида титана, но и внутри самих пор.

• Создана пористая мембрана из сплава никелида титана по форме гребня альвеолярного отростка для направленной тканевой регенерации кости при дефиците объема и качества костной структуры в области отсутствующих зубов челюстей.

• Впервые для направленной тканевой регенерации использован пористый порошок из сплава никелида титана как остеокондуктивный материал при сегментарных дефектах альвеолярных отростков челюстей и атрофии костной ткани вокруг интегрированных имплантатов в отдаленные сроки функционирования.

• Результатами экспериментально-клинической апробации разработанного способа формирования объема при сегментарных дефицитах костной ткани челюстей и атрофиях кости вокруг интегрированных имплантатов в отдаленные сроки функционирования показана перспективность их применения.

Теоретическая и практическая значимость. Проведенное исследование посвящено разработке и изучению новых материалов и конструкции мембраны из пористого порошка никелида титана для направленной тканевой регенерации кости на этапе подготовки и планирования дентальной имплантации.

На основе результатов экспериментального исследования разработана методика наращивания костной ткани с использованием пористого порошка и пористой мембраны из сплава никелида титана при атрофии альвеолярного гребня нижней челюсти с одномоментной дентальной имплантацией.

Результаты исследования могут быть использованы как в практической работе стоматологических медицинских организаций, так и в образовательном процессе при обучении врачей-стоматологов и челюстно-лицевых хирургов.

Положения, выносимые на защиту:

1. Остеопластические материалы на основе никелида титана в виде пористой мембраны и гранулированного пористого порошка обладают остеокондуктивными свойствами при замещении сегментарного дефекта альвеолярной части челюстей и позволяют формировать объем кости не только по ширине, но и по вертикали.

2. Использование пористого порошка из никелида титана в комбинации с остеокондуктивными материалами и мембранной техникой создает благоприятные условия для процессов регенерации и формирования объема и качества кости при сегментарных дефектах

альвеолярных отростков челюстей, сокращая сроки консолидации и созревания кости.

3. Применение пористых гранул никелида титана при направленной тканевой регенерации и при атрофиях костной ткани вокруг интегрированных имплантатов в отдаленные сроки функционирования открывает новые возможности формирования объема кости не только по ширине, но и по вертикали.

Личный вклад соискателя. Все данные, которые были использованы в работе, получены при личном участии соискателя на всех этапах научного исследования. Автором лично проведены эксперименты на 9 собаках, проведено морфологическое исследование регенерации костной ткани в области дефектов альвеолярных отростков челюстей. Принимала участие в разработке пористой мембраны из никелида титана и обосновала методику ее применения для направленной тканевой регенерации. Проведена клиническая апробация разработанных конструкций на 27 пациентах, которым установлены 73 имплантата с восстановлением сегментарных дефектов кости, используя остеопластические материалы и пористые никелид-титановые мембраны.

Апробация работы. Основные материалы диссертации доложены и обсуждены в рамках VIII Всероссийского конгресса по дентальной имплантологии (Казань, 2008); Международной конференции «Биосовместимые материалы с «памятью формы» и новые технологии в медицине» (Томск, 2010); III Всероссийской научно-практической конференции «Здоровье человека в XXI веке» (Казань, 2011); предметно-проблемной комиссии по стоматологии ГБОУ ВПО «Казанский государственный медицинский университет» Министерства здравоохранения РФ (Казань, 2012).

Сведения о публикациях по теме диссертации. По материалам диссертационного исследования опубликовано 13 научных работ, в том числе 2 работы в изданиях, рекомендованных ВАК Министерства образования и науки РФ, 1 патент.

Реализация результатов работы. Результаты диссертационного исследования внедрены в практическую деятельность стоматологической поликлиники ГБОУ ВПО «Казанский государственный медицинский университет» Министерства здравоохранения РФ, ООО «Стоматологическая поликлиника № 9» (г. Казань), стоматологического центра «Имплантстом» г. Казани, стоматологического отделения поликлиники РКБ № 2 МЗ РТ г. Казани.

Результаты диссертационной работы используются в учебном процессе на кафедрах ортопедической стоматологии (ГБОУ ВПО «Казанский государственный медицинский университет» МЗ РФ).

Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 169 страницах машинописного текста, состоит из введения, обзора литературы, материалов и методов исследования, главы собственных результатов исследования, обсуждения полученных результатов, выводов, практических рекомендаций, библиографического списка, содержащего 144 работы, в том числе 27 зарубежных авторов. Работа иллюстрирована 11 таблицами и 135 рисунками.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Материал и методы исследования. Работа выполнена на кафедре ортопедической стоматологии Казанского государственного медицинского университета Минздрава РФ с 2007 по 2012 годы, в соответствии с планом НИР КГМУ.

Для решения поставленных задач были проведены экспериментально-морфологические, статистические, лабораторные, рентгенологические, радиовизиографические, клинические методы исследования, метод глубокого травления по Миргазизову.

Для решения поставленных цели и задач нами были использованы следующие методы и объем исследований (табл. 1).

Таблица 1

Методы и объем исследований

Этап Содержание Метод Объем

1-й Изучение процессов остеоинте грации, протекающих в области НТР с использованием мембран на основе пористого никелида титана на всех сроках наблюдения Морфологический с методикой глубокого травления по Миргазизову 36 костных блоков 162 гистологических препарата

2-й Изучение плотности костной ткани в области НТР на всех сроках наблюдения Денсито-метрическая радиовизио-графия Данные радиови-зиографии 54 костных блоков

3-й Изучение состояния костной ткани в области НТР с использованием мембран на основе пористого никелида Рентгенологический 36 рентгенограмм челюстей собак

Этап Содержание Метод Объем

титана на всех сроках наблюдения.

4-й Создание экспериментальной модели наращивания костной ткани с использованием пористого порошка и пористой мембраны из сплава никелида титана при атрофии альвеолярного гребня нижней челюсти собаки Экспериментально-лабораторный 9 пористых никелид-титановых мембран, 9 целнолитых супраконструкций, 18 непосредственных имплантатов

5-й Патент № 113147 Опытно-конструкторский Пористая никелид-титановая мембрана для направленной тканевой регенерации

6-й Разработка требований, методов и технических подходов лечения больных при атрофии альвеолярного гребня нижней челюсти наращиванием костной ткани с использованием пористого порошка и пористой мембраны из сплава никелида титана в клинике Клинический 73 непосредственных имплантата, 27 пористых никелид-титановых мембран, 27 пациентов

Гистологические исследования выполнены на базе кафедры патологической анатомии Казанского государственного медицинского университета. Эксперименты на собаках проведены на кафедре патологии мелких животных и оперативной хирургии Казанской академии ветеринарной медицины им. Н.Э. Баумана (зав. кафедрой доцент А.И. Фролова).

Клинико-лабораторные исследования проведены на базе стоматологического центра «Имплантстом», в лаборатории НПО «Симпламир» (г. Казань) и в стоматологической поликлинике № 9.

Никелид титана — это интерметаллическое соединение титана и никеля (Тг№), область гомогенности которого колеблется от 2 до 5%. Структура Тл№ идентифицируется как упорядоченная по типу СбС1 (В2)

со степенью порядка 0,8—0,9. Параметр решетки колеблется в зависимости от состава и термообработки от 0,3005 до 0,30040 нм. Температура плавления составляет 124°С. Пористые и беспористые материалы на основе никелида титана удовлетворяют требованиям высокой прочности и пластичности, упругости и жесткости, гибкости и эластичности, износостойкости и вязкости. Наряду с высокими параметрами эффекта памяти формы, сплавы на основе никелида титана отличаются практически полной инертностью в организме человека, что позволяет широко использовать их в качестве имплантатов.

Для исследования динамики образования костной ткани при создании объема кости с использованием пористой мембраны из сплава никелида титана проведены операции направленной тканевой регенерации собакам.

Проведение данного эксперимента состояло из следующих этапов:

1. Создание модели беззубого участка:

а) непосредственно после удаления зубов;

б) после удаления зубов и формирования костной ткани через 3 мес.

2. Создание дефекта кости в области отсутствующих зубов.

3. Заполнение дефекта костной ткани:

а) пористым никелид-титановым порошком в комбинации с наноструктурированным остеопластическим материалом «Сата1ап1-паста-ФОРТЕ Плюс»:

• с пористой никелид-титановой мембраной;

• без мембраны;

б) пористым никелид-титановым порошком:

• с пористой никелид-титановой мембраной;

• без мембраны;

в) наноструктурированным остеопластическим материалом «ОатакпЬпаста-ФОРТЕ Плюс»:

• с пористой никелид-титановой мембраной;

• без мембраны.

4. Установка заранее изготовленной мембраны по форме гребня альвеолярного отростка беззубого участка челюсти.

5. Ушивание раны.

Проведение эксперимента сопровождали рентгенологическими исследованиями и клиническими наблюдениями. Через 1, 3, 6 мес производили забор костных блоков.

Для морфологического исследования процессов, протекающих вокруг пористых материалов, из сплава никелида титана предварительно удаляли пористый порошок, используя методику глубокого травления по Миргазизову, препараты костных блоков декальцинировали, делали

парафиновые срезы и окрашивали гематоксилином и эозином и по Ван Гизону.

Удаление (вытравливание) пористого порошка из сплава никелида титана из костного блока проводили по методике глубокого травления по Миргазизову. Она заключается в следующем: костный блок, содержащий пористые материалы из никелида титана, промывали в проточной воде и помещали в специальный раствор для глубокого травления титана (40% раствор плавиковой кислоты — 220 г; металлический цинк — 100 г; этиленгликоль — 800 г). В результате такого химического активирования через 14 дней происходило растворение пористого порошка из никелида титана (вытравливание) с сохранением окружающей новообразованной ткани.

Затем костный блок промывали в проточной воде, декальцинировали в 10% растворе муравьиной кислоты, изготавливали по стандартной методике парафиновые срезы и окрашивали гематоксилином и эозином, а также по Ван Гизону, проводили гистологическое исследование. Изучение плотности новообразованных тканей проводили методом радиовизиографии.

Оценку плотности костных структур в области вновь сформированной ткани изучали по методике, заключающейся в одномоментной регистрации на пластинке датчика отображения исследуемого объекта с зафиксированным на ней клином (шлиф кости) и передаче изображения на монитор.

При этом определяли нормированный индекс плотности I, равный отношению денситометрических показателей визиографа, регистрируемых в исследуемой области и в области материнской кости (I = 1н/1к). При этом радиовизиографию проводили в нижнем, среднем и верхнем отделах исследуемого костного блока и блока материнской кости.

Результаты собственных исследований и их обсуждение

Для повышения эффективности восстановления частичных дефектов костной ткани альвеолярных отростков челюстей на основе применения пористых мембран, изготовленных из биоинертного материала никелида титана, разработана пористая никелид-титановая мембрана для направленной тканевой регенерации (патент № 113147 от 21.06.2011).

Цель достигается за счет того, что никелид-титановая мембрана выполнена в виде пористой пластины толщиной 0,3 мм, изогнутой по форме гребня альвеолярного отростка. При этом пористость мембраны составляет 50—80%, размер пор — до 350 мкм.

В результате использования предложенной модели пористая структура мембраны создает благоприятные условия для регенерации костной ткани в подмембранном пространстве по заданной форме гребня

альвеолярного отростка, а также способствует хорошей фиксации мембраны на стенках дефекта.

Также мембрана сохраняет заданную форму альвеолярного гребня, что способствует достижению необходимого заданного объема костной ткани при атрофии или дефектах гребня альвеолярного отростка при проведении внутрикостной имплантации.

Мембрана изготовляется из пористого порошка никелида титана методом самораспространяющегося высокотемпературного синтеза по форме гребня альвеолярного отростка.

Используется данная мембрана следующим образом: после предварительно проведенной анестезии делается разрез по гребню альвеолярного отростка в области дефекта, отслаивается слизисто-надкостничный лоскут, дефект заполняется костно-пластическим материалом, одна ножка мембраны вводится под надкостничный лоскут с вестибулярной стороны, а другая — с язычной (небной). Слизисто-надкостничный лоскут ушивается наглухо.

Пористость мембраны составляет от 50 до 80% и создает благоприятные условия, необходимые для жизнедеятельности клеток, а также биологических жидкостей. В результате уменьшается вероятность отторжения. Мембрана обладает остеокондуктивными свойствами, что способствует восстановлению костной структуры.

В результате при использовании предложенной модели, пористая структура мембраны создает оптимальные условия для диффузии питательных веществ и миграции клеток-предшественников остеобластического ряда в область повреждения, обладает барьерными и остеокондуктивными свойствами; создает и удерживает пространство для формирования кости; обладает достаточной резистентностью к агрессивным факторам тканевой среды, что обеспечивает лучшую регенерацию тканей, а также способствует хорошей фиксации мембраны на стенках дефекта за счет заданной формы.

По результатам экспериментального исследования в первой группе, где использовалась пористая мембрана в комбинации пористых никелид-титановых гранул с наноструктурированным остеопластическим материалом «Сата1ап1-паста-ФОРТЕ Плюс», удалось добиться полного сегментарного наращивания костной ткани в области искусственно созданных дефектов в эксперименте на собаках, тогда как во второй группе, где остеопластические материалы использовались без мембраны, наращивания костной ткани по вертикали не наблюдалось.

Через 1 мес во всех наблюдениях первой группы дефект челюсти был закрыт грубоволокнистой костью с балочным строением, по

периферии выявлялись многоядерные остеокласты, в межбалочных пространствах выявлялись кровеносные сосуды (рис. 1).

Рис. 1. Грубоволокнистая кость с балочным строением (1 мес).

Окраска гематоксилином и эозином, х 200

Через 3 мес наблюдается формирование зрелой кости и восстановление мягких тканей с нормальным многослойным плоским неороговевающим эпителием. Новообразованная костная ткань имела ячеистый вид, поскольку образовалась вокруг гранул никелид-титанового порошка, удаленных путем травления (рис. 2).

Рис. 2. Завершающий этап трансформации грубоволокнистой костной ткани с ячеистым строением (3 мес). Окраска гематоксилином и эозином, х 200

Через 6 мес в данной группе имело место заживление путем формирования пластинчатых костных структур с хорошо развитой системой гаверсовых каналов (рис. 3).

Рис. 3. Зрелая пластинчатая кость с ячеистым строением (6 мес). Окраска гематоксилином и эозином, х 200

Как показали наши гистологические исследования, лечение наиболее эффективным оказалось в первой группе (первая подгруппа), где для восстановления сегментарного дефекта альвеолярного отростка использовали пористые никелид-титановые гранулы в комбинации с наноструктурированным остеопластическим материалом «Сата1апС-паста-ФОРТЕ Плюс» и установили пористую мембрану. В данной группе происходило восстановление анатомической формы гребня альвеолярного отростка как по вертикали, так и по горизонтали.

Также положительный результат наблюдался в первой группе (вторая и третья подгруппа) при использовании пористых никелид-титановых гранул или наноструктурированного остеопластического материала «Оата1ап1-паста-ФОРТЕ Плюс» с применением мембраны, однако, в отличие от первой подгруппы на ранних этапах наблюдается восстановление объема с неровными контурами внутри сегментарного дефекта. К 6-му мес эксперимента прослеживается ровный контур вершины альвеолярного гребня по заданной форме мембраны.

Достоверно низкие показатели (р<0,05) выявлены во второй группе, где использовали пористые никелид-титановые гранулы и наноструктурированный остеопластический материал «Оата1ап1:-паста-ФОРТЕ Плюс» без мембраны. Практически это всегда приводило к неполному закрытию дефекта, замедлению регенерации и частым осложнениям в виде воспаления, формирования грубого рубца в мягких тканях и дефектам эпителиальной выстилки (рис. 4).

Рис. 4. Воспалительный инфильтрат в ячейке костной ткани.

Окраска гематоксилином и эозином, х 200

Это доказывают и результаты денситометрических показателей, где нормированный индекс плотности (I) в первой подгруппе при применении пористых никелид-титановых гранул в комбинации с нанострук-турированным остеопластическим материалом «Gamalant-паста-ФОРТЕ Плюс» после глубокого травления по Миргазизову превышает данный показатель в последующих двух подгруппах во всех наблюдениях, причем результаты измерения в первой подгруппе через 3 мес после операции (I = 0,86±0,05(р<0,05)) практически соответствуют показателям во второй и третьей подгруппах на сроке 6 мес после направленной тканевой регенерации (I = 0,83±0,05(р<0,05) и I = 0,84±0,05(р<0,05)). Это говорит о большей зрелости костной ткани в первой подгруппе. При сравнении денситометрических показателей в основной и контрольной группах через 6 мес, нормированный индекс плотности кости наиболее близок к единице в основной группе (I = 0,92±0,05(р<0,05)) (табл. 2, рис. 5).

Таблица 2

Средние показатели нормированного индекса плотности кости

в разных группах в зависимости от сроков эксперимента

Группа Пористая мембрана Без мембраны

1 мес 3 мес 6 мес 1 мес 3 мес 6 мес

1-я — пористый порошок и «Гамапант» 0,81 0,91 0,96 0,77 0,82 0,88

2-я — пористый порошок 0,78 0,81 0,88 0,65 0,71 0,78

3-я — «Гамапант» 0,77 0,81 0,9 0,66 0,71 0,79

1 0,9 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 ОД О

1 мес 3 мес 6 мес 1 мес 3 мес 6 мес

мембрана Без "ембраны

1-я группа — пористый порошок и «Гамалант»

12-я группа — пористый порошок 3-я группа — «Гамалант»

Рис. 5. График зависимости нормированного индекса плотности кости в 3 группах в разных подгруппах в зависимости от сроков эксперимента.

Используя полученные экспериментально-морфологические результаты, нами была создана экспериментальная модель, разработана методика наращивания костной ткани с использованием пористого порошка и мембраны из сплава никелида титана при атрофии альвеолярного гребня нижней челюсти собаки с целью дальнейшего протезирования с опорой на дентальные имплантаты.

Разработка методики состояла из следующих этапов:

A. Планирование и подготовка нижней челюсти собак с целью установки имплантатов и изготовления зубных протезов.

Б. Проведение операции дентальной имплантации и операции направленной тканевой регенерации кости с использованием пористых материалов из сплава никелида титана.

B. Клинико-лабораторный этап изготовления супраструктуры на имплантатах.

На этапе планирования проведены следующие виды работ:

• создание беззубого участка нижней челюсти собаки;

• создание дефекта кости в области отсутствующих зубов.

Этап операции дентальной имплантации и операции направленной тканевой регенерации кости с использованием пористых материалов из сплава никелида титана состоял из следующих манипуляций:

• проведение наркоза;

• установка имплантатов;

• заполнение дефекта костной ткани пористым никелид-титановым порошком в комбинации с факторами роста костной ткани («Гамалант»);

• наложение мембраны;

• ушивание раны;

• установка формирователей десны (через 6 мес).

Клинико-лабораторный этап изготовления зубных протезов

(супраструктуры) на имплантатах:

• снятие оттиска со слепочными трансферами;

• отливка моделей челюстей собаки с аналогами имплантатов и с десневой маской;

• установка титановых абатментов;

• создание восковой репродукции модели супраструктуры;

• отливка по восковой репродукции супроконструкции из никелид-титанового литьевого сплава;

• фиксация готовой супраконструкции.

Разработанная методика наращивания костной ткани с использованием пористого порошка из сплава никелида титана при атрофиях альвеолярного гребня нижней челюсти с одномоментной имплантацией позволила сократить сроки окончательного протезирования до 6 мес по сравнению с отсроченной имплантацией. При этом получаем качественную костную ткань в необходимом объеме как по вертикали, так и по горизонтали в области сегментарного дефекта.

Клиническая апробация разработанного нами способа формирования объема костной ткани при сегментарных дефектах альвеолярных отростков челюстей с применением пористой мембраны из сплава никелида-титана была проведена на 27 пациентах, установлены 73 имплантата, восстановление сегментарного дефекта проводилось используя остеопластичесие материалы и 27 пористых никелид-титановых мембран при атрофиях альвеолярного гребня верхней и нижней челюсти с одномоментной имплантацией. Оценку показателей функционирования имплантатов проводили по М.З. Миргазизову.

Сроки восстановления сократились до 6 мес, а показатели функционирования имплантатов (ПФИ) через 6 мес после протезирования составили 0,9—1,0, что говорит об эффективности по ближайшим результатам функционирования ортопедических конструкций с опорой на внутрикостные имплантаты.

В результате клинической апробации определены требования и разработаны методические и технические подходы к применению пористых материалов из сплава никелида титана для направленной регенерации костной ткани при сегментарных дефектах кости челюстей.

выводы

1. Разработан способ формирования объема костной ткани при сегментарных дефектах челюстей, основанный на использовании предложенной нами пористой никелид-титановой мембраны, изготовленной по форме гребня альвеолярного отростка, толщиной 0,3 мм, пористостью 50—80%, размерами пор до 350 мкм. Пористая структура мембраны создает благоприятние условия для регенерации костной ткани в подмембранном пространстве по заданной форме гребня альвеолярного отростка.

2. Экспериментальное изучение формирования объема костной ткани при использовании пористого порошка и пористой мембраны из никелида титана с использованием метода глубокого травления по Миргазизову позволило выявить особенности регенерации, происходящие вокруг пористых гранул и пористой мембраны из сплава никелида титана, установленной на область дефекта альвеолярного отростка челюстей собаки, и подтвердило факт формирования зрелой компактной кости через 6 мес после операции по направленной тканевой регенерации.

3. Сравнительными экспериментальными исследованиями доказано, что процедура направленной тканевой регенерации наиболее успешна при применении пористых никелид-титановых гранул в комбинации с наноструктурированным остеопластическим материалом «Сата1ап1:-паста-ФОРТЕ Плюс» и одновременным использованием мембраны.

4. В результате денситометрических исследований доказано, что нормированный индекс плотности при применении пористых никелид-титановых гранул в комбинации с наноструктурированным остеопластическим материалом «Оата1агй-паста-ФОРТЕ Плюс» после глубокого травления по Миргазизову превышает данный показатель при применении либо пористых никелид-титановых гранул, либо наноструктурированного остеопластического материала «Сата1ап1:-паста-ФОРТЕ Плюс», причем результаты измерения в первой подгруппе через 3 месяца после операции (1=0,865+0,05(р<0,05)) практически соответствуют показателям во второй и третьей подгруппах на сроке 6 месяцев после направленной тканевой регенерации (1=0,83±0,05(р<0,05) и 1=0,845±0,05(р<0,05)). При сравнении денситометрических показателей в группе с пористой мембраной и группе без мембраны, через 6 месяцев, нормированный индекс плотности кости наиболее близок к единице в группе, где использовалась пористая никелид титановая мембрана (1=0,91±0,05(р<0,05)).

5. В результате экспериментально-клинической апробации определены требования и разработаны методические и технические подходы к применению пористых материалов из сплава никелида титана

17

для направленной регенерации костной ткани при сегментарных дефектах кости челюстей.

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

1. Разработанный способ формирования костной ткани с применением пористых материалов из сплава никелида титана рекомендуется использовать для восстановления объема кости при сегментарных дефектах альвеолярных отростков челюстей.

2. Во время операции направленной тканевой регенерации костной ткани пористые гранулы из никелида титана рекомендуем смешивать с наноструктурированным остеопластическим материалом «Gamalant-паста-ФОРТЕ Плюс» и помещать в подмембранное пространство на костное ложе вокруг внутрикостных имплантатов.

3. К протезированию зубов с опорой на внутрикостные имплантаты, установленные одномоментно с наращиванием объема кости с применением пористых материалов из никелида титана в комбинации с остеоиндуктивным материалом «Гамалант», можно приступать через 6 мес после операции.

Список опубликованных работ по теме диссертации

1. Использование тканной мембраны с памятью формы в имплантологии / Р.Г. Хафизов, М.З. Миргазизов, А.К. Козлова, М.М. Ха-физов, Д.А. Азизова // Материалы с памятью формы и новые медицинские технологии / под ред. В.Э. Гюнтера.—Томск: НПП МИЦ, 2010.—С.103— 105.

2. Методика имплантации зубов в клинике ветеринарной медицины на основе применения наноструктурных материалов из сплава титана / М.З. Миргазизов, Р.Г. Хафизов, Д.А. Азизова [и др.] // Ветеринарная медицина домашних животных: сб. статей.—Казань: Печатный двор, 2010,—Вып.7,—С.202—205.

3. Особенности остеоинтеграции зубных имплантатов, изготовленных из наноструктур для собак / М.З. Миргазизов, Р.Г. Хафизов, Д.А. Азизова [и др.] // Ветеринарная медицина домашних животных: сб. статей.—Казань: Печатный двор, 2010.—Вып.7.—С. 199— 201.

4. Азизова, Д.А. Особенности формирования объема кости на основе применения материалов и конструкций из пористого никелида титана / Д.А. Азизова, Р.Г. Хафизов, В.Э. Гюнтер, М.З. Миргазизов // Здоровье человека в XXI веке: материалы III науч.-практ. конф. / под ред.

С.С. Ксембаева.—Казань: Изд-во Казанского медицинского университета,

2011,—С.143—149.

5. Пат. 113147 Российская Федерация МПК. Пористая никелид титановая мембрана для направленной тканевой регенерации / Р.Г. Хафизов, М.З. Миргазизов, В.Э. Гюнтер, Д.А. Азизова [и др.] // Патент на полезную модель № 113147 от 2011 г.

6. Формирование костной ткани альвеолярного отростка с использованием мембраны с памятью формы / Р.Г. Хафизов, М.З. Миргазизов, Д.А. Азизова [и др.] // Здоровье человека в XXI веке: материалы III науч.-практ. конф / под ред. С.С. Ксембаева.—Казань: Изд-во Казанского медицинского университета, 2011.—С.238—242.

7. Изготовление мембраны для дентальной имплантологии методом самораспространяющегося высокотемпературного синтеза / Р.Г. Хафизов, М.З. Миргазизов, Д.А. Азизова [и др.] // Здоровье человека в XXI веке: материалы 111 науч.-практ. конф. / под ред. С.С. Ксембаева.—Казань: Изд-во Казанского медицинского университета, 2012.—С.430—435.

8. Новые остеопластические материалы на основе наноструктурного никелида титана в дентальной имплантологии / Р.Г. Хафизов, М.З. Миргазизов, И.Р. Хафизов, Д.А. Азизова [и др.] // Здоровье человека в XXI веке: материалы III науч.-практ. конф. / под ред. С.С. Ксембаева.—Казань: Изд-во Казанского медицинского университета, 2012.—С.425—430.

9. Особенности восстановления сегментарного дефекта альвеолярной части нижней челюсти у собак / Р.Г. Хафизов, М.З. Миргазизов, Д.А. Азизова [и др.] // Ученые записки КГ AM им. Н.Э. Баумана.—Казань, 2012.—Т.209.—С.375—380.

10. Особенности изготовления пористой мембраны из сплава никелида титана для направленной тканевой регенерации / Р.Г. Хафизов, М.З. Миргазизов, Д.А. Азизова [и др.] // Ученые записки КГ AM им. Н.Э. Баумана.—Казань, 2012.—Т.209.—С.370—374.

11. Азизова, Д.А Экстрактор Миргазизова-Хафизова для удаления корней зубов при непосредственной имплантации / Д.А. Азизова, И.Р. Хафизов // Актуальные вопросы стоматологии: сб. науч. тр.—Казань: Изд-во «Отечество», 2012,—С.323—324.

12. Азизова, Д.А. Применение наноструктурных материалов и конструкций из пористого никелида титана в стоматологии / Д.А. Азизова // Актуальные вопросы стоматологии: сб. науч. тр.—Казань: Изд-во «Отечество», 2012,—С.320—322.

13. Азизова, Д.А. Оценка плотности костной ткани методом денситометрической радиовизиографии / Д.А. Азизова // Актуальные вопросы стоматологии: сб. науч. тр.—Казань: Изд-во «Отечество»,

2012,—С. 14—17.

Подписано в печать 14.12.2012. Тираж 125 экз. Заказ 12-190

Отдел оперативной полиграфии ГАУ «РМБИЦ» 420059 Казань, ул. Хади Такташа, 125

Актуальность проблемы. В настоящее время известно большое количество способов пластики костных дефектов альвеолярного отростка челюстей, однако применяемые материалы не всегда удовлетворяют предъявляемым к ним требованиям (Кулаков А.А., 2003; Дамбаев Г.Ц., 2009; Никитин А.А., 2010; Daculsi G., 2000). Традиционная аутопластика позволяет решить проблему наращивания объема костной ткани, но высокая травматичность, техническая сложность и длительность оперативного вмешательства, «болезнь» трансплантата являются основными ее недостатками (Springfield D., 1996; Ihara К., Doi К., 1999). Активное использование в качестве остеопластического материала металлов, керамики и полимеров частично решает задачу замещения костных дефектов. (Мамчиц Е.В., 2009; Wenz, В., 2011). Однако отсутствие пластичности, недостаточная биологическая инертность, повреждение тканей «продуктами износа», высокая стоимость ограничивают их применение.

При выполнении наращивания объема костной ткани необходимо, чтобы материал по поведению был подобен живой ткани: проявлял достаточную эластичность, обладал биохимической и биомеханической совместимостью со средой организма, электрохимическим поведением, был легко моделируемым.

Наиболее близок к данным свойствам высокоэластичный пористый проницаемый сплав никелида титана, который имеет физико-механические свойства, величину гистерезиса, близкие к костной ткани, обладает биохимической и биомеханической совместимостью с тканями организма.

В литературе за последние годы появились исследования, проведенные на основе применения сплава никелида титана в стоматологии в качестве материала для изготовления зубных протезов, ортодонтических, четостно-лицевых аппаратов, дентальных имплантатов и др. (Гюнтер В.Э., Миргази-зов М.З., Хафизов Р.Г., 2002, 2012; Олесова В.Н., 2006; Сысолятин П.Г., Рад-кевич А.А., 2009, и др.)

Однако в доступной литературе в настоящее время нет данных о применении пористого сплава никелида титана в качестве остеопластического материала при направленной тканевой регенерации костной ткани в челюстно-лицевой области. В связи с этим актуальным является экспериментальное обоснование эффективности и клиническая апробация применения пористых материалов из сплава никелида титана в виде пористых гранул и пористой мембраны для восстановления сегментарного дефекта альвеолярного отростка челюстей при дентальной имплантации.

Цель исследования — изучить особенности формирования объема кости на основе применения материалов и конструкции мембран из пористого никелида титана при направленной тканевой регенерации.

Для достижения поставленной цели сформулированы следующие задачи'.

1. Исследовать динамику образования костной ткани при создании объема кости в эксперименте на собаках с использованием пористой мембраны из сплава никелида титана.

2. Провести анализ и оценить особенности формирования кости при замещении костных дефектов пористым порошком и пористой мембраной из никелида титана.

3. Изучить плотность костной ткани, сформированной при использовании пористых гранул и пористой мембраны из никелида титана.

4. Разработать и обосновать методику наращивания костной ткани в зонах имплантации с дефектом альвеолярного отростка с применением пористых мембран и гранул из никелида титана.

5. Провести клиническую апробацию использования материалов и конструкций мембран из пористого никелида титана на пациентах с недостаточным объемом кости при дентальной имплантации.

Предмет и объект исследования. Предметом исследования явилось изучение новообразованной ткани при формировании объема кости на основе применения материалов и конструкции мембран из пористого никелида титана. Объектом исследования явились пациенты, получившие зубные протезы с опорой на внутрикостные дентальные имплантаты, а также экспериментальные животные (собаки).

Методы исследования. В работе использовались современные методы исследования в области стоматологии, включающие экспериментально-морфологические, макроскопические, рентгенологические, радиовизиогра-фические, клинические, лабораторные и статистические.

Научная новизна

• Впервые изучены и выявлены особенности формирования кости на основе применения материалов и конструкции мембран из пористого никелида титана для направленной тканевой регенерации в эксперименте на собаках.

• Впервые применена методика глубокого травления по Миргазизову при подготовке костных блоков «пористый порошок из сплава никелида титана - новообразованная ткань» для гистологического исследования, что позволило изучить новообразованную ткань не только вокруг пористого материала гранулированного порошка из сплава никелида титана, но и внутри самих пор.

• Создана пористая мембрана из сплава никелида титана по форме гребня альвеолярного отростка для направленной тканевой регенерации кости при дефиците объема и качества костной структуры в области отсутствующих зубов челюстей.

• Впервые для направленной тканевой регенерации использован пористый порошок из сплава никелида титана как остеокондуктивный материал при сегментарных дефектах альвеолярных отростков челюстей и атрофии костной ткани вокруг интегрированных имплантатов в отдаленные сроки функционирования.

• Результатами экспериментально-клинической апробации разработанного способа формирования объема при сегментарных дефицитах костной ткани челюстей и атрофиях кости вокруг интегрированных имплантатов в отдаленные сроки функционирования показана перспективность их применения.

Теоретическая и практическая значимость. Проведенное исследование посвящено разработке и изучению новых материалов и конструкции мембраны из пористого порошка никелида титана для направленной тканевой регенерации кости на этапе подготовки и планирования дентальной имплантации.

На основе результатов экспериментального исследования разработана методика наращивания костной ткани с использованием пористого порошка и пористой мембраны из сплава никелида титана при атрофии альвеолярного гребня нижней челюсти с одномоментной дентальной имплантацией.

Результаты исследования могут быть использованы как в практической работе стоматологических медицинских организаций, так и в образовательном процессе при обучении врачей-стоматологов и челюстно-лицевых хирургов.

Положения, выносимые на защиту:

1. Остеопластические материалы на основе никелида титана в виде пористой мембраны и гранулированного пористого порошка обладают остеокондуктивными свойствами при замещении сегментарного дефекта альвеолярной части челюстей и позволяют формировать объем кости не только по ширине, но и по вертикали.

2. Использование пористого порошка из никелида титана в комбинации с остеокондуктивными материалами и мембранной техникой создает благоприятные условия для процессов регенерации и формирования объема и качества кости при сегментарных дефектах альвеолярных отростков челюстей, сокращая сроки консолидации и созревания кости.

3. Применение пористых гранул никелида титана при направленной тканевой регенерации и при атрофиях костной ткани вокруг интегрированных имплантатов в отдаленные сроки функционирования открывает новые возможности формирования объема кости не только по ширине, но и по вертикали.

Личный вклад соискателя. Все данные, которые были использованы в работе, получены при личном участии соискателя на всех этапах научного исследования. Автором лично проведены эксперименты на 9 собаках, проведено морфологическое исследование регенерации костной ткани в области дефектов альвеолярных отростков челюстей. Принимала участие в разработке пористой мембраны из никелида титана и обосновала методику ее применения для направленной тканевой регенерации. Проведена клиническая апробация разработанных конструкций на 27 пациентах, которым установлены 73 имплантата с восстановлением сегментарных дефектов кости, используя остеопластические материалы и пористые никелид-титановые мембраны.

Апробация работы. Основные материалы диссертации доложены и обсуждены в рамках VIII Всероссийского конгресса по дентальной имплантологии (Казань, 2008); Международной конференции «Биосовместимые материалы с «памятью формы» и новые технологии в медицине» (Томск, 2010); III Всероссийской научно-практической конференции «Здоровье человека в XXI веке» (Казань, 2011); предметно-проблемной комиссии по стоматологии ГБОУ ВПО «Казанский государственный медицинский университет» Министерства здравоохранения РФ (Казань, 2012).

Сведения о публикациях по теме диссертации. По материалам диссертационного исследования опубликовано 13 научных работ, в том числе 2 работы в изданиях, рекомендованных ВАК Министерства образования и науки РФ, 1 патент.

Реализация результатов работы. Результаты диссертационного исследования внедрены в практическую деятельность стоматологической поликлиники ГБОУ ВПО «Казанский государственный медицинский университет» Министерства здравоохранения РФ, ООО «Стоматологическая поликлиника № 9» (г. Казань), стоматологического центра «Имплантстом» г. Казани, стоматологического отделения поликлиники РКБ № 2 МЗ РТ г. Казани.

Результаты диссертационной работы используются в учебном процессе на кафедрах ортопедической стоматологии (ГБОУ ВПО «Казанский государственный медицинский университет» МЗ РФ).

Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 169 страницах машинописного текста, состоит из введения, обзора литературы, материалов и методов исследования, главы собственных результатов исследования, обсуждения полученных результатов, выводов, практических рекомендаций, библиографического списка, содержащего 144 работы, в том числе 27 зарубежных авторов. Работа иллюстрирована 11 таблицами и 135 рисунками.

ВЫВОДЫ

1. Разработан способ формирования объема костной ткани при сегментарных дефектах челюстей, основанный на использовании предложенной нами пористой никелид-титановой мембраны, изготовленной по форме гребня альвеолярного отростка, толщиной 0,3 мм, пористостью 50—80%, размерами пор до 350 мкм. Пористая структура мембраны создает благоприятние условия для регенерации костной ткани в подмембранном пространстве по заданной форме гребня альвеолярного отростка.

2. Экспериментальное изучение формирования объема костной ткани при использовании пористого порошка и пористой мембраны из никелида титана с использованием метода глубокого травления по Миргазизову позволило выявить особенности регенерации, происходящие вокруг пористых гранул и пористой мембраны из сплава никелида титана, установленной на область дефекта альвеолярного отростка челюстей собаки, и подтвердило факт формирования зрелой компактной кости через 6 месяцев после операции по направленной тканевой регенерации.

3. Сравнительными экспериментальными исследованиями доказано, что процедура направленной тканевой регенерации наиболее успешна при применении пористых никелид-титановых гранул в комбинации с наноструктурированным остеопластическим материалом «Оатаїапі-паста-ФОРТЕ Плюс» и одновременным использованием мембраны.

4. В результате денситометрических исследований доказано, что нормированный индекс плотности при применении пористых никелид-титановых гранул в комбинации с наноструктурированным остеопластическим материалом «СатаїаЩ-паста-ФОРТЕ Плюс» после глубокого травления по Миргазизову превышает данный показатель при применении либо пористых никелид-титановых гранул, либо наноструктурированного остеопласти-ческого материала «СатаїаЩ-паста-ФОРТЕ Плюс». Причем результаты измерения в первой подгруппе через 3 месяца после операции [1=0,865±0,05

7<0,05)] практически соответствуют показателям во второй и третьей подгруппах на сроке 6 месяцев после направленной тканевой регенерации [1=0,83±0,05 (р<0,05) и 1=0,845±0,05 О<0,05)]. При сравнении денситометри-ческих показателей в группе с пористой мембраной и в группе без мембраны через 6 месяцев нормированный индекс плотности кости наиболее близок к единице в группе, где использовалась пористая никелид-титановая мембрана [1=0,91 ±0,05 (р<0,05)].

5. В результате экспериментально-клинической апробации определены требования и разработаны методические и технические подходы к применению пористых материалов из сплава никелида титана для направленной регенерации костной ткани при сегментарных дефектах кости челюстей.

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

1. Разработанный способ формирования костной ткани с применением пористых материалов из сплава никелида титана рекомендуется использовать для восстановления объема кости при сегментарных дефектах альвеолярных отростков челюстей.

2. Во время операции направленной тканевой регенерации костной ткани пористые гранулы из никелида титана рекомендуем смешивать с остеоиндуктивным материалом («Гамалант») и помещать в подмембранное пространство на костное ложе вокруг внутрикостных имплантатов.

3. К протезированию зубов с опорой на внутрикостные имплантаты, установленные одномоментно с наращиванием объема кости с применением пористых материалов из никелида титана в комбинации с остеоиндуктивным материалом «Гамалант», можно приступать через 6 месяцев после операции.