Автореферат и диссертация по медицине (14.00.02) на тему:Экспериментально-морфологическое обоснование использования коллаген-апатитовых имплантантов (материала "ЛитАр") в стоматологии

На правах рукописи

РГБ ОД

1 в тг.Ь

Буланов Сергей Иванович

Экспериментально - морфологическое обоснование использования коллаген - апатитовых имплантатов (материала «ЛитАр») в стоматологии

14 • 00 • 02 — анатомия человека 14 • 00 • 21 — стоматология

Автореферат диссертации на соискание учёной степени доктора медицинских наук

Саранск 2002

Работа выполнена в Ижевской государственной медицинской академии

Научные консультанты: доктор медицинских наук,

профессор В.М.Чучков доктор медицинских наук, профессор Д.А.Труннн

Официальные оппоненты: Академик РАМН,

доктор медицинских наук, профессор Н.Н.Боголепов доктор медицинских наук, профессор В.Н.Николенко доктор медицинских наук, профессор В.П.Ипполитов

Ведущее учреждение: Московский государственный медицинский стоматологический университет

Защита состоится «_»_200 г. в «_» часов на заседании

диссертационного совета 212.117.01 при Мордовском государственном университете им. Н.П.Огарева (430 ООО, г.Саранск, ул. Большевитская, 68).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Мордовского государственного университета им. Н.П.Огарева (430000, г.Саранск, ул. Большевитская, 68).

Автореферат разослан 2002 г.

Учёный секретарь

диссертационного совета, ^Р/А /

доктор биологических наук, профессор С^у**^! П.П.Кругляков

м

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы.

Протезирование дефектных участков костной ткани, обеспечивающее полное её восстановление в зоне дефекта-острейшая проблема современной медицины в целом и стоматологии, в частности (Равелл П.А., 1993; Лаврищева Г.И., Оноприенко Г.А., 1996; Nakajama Т, 1995). Учитывая, что дефекты костной ткани обусловлены причинами не только иммунологического или инфекционного характера, но и всем спектром травматических повреждений, становится очевидным необходимость поиска новых способов борьбы с костной патологией, обеспечивающих полную репарацию костных дефектов.

Несмотря на многовековую историю трансплантации костной ткани и значительные успехи, достигнутые в этой области к настоящему времени, эта проблема остаётся актуальной и продолжает служить предметом постоянных дискуссий. На многие вопросы, выдвинутые теорией и практикой трансплантации костной ткани, до настоящего времени нет чётких удовлетворительных ответов. Так не решены иммунологические аспекты, нет эффективных заменителей аутокости, не ясны источники репаративной регенерации нативной костной ткани, не выделены индукторы остеогенеза, не разработаны способы его регуляции и стимуляции (Эйгорн А.Г., Лаврищева Г.И., 1981; Румянцева В.В., 1995; Леонтьев В.К., 1996; Романов И.А. с соавт. 1996; Eldeeb М., Rosyhowski М., Xin Yu. et al., 1993). На протяжении длительного времени в клинической практике в качестве костнопластического материала применялись три, вида костных трансплантатов: аутогенные, аллогенные и ксеногенные (Зайченко И.Л., 1950; Говалло В.И., 1979; Савельев-В.И., Родюкова Е.И., 1992). Причём большие надежды возлагались на аллогенные деминерализованные трансплантаты, способные к биодеградации и инициации репаративных процессов в костной ткани реципиента и замещению в зоне дефекта его собственной органотипичной костной тканью (Андрианов В.Л. с соавт., 1986;

Говалло В.И., Фёдоров В.Н., 1988; Иванцов В.А., Болтрукевич С.И., 1993; Волова JI.T., 1997; Urist M.R., 1988). Действительно, полученные при использовании деминерализованных костных трансплантатов результаты были значительнее эффективнее результатов, полученных при использовании формализованных (Чепрас В.К., 1991; Ясенчук С.М., 1995; Hardy А., 1984). И, тем не менее, в последние десятилетия в костнопластической хирургии наметилась тенденция к вытеснению костных трансплантатов имплантационными материалами (Балин В.Н., Ковалевский А.М., 1992; Власова Е.Б., Белецкий Б.И., 1992; Безруков В.М., Григорян A.C., 1996; Горбунова З.И. с соавт., 1996; Orly I., Kerebel В., 1989). Материалы на основе гидроксиапатита широко и без должного контроля за эффективностью стали широко применяться при лечении стоматологических заболеваний, сопровождающихся деструкцией костной ткани: костных кист челюстей, пародонтита, остеомиелита (Безруков В.М., Григорьян A.C., 1996; Григорьян A.C. с соавт.,1999; Зуев В.П., Панкратов A.C., 1999; Hikkilla I., 1993). Неудачи, связанные с применением этих материалов, привели к осторожной, если не скептической оценки перспективности их дальнейшего использования в клинике (Григорьян С.А. с соавт., 1997; Callins I.A., 1989; Frentzen M. et. al., 1993). Таким образом, проблема создания костнопластического материала (имплантата) с заданными свойствами, отвечающего следующим требованиям: отсутствие токсичности и иммуногенности, наличие биодеградируемости и необходимых механических свойств - чрезвычайно актуальная (Власов Б.Я., 1990; Авруин A.C., 1996; Weiland A. et. al., 1983; Park I., Lakes R.S., 1992).

Кроме того, представления о репаративной регенерации пластинчатой костной ткани верхней и нижней челюстей основываются исключительно на клинико-рентгенологических и немногочисленных гистологических данных (Ушаков А.И. с соавт., 2000; Baron R., 1995; Buckwalter A., et. al., 1998). Недостаточность и субъективность имеющийся в литературе информации, обуславливает противоречивость в понимании процессов репаративной регенерации костной ткани этой зоны.

Цель работы - выявить закономерности репаративного остеогенеза пластинчатой костной ткани на основе материала «ЛитАр».

Задачи работы:

1. изучить факторы, влияющие на характер деминерализации костной ткани и имплантата (материала «ЛитАр»);

2. разработать технологию получения имплантата (материала «ЛитАр») на основе полимерной матрицы и неорганических компонентов;

3. получить данные о биологических свойствах имплантата (материала «ЛитАр»);

4. изучить процесс биотрансформации имплантата (материала «ЛитАр») ин витро;

5. изучить динамику репаративной регенерации пластинчатой костной ткани челюстей в эксперименте при использовании материала «ЛитАр»;

6. провести клиническую апробацию материала «ЛитАр» при лечении больных с дефектами костной ткани верхней и нижней челюстей.

Научная новизна.

1. ¡.Установлена зависимость свойств костной ткани от содержания неорганического компонента в белковом матриксе;

2. разработана технология синтеза костно-пластического материала (имплантата - материала «ЛитАр») с заданными свойствами, способного обеспечить полную регенерацию дефектного участка кости в полноценную нативную костную ткань;

3. выявлены закономерности репаративной регенерации пластинчатой костной ткани на основе материала «ЛитАр»;

4. получены морфологические и'клинические данные, позволяющие рекомендовать применение материала «ЛитАр» в клинике при различной патологии костной ткани: переломы, дистрофические, опухолевые процессы, врождённые заболевания.

Практическая значимость.

1. полученный синтетический костно-пластический материал «ЛитАр» может применяться в ортопедии, травматологии, стоматологии для устранения дефектных участков костной ткани;

2. результаты по кинетике деминерализации костной ткани могут быть использованы для оптимальной подготовки донорских трансплантатов;

3. применение материала «ЛитАр» обезопасит больных от инфекционных заболеваний, что возможно при трансплантации донорской костной ткани;

4. применение материала «ЛитАр» обеспечивает достаточно быстрое и полноценное восстановление костной ткани в зоне дефекта;

5. улучшение непосредственных и отделенных результатов лечения при использовании материала «ЛитАр» даст возможность снизить временную нетрудоспособность больных и уменьшить перевод их на инвалидность.

6. «Способ формирования костной ткани» и «Способ лечения больных с дефектами костной ткани верхней и нижней челюстей» - защищены патентами РФ.

Положения, выносимые ыа защиту.

1. Разработаны основные принципы создания синтетических имплантатов заданными свойствами на основе коллагена и неорганических солей;

2. разработан способ получения синтетического имплантата на основе коллагена и гидроксоапатита - материала «ЛитАр»;

3. материал «ЛитАр» является матрицей, на основе которой формируется органотипичная костная ткань реципиента;

4. применение материала «ЛитАр» в стоматологии способствует эффективному лечению больных с дефектами костной ткани верхней и нижней челюстей.

Апробация работы.

Материалы диссертации доложены на научной конференции «Не линейное моделирование и управление», Самара, 1998; V Российском национальном конгрессе «Человек и лекарство», Москва, 1998; III международной конференции «Современные подходы к разработке эффективных перевязочных средств и полимерных имплантатов», Москва, 1998; конференции «Медико-технические технологии на страже здоровья», Геленджик, 1999; международной конференции «Надёжность и качество материалов в промышленности, энергетике и на транспорте», Самара, 1999; юбилейной научно-практической конференции «80 лет СГМУ», Самара, 1999; VIII Европейской конференции ортопедов, Амстердам, 1998; Х1П международном конгрессе фармакологов, Мюнхен, 1999; V международной конференции по иммунологии и иммунореабилитологии,

ТриртчгЬр Игпяниа 1000* VII мр-ягт/тгяппттпй Ь'пиг1и»пр1птии гтг»

-----г - - -г - ------—------, ~ - - - ' ■ —-------—г------- -—--т—г---------— —---------V '

Монреаль, 1999; заседаниях Самарского областного научного медицинского общества стоматологов (1998, 2001, 2002); Самарского отделения научно-практического общества травматологов-ортопедов РФ (1999, 2002); итоговых конференциях научно-исследовательского центра Самарского государственного медицинского университета (1996, 1999); на заседаниях Удмуртского отделения ВРНОАГЭ (1998,1999,2002); межвузовской научно-практической конференции «Актуальные медико-биологические проблемы в современных условиях», Ижевск, 2001; Внедрение результатов.

Материалом «ЛитАр» обеспечиваются лечебные учреждения г.Самары, Тольятти, Димитровграда, Ижевска. Способ лечения больных с дефектами костной ткани верхней и нижней челюстей» внедрён в клиническую практику стоматологических учреждений г.Самары, г.Тольятги и г.Ижевска, кафедрах хирургической и ортопедической стоматологии Самарского государственного медицинского университета и Ижевской государственной медицинской академии.

Материалы диссертации используются в учебном процессе на кафедрах гистологии, травматологии и ортопедии, хирургической и ортопедии, хирургической и ортопедической стоматологии СаГМУ и ИГМА.

Объём и структура диссертации. Работа состоит из введения, V глав собственных исследований, заключения, выводов и списка литературы. Текст изложен на 253 страницах машинописи, иллюстрирован 41 рисунком и 11 таблицами. Список литературы включает 513 публикаций, из них - 325 отечественных и 188 —зарубежных.

Результаты собственных исследований Глава II. Материал и методы исследования

Работа состоит из четырёх разделов:

1) изучение структурно-химических свойств костной ткани и продуктов её деминерализации:

2) получение, на основе данных I раздела работы, костно-пласти-ческого материала (имплантата) для замещения дефектов костной ткани:

3) экспериментально-морфологическое исследование биотрансформации имплантата при заполнении искусственно созданных полостей в нижней и верхней челюстях собак;

4) клиническое применение имплантатов для заполнения костных дефектов после операций по поводу ретикулярных кист челюстей.

2.1. Химический анализ. В исследуемых образцах имплантата, в его инградиентах, а так же в деминерализующих растворах определялось содержание ионов: Са52 + О, Mg 52 + О, Al 53 + О, РО 44 53 - 0,4 OSO 44 52 - 0. Количество молекулярной воды рассчитывали по разности масс с учётом данных дифференциального термического анализа (ДТА). Концентрация кальция в имплантатах и в синтезируемых инградиентах имплантатов, а также в деминерализующих растворах определялась комплексометрически с эрихромом черным ЕТОО. (Савельев В.И., Родюкова Е.И., 1992). Магний определяли также комплексометрически с индикатором кислотным хром-темносиним или эриохромом черным ЕТОО. (Balander M.R., Ballian N., 1984). Алюминий определяли комплёксометрически, методом обратного титрования избытка трилона Б нитратом свинца с индикатором оранжевым (Grunecker А., 1986). Фосфатион определяли фотометрически с молибдатом аммония (Harmann Н., 1969) и весовым методом (Голубев С.Н., 1988). Сульфат - ион определяли весовым методом (Berenger А.А., 1984). Гидроксо-группы рассчитывали по разности эквивалентов.

2.2. Термогравиметрический анализ выполнялся с использованием дифференциального термического анализа (ДТА) на установке ДТА - 4 и с помощью термогравиметрии на дериватографе системы «Паулик-Эрди» фирмы MOM (Kneze К.Н., 1979).

2.3. Рентгенографический фазовый анализ (РФА) твёрдых фаз материалов осуществлялся методом порошка на дифрактометре ДРОН-2,0. Использовалась трубка с медным катодом, никелевым фильтром или монохроматором. Образец исследуемого материала загружался или запрессовывался в кварцевую кювету. Расчёт и идентификация дифрактограмм проводилась согласно методическим указаниям (Bonel G. et. al., 1984).

2.4. Инфракрасная спектрография (ИКС) использовалась для контроля состояния имплантатов, их инградиентов и продуктов деминерализации. ИК-спектры записывались на спекторофотометре «UR-20»

ТЛ 1 ' .1------- __ ______Л r\t\f\ Ai\t\ . С Г\ /Г1___С__/Ч TT 1ГЧ01Л

И «renuii-cimcr» ь иилаихи чиии — tuu мс J-и (.1 илуиса v^.o., 1701).

2.5. Ядерный магнитный резонанс (ЯРМ) - один из методов радиоспектрометрии. Он наблюдался при воздействии на образец материала двух взаимноперпендикулярных магнитных полей: сильного постоянного (Н 400 Гц) и слабого радиочастотного [Н 410 (10560 - 1057 0) Гц].

ЯРМ наблюдался с помощью радиоспектроскопов. Спектры ЯРМ твёрдых имплантатов, костной ткани и продуктов её деминерализации, а также спекты гидроксоапатита записывали на установке ЯРМ широких линий на 5 1 ОН (Костенецкий Э.Я., Алексаков О.В., 1985).

2.6. Рентгеноспектральный анализ (РСА) - элементарный анализ вещества по его рентгеновским спектрам. Основа РСА - закон Мозли. Количественный РСА осуществлялся по интенсивности характеристических линий спектров испускания образцов материала. Анализ валового состава материалов осуществлялся по их флуоресцентному рентгеновскому излучению. Точность определения РСА - от 0,3 до 10 % в зависимости от состава пробы. Проводились измерения имплантатов, костной ткани, продуктов её деминерализации.

2.7. Рентгенография - один из способов рентгеновского исследования, при котором объект изучения фиксируют на рентгеновской плёнке в виде изображения, полученного путём прямого экспонирования пучка R-излучения.

Рентгеновский контроль имплантатов, зон регенерации, нативной и деминерализованной кости проводился как in vito, так и in vivo. Результаты наблюдений фиксировались на плёнке РИ-В на рентгеновских установках «Арман», «Т1Ж-Д-800-1» и «Электроника - 1000». Обработка и анализ рентгенограмм проводились в соответствии с требованиями и правилами (Болдырев А.И. с соавт., 1989).

2.8. Компьютерная томография - один из методов рентгенологического исследования, позволяющий проводить изучение тонких срезов тканей, измерять плотность любого участка исследуемого объекта. Плотность, измеряемая по шкале Хаунсфильда в единицах К, определяется как величина в интервале значений от + 1000 (плотность кости) до - 1000 (плотность воздуха). За 0 принимается плотность воды. Толщина слоя получаемого изображения от 1 до 5 мм. Лучевая нагрузка на одно типовое исследование 0,01 - 0,02 Гр. Биологические и клинические исследования проводились на компьютерном томографе фирмы «Simens».

2.9. Сцинтиграфия - способ получения изображения органов и тканей посредством регистрации на гамма-камере излучения инкорпори-ровагных в теле животного и человека радионуклеидов, источников 7g0-излучения. В качестве радиофармпрепарата (РФП) использовался «Технефор», содержащий метастабильный изотоп технеция (5 99 м Отс). Исследования проводились на гаммакам'ере марки «MB 9100» и MB 9200». Время записи излучения составляло от 3 до 15 мин. Количество вводимого препарата - 370 - 740 7mOBq. Эта доза необходима для скелетных исследований. Полученные данные подвергались компьютерной обработке по программе, приложенной к комплексу оборудования «Gamma».

2.10. Ультразвуковое сканирование (сонография, УЗИ) -

позволят получить двухмерное изображение органов. Оно формируется при фиксации сигналов, получаемых одновременно или последовательно от многих точек объекта, путём перемещения источника ультразвука по поверхности тела. Исследование проводилось на сонографе фирмы «Shimadzu - 500» датчиками различной разрешающей, способности. Анализ полученных данных проводился в соответствии с рекомендациями (Лепилин A.B., 1996).

2.11. Морфологические методы. Эксперименты проведены на 9 беспородных собаках обоего пола весом 10 - 15 кг. Операции проводились в асептических условиях под внутрибрюшинным тиопенталовым наркозом с добавлением местной анестезии 0,5 % раствором новокаина. Производился разрез кожи в почелюстной области длиной 5 - 7 см. Лицевые артерии и вена смешались в сторону. Отслаивалась жевательная и внутренняя крыловидная мышцы. Обнажали нижнюю челюсть и её различных участках выкраивались слизисто-надкостничные лоскуты. Шаровидным бором создавали в этих участках полости размерами 1,0 х 1,5 см. Полости плотно заполнялись коллаген-апатитовыми имплантатами (материалом ЛитАр). Раны послойно ушивались. Животные находились в обычных условиях вивария. Сроки наблюдения: 5, 10, 30, 60, 90 суток. Животные выводились из опыта внутрибрюшинным введением тиопентала. Костные блоки из оперированной зоны размерами 1,5 х 2,5 х 2,0 см. Фиксировалась в формалине и после декалоцинации промывались в проточной воде, обезвоживались в спиртах восходящей крепости, затем в смеси спирта, эфира и хлороформа и заключались в парафиновые блоки. Гистологические срезы окрашивались гематоксилин-эозином, по ван Гизон. Часть материала фиксировалась в 4 % растворе глютарового альдегида, отмывалась 0,1 М фосфатном буфере, постфиксировались в 10 % растворе тетроксида осмия, отмывалась, декальцинировалась в растворе ЭТДА и заключалась в эпоксидную смолу. Полутонкие срезы окрашивались метиленовым синим в насыщенном

растворе тетраборнокислого натрия и заключались в бальзам. Ультратонкие срезы получали на ультрамикротоме 1КВ-4, окрашивали уранлацетатом и нитратом свинца по общепринятой методики и просматривали в электронном микроскопе 1ЕМ-100 при увеличении от 5000 до 25 ООО раз.

Контрольная группа состояла из 5 животных. При полном соблюдении условий проведения эксперимента собакам контрольной группы экстракционные раны вводился аллогенный брефоостеоматрикс, консервированный в слабом растворе формалина. Сроки наблюдения те же, что и для экспериментальной группы животных:

2.12. Клинические методы. Материал «ЛитАР» использован для заполнения костных дефектов после операции «цистэктомия» на верхней и нижней челюстях. Размеры послеоперационных костных дефектов от 1,0 х 1,5 см до 2,5 х 4,0 см. Общее число наблюдений 79. Контрольная группа состояла из 17 больных, которым после операции «цистэктомия». костный дефект заполнялся брефоостеоматриксом. Сроки наблюдения: 15, 30, 45, 90, 180 суток.

2.13. Статистическая обработка морфометрических данных

проводилась с помощью критерия Стьюдента. Коэффициент корреляции вычисляли по формуле: г = (Х[ • Хг) : г. При этом 0,1< г < 0,5 - слабая связь между параметрами; 0,5 < г < 0,7 - средняя степень корреляции; г < 0,7 -сильная корреляционная связь между сравниваемыми, параметрами.

При обработке значительного массива данных, связанного с поиском общих закономерностей, применялся математический анализ - качественный и количественный. Зависимости пропорционального характера обобщались по правилу наименьших квадратов по специальной программе. Отдельные параметры оценивались по точности измерения, достигаемой с помощью научно-исследовательской или медицинской диагностической литературы.

Глава III. Структурно-химические особенности костной ткани и продуктов её деминерализации

Для создания синтетического имплантата с заданными свойствами необходима была дополнительная информация о структурно-химических особенностях костной ткани. Именно она могла дать возможность достоверно идентифицировать результаты биодеградации зон оперативного вмешательства и биотрансформации имплантата в орган отидичную костную ткань реципиента.

3.1. Результаты термической обработки костной ткани и продуктов её деминерализации

Для контроля за процессом биотрансформации имплантанта целесообразно иметь данные о термической устойчивости (ТУ) костной ткани. Понятие «термическая устойчивость» неконкретное, поскольку оно не отражает значения влияний на характер термоэффектов особенностей гистоструктуры определённого участка костной системы, возраста индивидума и принадлежность его к определённому классу животных. Под термической устойчивостью следует понимать температурные интервалы термического воздействия, при которых происходит разрушение компактной костной ткани диафиза большой берцовой кости. Нами исследована термическая устойчивость компактной костной ткани большой берцовой кости (зрелой и незрелой) собаки, кролика и крысы.

На первом этапе термических исследований было выявлено влияние степени дисперсности образцов костной ткани на характер термических эффектов.

С этой целью крупная крошка и порошок костной ткани кости кролика были подвергнуты термическому анализу в температурном интервале от 20 до 600 °С в платиновых тиглях. При изучении хода кривых нагревания и потери массы установлено, что существенных изменений в ходе

термоанализа не наблюдалось и в первом, и втором случаях соответствовали обычной погрешности измерений на дериватографе.

Поскольку степень дисперсности костной ткани не оказывала влияния на ход анализа, в дальнейшем образцы её готовились путем измельчения пробы кусачками до размеров, позволяющих плотно упаковывать пробу в платиновом тигле дериватографа или установки ДТА-4. Перед анализом образцы высушивались до постоянной массы. Контроль её осуществлялся на аналитических весах. Нагревание происходило со скоростью 8—10 град/мин. При нагревании образцов костной ткани человека наблюдалось два термоэффекта: 1) эндотермический - потеря молекулярной воды (1 нач. = 80°С, I конеч. = 145°С) и 2) экзотермические - окисление органической составляющей, в основном коллагена, нач. = 265 °С, I конеч. = 460°С. Потери массы костной ткани при прохождении эндоэффекта составляла 10 %, общая потеря массы - 39,16 % (~ 40 %). При нагревании образца костной ткани собаки эндоэффект наблюдался в диапазоне температур: 80°С - 160 °С. Экзоэффект наблюдался в температурном диапазоне: 260°С-450°С. Потеря воды составляла 10,3 %, общая потеря массы - 40,0%.

Данные термоанализа образца костной ткани кролика аналогичны предыдущим данным. Потеря воды происходит в интервале: 70 — 150°С и соответствует 10,1 % от общей потери массы образца. Окисление органического матрикса костной ткани происходит в интервале: 260 -370°С и соответствует 19,4 % при общей потери массы 29,5 %. Данные термоанализа образцов костной ткани крысы свидетельствуют о том, что окисление её органического матрикса начинается при более низкой температуре, чем костного матрикса кролика и собаки. При этом чётко выделяются два этапа: начало первого этапа окисления - г нач. = 230°С, начало второго этапа -1 нач. = 385°С. Тем не менее, никаких особенностей в потере костным матриксом воды не наблюдалось. Она составляла 10,08 % при общей потери массы - 33,61 %. Прохождение экзотермического эффекта в два этапа не сказывалось и на потере общей массы образца костной ткани -

кривая ТГ монотонно изменялась соответственно одному общему эффекту и дифференциальной кривой потери массы (ДТГ). Эндотермический эффект при термографическом анализе человеческого брефоостеоматрикса заканчивался при температуре 125,50 °С, т.е. несколько раньше, чем при анализе образцов костной ткани взрослого человека и экспериментальных животных. Тем не менее потеря массы образца брефоостеоматрикса соответствовала потере массы образцов костной ткани взрослого человека и экспериментальных животных. Она составляла для воды - 10,23 %, общей массы - 41,8 %. Выявленная нами особенность эндотермического эффекта брефоостеоматрикса связана с тем, что несмотря на примерно одинаковый солевой состав брефоостеоматрикса и костной ткани взрослого человека, в брефоостеоматриксе нет регулярного расположения кристаллов солей. Это ведёт к тому, что молекулярная вода в брефоостеоматриксе удерживается слабее, чем в костной ткани взрослого человека. Таким образом, термическая устойчивость может быть показателем биотрансформации синтетического имплантата в нативную костную ткань, при этом и характеризовать все этапы процесса.

На рис. 1 представлены все описанные кривые ДТА. Они перестроены в соответствии с одной условной скоростью нагрева. Термоэффекты сведены в таблицу 1.

Как видно из приведённых выше данных ДТА, греческие кривые отражают общие тенденции процесса деструкции костной ткани. Это потеря слабосвязанной воды (начало эффекта при I - 70 - 80°С и окисление коллагена (начало эффекта при 1 - 230 - 265° С). Сходство экзопроцессов, происходящих в костной ткани человека и собаки при термическом воздействии на неё по всей вероятности, можно объяснить близкими значениями дисперстности костных балок кортикального слоя их больших берцовых костей. Отмечая определённое сходство графических кривых всех

Рис.1. Кривые ДТА образцов дифизарной части большеберцовой кости: 1 - человека, 2 - собаки, 3 - кролика, 4 - крысы, 5 - брефокости человека.

испытанных образцов костной ткани, всё же следует отметить некоторую абстрактность понятия «термограмма кости».

Таблица 1.

Термоэффекты костной ткани человека и экспериментальных животных в интервале температур от 20 до 600 50 °С

Образцы костной ткани Количество экспериментов Начальная температура 1°-С Конечная температура 1°-С Потеря воды % Потеря общей массы %

1. Человек (взрослый) 80 145 265 10,0 39,2

2. Брефоостео-матрикс 70 125 260 10,3 41,8

3. Собака 80 160 260 10,3 40,0

А ТУ______ т. гьрилпк 70 1 ГЛ ¿1Л/ 1 Г\ 1 лп г XУ

5. Крыса 70 160 230 10,1 33,6

В каждом конкретном случае это понятие следует дополнять поправками на видовыми особенностями костной ткани или особенностями её предварительной обработки (в случае «деминерализованного брефостеоматрикса»). На рисунке 2 приведены дифрактограммы продуктов нагревания костной ткани человека и животных до температуры 700° С. Различие степени кристалличности продуктов термолиза, очевидно, связяно с различной степенью структурной интегрированности блоков гидроксоапатита и коллагена, а также с видовыми гистроструктурными особенностями (размеры пластинок остеонов) компактной костной ткани.

Термическая устойчивость деминерализованной костной ткани изучена на образцах костной ткани кроликов. На рисунке 3 представлены графические кривые ДТА продуктов деминерализации диафиза их большой берцовой кости.

Угол поворота

Рис. 2. Дифрактограммы продуктов нагревания до 700° костной ткани

различных биологических объектов ( 1 - человека, собаки; 2 - кролика; 3 - крысы; 4 - брефокости человека).

Рис. 3. Кривые ДТА продуктов деминерализации кости кролика: 1 -15', 2-30',3-45' ,4-120',5-150', 6-180', 7-210', 8-225', 9-240'.

Исходя из полученных данных видно, что в зависимости от времени выдержки кости в кислоте, изменяется их характер протекания как эндотермического (потеря молекулярной воды), так и экзотермического (окисление органического матрикса) эффектов. Тем не менее последовательность эффектов и температурные интервалы между сохранялись. Для анализа изменений термоэффектов выбраны характерные графические кривые ДТА. Установлено, что по мере уменьшения содержания соли в костной ткани, характер её дегидратации (потеря молекулярной воды) изменяется. Так общее количество воды, содержащееся в костной ткани, уменьшается в два этапа: 1) при температуре - 80° С; 2) при температуре -200 - 210°С. По мере уменьшения содержания в костной ткани гидроксоапатита, увеличивается дифференциация термоэффекта. Явное разделение эффекта дегидратации происходило при исследовании образцов, деминерализации которых продолжалась более 3-х часов. 3 ^тлт

времени из костной ткани полностью исчезали все соли. Изменение процесса дегидратации можно объяснить разблокированием и освобождением гидроксогрупп и коллагеновых цепей, связанное с вымыванием солевого компонента и образованием более прочных водородных связей у оставшейся часть молекул воды относительно минерализованного коллагенового матрикса. Эти дополнительные водородные связи гидрофильных (ОН-групп) с водой и повышают температуру начального процесса дегидратации. Изменение термической устойчивости костной ткани после её деминерализации даёт достоверную информацию, необходимую как для получения синтетического имплантата, так и для контроля за ним в ходе его биотрансформации in vitro u in vivo.

3.2. Кинетические характеристики процесса деминерализации костной ткани.

На рисунке 4 приводятся данные исследования кинетики обессоливания костной ткани кролика в растворах HCl при температуре 20° С. По мере деминерализации характер рефлексов d 41 = 2,82; d 0 = 2,78; d 43 = 2,75 меняется. Видимо, происходит разрушение регулярной ступенчатой структуры моноблоков кристаллов гидроксоапатита. Это и проявляется в размывании указанных рефлексов.

Характерный набор 3-х рефлексов свидетельствует об аморфизации кристаллической структуры костной ткани. В этом случае можно было бы ожидать появления нового компонента - фосфата кальция (трикальций фосфата), однако это в действительности не происходит. При рентгенофазовом анализе (РФА) образцов костной ткани кроликов, подвергнутых деминерализации в более крепком 1,0 М растворе HCl, установлено, что уже через 2 часа гидроксоапатит практически полностью разрушается, а на рентгенограммах фиксируется только «гало» коллагена. Для подтверждения данных, полученных с помощью РФА, проводилась также и инфракрасная спектрография (ИКС) идентичных образцов костной ткани. В том случае, если РФА показывал сохранения гидроксоапатита в костной ткани после её обессоливания в 0,1 М растворе HCl, то на спектре ИКС были видны частотные характеристики основных групп, в случае полного растворения гидроксоапатита, характерные для основных групп полосы поглощения, исчезали полностью.

Таким образом, процесс деминерализации костной ткани представляет собой процесс разрушения её минеральной составляющей под действием кислого или комплексующего агента и, по всей вероятности, подчиняется колебательному закону. Для уточнения этого предположения было проведено изучение содержания кальция в деминерализующем растворе

Вримя

0,1 M HCl и потери массы деминерализуемого образца костной ткани кролика. На основании полученных данных можно сделать вывод о синхронности и симбатности процесса потери массы деминерализуемыми образцами костной ткани. При этом колебательный характер процесса обессоливания недостаточно ясен, тем не менее он проявляется. Обнаруженное нами явление нельзя объяснить временным связыванием кальция белком в деминерализующем растворе, поскольку это могло бы дать эффект «кажущейся» реадсорбции кальция из раствора образцом костной ткани. Тем более, что тест на наличие белка в деминерализующем растворе был отрицательным. То есть, если в первые часы деминерализации костной ткани и происходит выделение её органического компонента в раствор, то его масса ничтожно мала.

Для выяснения природы появления экстремумов на кинетических

T»nt»nr tv n гта пттапдпт £чтттт ттлт^тттлпатт Лпт/'глп т»тттп»иг»т ттп тгтiv

u iiwpujr 14/ uiwywM» vuiJi nvxuuviwii i^aivivy {muiaxuia xiu (шл

контактирующих поверхностей. С этой целью образцы костной ткани человека, собаки и кролика были размолоты на установке JICT-560 в порошок и разделены затем на отдельные фракции. Для опытов была использована фракция с 300 меж.

Порошок различных видов костной ткани обрабатывался 1,2 М раствором HCl. Именно эта концентрация наиболее часто используется при заготовке костных трансплататов из донорской кости. Пробы отбирались из деминерализующего раствора с помощью воронки со стеклянным фильтром (плотный № 4) для исключения попадания крошки в анализируемые пробы. Результаты исследования свидетельствуют о том, что растворение гидроксоапатита в растворе HCl происходит инконгруэнтно, видимо, через стадии образования фосфата кальция (трикальцийфосфата), который и сам также не растворим в воде. Тем не менее трикальцийфосфат лучше растворим в HCl, чем основной фосфат или гидроксоапатит. Это заключение сделано на анализе кинетических кривых (рис. 5). Так кривая отношения

so ш Время

Рис. 5. Кривые изменения концентрации Ca (1), отношения Са/Р (3) и относительной потери массы деминерализуемого порошкообразного образца костной ткани человека в 1,2 М HCl (2).

Са/Р в растворе HCl не горизонтальна, а имеет выраженный характер зеркального отражения положительной ветви функции arctg (t). Кривая, соответствующая изменению соотношения Са/Р в растворе свидетельствует о непостоянстве этого соотношения и изменению его в интервале от 4, 66 до 1,67. Таким образом характер кривой 3 подтверждает положение о инконгруэнтности растворения гидроксоапатита в 1,2 М растворе HCl.

Результаты ЯРМ спектроскопии подтверждают колебательный характер кинетики деминерализации костной ткани. Очевидно, что он является следствием сложной гидроструктуры компактной костной ткани. Причём, возможно, костная ткань адсорбирует ионы Са2+ из деминерализующего раствора до тех пор, пока не установится диффузное равновесие между ионами Са2+ и Н\ В этой ситуации соляная кислота постепенно всё глубже и глубже проникает в структуры костной ткани. Таким образом, исследование кинетики деминерализации костной ткани к физикохимическое исследование продуктов её обессоливания позволило получить новую дополнительную информацию о структуре костной ткани. На основе её были отработаны методы технологического контроля за процессом производства оригинальных коллаген-апатитовых имплантатов и методы контроля за их биодеградацией в дефектных участках костной ткани реципиентов, как в экспериментальных, так и клинических условиях.

Глава IV. Получение коллаген-апатитового имплантата (материала «ЛитАР»)

Полученный коллаген апатитовый имплантат (материал «ЛитАр») можно использовать для замещения костных дефектов в ортопедии и травматологии, а так же в стоматологии, моделируя их состав путём комбинации органических и неорганических компонентов.

Важно, что полученный материал отвечает основным требованиям, предъявляемым к имплантатам: отсутствие токсичности, иммуногенности, наличие биодеградируемости и необходимых механических свойств.

Отвечая этим требованиям материал «ЛитАр» имеет кроме того и экономические преимущества перед применяемыми в настоящее время в клинике имплантатам. Из полимерных материалов, не обладающих иммуногенными свойствами, но способных к биотрансформации, наиболее широко применяются в клинике коллаген и производные полисахаридов. Однако коллаген более доступен, чем производные полисахаридов и кроме того, иммуногенные свойства отсутствуют не только у аллогенного, но и у ксеногенного коллагена. Именно поэтому использование белкового полимера коллагена более перспективнее, нежели производных полисахаридов. Именно поэтому в качестве полимерной органической основы для создания материала «ЛитАр» был выбран коллаген.

Коллаген получали путём обработки шкур собак в 0,5 М растворе уксусной кислоты с последующие осаждением его из раствора раствором щёлочи при изменении РН в интервале от 4,7 до 5,2. Кроме того была использована коллагеновая губка, производимая на Лужском заводе «Белкозин» и разрешённая для применения в медицинской практике. Данные о физико-химических свойствах полученного лабораторным и производственным способами коллагене приведены на рисунках 6 и 7.

40 30 Угол поворота 20 ¿в,8рй. 9.

Рис. 6. Дифрактограмма коллагена.

Рис. 7. ИК спектры коллагена (1 - ксено, коровий; 2 - злло, собачий).

В качестве неорганического компонента материала «ЛитАр» были синтезированы двойные основные сульфаты алюминия магния:

CaiH (Р04)з • ХН20; Са3(ОН) (Р04)3; и Mg (ОН)2 • MgS04 • ХНО;

Ain Mgm (ОН)р (S04)q • ХН20.

Полученные соединения исследовались методами РФА, ДТА, ИКС, ЯРМ и химическим анализом.

Коллаген-апатитовые имплантаты (материал «ЛитАр») получали на основе реакции образования неорганического компонента в теле белковой (коллагеновой) матрицы. Эта реакция требует специального введения ионов, образующих нерастворимое органическое соединение, блокирующее ОН-группы белковой цепи. В конечном итоге это приводит к управляемой гидратации материала, а значит и сохранению им определённых механических свойств. Для получения имплантатов используется специальная установка, а сам способ получения имплантатов защищен патентом РФ.

Оригинальность способа получения заключается в том, что весь процесс занимает только одну стадию, но обеспечивает более высокий, чем у аналогов, уровень структурной итегрированности органического и неорганического компонентов материала, оставляя их при этом индивидуальными веществами, т.е. химически не связанными.

Для идентификации однородности неорганического компонента, т.е. для отсутствия в материале «ЛитАр» других соединений или соединений с коллагеновыми цепями, производился его РФА. Анализ графиков свидетельствует о присутствии в материале только фазы гидрокспоапатита.

Измерение оптической плотности рентгеновских снимков материала «ЛитАр», проведённых на компьютерном томографе, показывает достаточно равномерное распределение солевого компонента в теле коллагеновой матрицы. При томографии отдельно взятых же компонентов материала коллагена и гидроксоапатита - рентгенологические картины совершенно

иные. Так в зоне, соответствующей локализации гидроксоапатита, плотность составляла 112,4 Н, в зоне коллагена - только - 902,0 Н.

Анализ гистологических препаратов материала «ЛитАр», окрашенных гематоксилин-эозином, доказал достаточно равномерное распределение кристаллов гидроксоапатита в непосредственной близости от коллагеновых волокон. Тем не менее определялась и некоторая флюктуации плотности кристаллов гидроксоапатита на всей площади гистологических препаратов. Изучение кинетики деминерализации материала «ЛитАр» в 0,1 M растворе НСС показало, что растворение его солевого компонента имеет монотонно возрастающий характер до состояния насыщения ввиду полного перехода гидроксоапатита из материала в раствор. Во временном диапазоне от 30 до 120 мин функция апроксимируется в линейную зависимость, выраженную уравнением: Y = 6,11 + 0,012 X.

I 1л ппло! п 7 Уопогтапд г \;/vpotmnTTûtitjii(T TivounilonuA^Tt ЙЛТТТ.ПТР

A. XVJ VUVViUJ AUpUAi^yj J V i UliVlJVtVllllU/1 jiMVWiivmwj/iiuviW V V.J1/1-MW

соответствует кинетике растворения гидроксоапатита, чем деминерализации костной ткани. Очевидно, это может служить косвенным доказательством отсутствия химической связи между компонентами материала «ЛитАр», а так же использоваться для контроля за биотрансформацией имплантатов в эксперименте. Так при биодеградации имплантата, аутопсийнный материал из зоны оперативного вмешательства должен деминерализоваться в соответствии с кинетикой, имеющей экстремумы на графической кривой. Если же имплантат не подвергается биодеградации - деминерализация материала из зоны оперативного вмешательства будет иметь кинетические кривые, характерные для процесса деминерализации самого имплантата.

Для экспериментально-морфологических испытаний готовность имплантаты, плотность которых соответствовала плотности костной ткани или незначительно её превышала (110 - 112 Н). Выбранный стартовый уровень плотности имплантатов позволял по её изменению в процессе их биодеградации иметь чёткое представление об эволюции репаративного

остеогенеза в зоне оперативного вмешательства (Рис.8). Следует отметить, что точки на графических кривых (1, 2) находятся практически на одной прямой и могут быть апроксимированы в линейную зависимость вида: Y = 36,6 X - 62,0. Следовательно состав неорганической соли существенно не влияет на характер репаративного остеогенеза. Кривая изменения плотности имплантатов без солевого компонента (2) достаточно близка к кривой (1), соответствующей репаративному остегенезу на основе имплантатов с минеральным компонентом. Это позволяет сделать вывод: нормальное функционирование остеогенных клеток-предшественников мало зависит от состава нерастворимого в воде неорганического компонента. Именно поэтому можно менять его содержание в имплантатах в достаточно широких пределах: от полного отсутствия и до 70% от всего объёма имплантата. Заслуживает внимания и то обстоятельство, что графики изменения плотности имплантата в зоне оперативного вмешательства в компактной костной ткани (кривая 3) и губчатой костной ткани (кривая 4) идут приблизительно параллельно.

Это означает, что формирование компактной костной ткани в зоне регенерации, как в ранние (2-3 мес.), так и в отделённые сроки (9—12 мес.) эксперимента, происходит в интервале значений между кривыми 3 и 4.

Имплантата, (материал ЛитАр»), полученные на установке путём взаимодействия ионов Са2+, РО3^, ОН" по реакции: 5 Са2+ + ОН" + 3 Р034 Са5 (ОН) (Р04)з в объёме коллагеновой губки, использовался в дальнейших экспериментально-морфологических и клинических исследованиях.

Имплантаты упаковывались в 3-х слойные полиэтиленовые пакеты и стерилизовались гамма-излучением (25 кГр). Стерильность упаковок проверялась выборочно микробиологическими методами. Их результаты свидетельствовали о стерильности 2-х и 3-х пакетов упаковок в 100% случаев.

А г.и

500 400 ЙЗОО

О ' «• •

Ен О

а

т 100

1 - имплантататы, содержащие гидроксосоль

2 — имплантаты, несодержащие гидроксосоль

3 - регенераты

4 — регенераты

- 5 - условная граница костнотканной структуры

и)

Время

ь

Ю

/2 /4

Рис. 8. Зависимость плотности регенерата от времени послеоперационного периода.

ГЛАВА V. Репаративный остеогенез на основе коллагенапатитовых имплантатов (материала «ЛитАр») в эксперименте

Альвеолярный отросток и стенки лунки зуба нижней челюсти собак имеют ячеистое строение. Гистологически - это незрелая костная ткань, т.е. ткань с незавершённым остеогенезом. Губчатое вещество пластинчатой костной ткани сосредоточено в срединной части тела нижней челюсти.

Для определения кинетики биотрансформации коллаген-апатитовых имплантатов в эксперименте на животных был использован сцинтиграфический контроль зоны костного дефекта нижней челюсти. Объективная информация о накоплении Тс-99 в зоне регенерации и, следовательно, об интенсивности протока в ней, определялась компьютерной обработкой полученных данных относительно симметричного участка другой половины тела нижней челюсти, дефект которой заполнялся деминерализованным остеобрефоматриксом. Полученные данные свидетельствуют о том, что в зоне имплантирования материала «ЛитАр» наблюдается более интенсивный кровоток и следовательно, более быстрое формирование нативной кости.

Параллельно с радиологическим исследованием проводилось гистологическое изучение зоны регенерации с окружающими её участками костной ткани. Уже на 5-е сутки эксперимента в контактных с имплантатом участках костной ткани наблюдалась выраженная сосудистая реакция. Микрососуды: артериолы и венулы - были расширены, определялись признаки повышенной сосудистой проницаемости и замедленного кровотока (слайдсиндром, агрегаты форменных элементов крови). Более выраженная сосудистая реакция наблюдалась в контактных участках костной ткани при использовании деминерализованного остеобрефоматрикса. Здесь же наблюдалась и более выраженная и более продолжительная по времени (до 30 суток) лейкоцитарная реакция. При использовании материала

«ЛитАр» лейкоцитарная реакция была кратковременной. На 10-е сутки эксперимента она уже не определялась. Лейкоцитарная реакция в зонах контакта имплантата и трансплантата сменялась макрофагальной реакцией. Плотность макрофагов в контрольных участках достигала 10,2 ± 1,6 на 10 ООО мкм2 , в экспериментальных - 23,4 ± 3,4 макрофагов на 10 ООО мкм2. Продолжительность макрофагальной реакции в контрольных участках - до 10-х суток, а в экспериментальных - до 30-ти суток.

Таким образом, в контрольных и экспериментальных участках представляется возможным выделить сосудистую, лейкоцитарную и макрофагальную реакции костного ложа. В нём гистологически следует выделить три зоны: контактную, краевую (деструктивную) и реактивную. Контактная зона - пространство между костным ложем и имплантатом или трансплантатом. Краевая зона или зона деструкции. Её площадь зависит от операционной травмы при введении в зону дефекта имплантата или трансплантата. В контрольных и экспериментальных участках (при использовании материала «ЛитАр» и деминерализованного остеобрефоматрикса) зоны деструкции занимали одинаковую площадь, поскольку механизм формирования костного дефекта в том и в другом случае один и тот же. В первые 5-ть суток после операции в этой зоне наблюдались деструктивные изменения клеточных элементов (остеобластов) и выраженная сосудистая реакция. В последующие сроки эксперимента в этой зоне происходило новообразование микрососудов, наблюдалась клеточная инфильтрация и восстановление костной ткани по типу репаративной регенерации. Самая периферическая зона, это зона костного ложа, в которой на фоне сосудистой реакции происходил массивный трансэндотелиальный выход форменных элементов крови: лимфоцитов, моноцитов, нейтрофильных гранулоцитов. Именно из этой зоны они мигрируют в имплантат и трансплантат.

При гистологическом изучении деминерализованного костного брефоматрикса через 5-суток после операции, он представлял собой

неоднородную бесклеточную базофильную массу с небольшим количеством форменных элементов крови. В контактной зоне определялись макрофаги и единичные остеокласты.

Наблюдалась краевая резорбция органического вещества матрикса. Резорбция органического (коллагенового) матрикса материала «ЛитАр» на периферии имплантата происходила более интенсивно.

На 10-е сутки эксперимента в контактной зоне имплантата формировались первые костные трубекулы, по краям которых определялись интенсивно окрашенные гематоксилином остеобласты. На 30-е сутки имплантат полностью подвергался биотрансформации и заместился костной тканью различной степени зрелости. Наряду с полями грубоволокнистой костной ткани определялись участки зрелой (пластинчатой) костной ткани. Ею были сформированы стенки лакун, заполненные новой миелоидной тканью.

На 60-е и 90-е сутки эксперимента зона дефекта представляла собой однородную пластинчатую костную ткань с характерной для губчатой кости гистоструктурой. При использовании брефоостеоматрикса окончательное формирование зрелой костной ткани губчатой структуры завершается лишь через 6-ть месяцев после операции (Волова Л.Т., 1997).

Гистологическое изучение биодеградации материала «ЛитАр» позволило выделить смещающиеся в направлении центральных участков имплантата три морфофункциональные зоны: 1. зону инфильтрации (краевая зона); 2. зону пролиферации; 3. зону ремоделяции. Зона инфильтрации формировалась в центре имплантата на 5-е сутки после операции. Здесь преобладающими клеточными элементами были лимфоциты, моноциты, макрофаги. Вокруг оксифильных чатиц гидроксоапатита группировались клетки фибробластического ряда, Изредка определялись гигантские многоядерные клетки. Зона пролиферации окружает зону инфильтрации по периферии и характеризуется наибольшим количеством вновь образованных тонкостенных микрососудов и клеточных элементов рыхлой соединительной

ткани. Формирование микроциркуляторного русла в имплантате происходило путём образования зндотелиальных тяжей. Стадийность его формирования и его морфология соответствует регенерационному ангиогенезу (Куприянов В.В. с соавт., 1993). Очевидно, что активную роль в пролиферации эндотелиоцитов играет коллаген (Куприянов В.В. с соавт.,

1995).

В непосредственной близости от стенки вновь образованных микрососудов постоянно обнаруживались многочисленные периваскулярные клетки, являющиеся предшественниками преостеобластов (Родионова Н.В., 1986).

Периферическая зона биодерградированного имплантата - зона ремоделирования. Именно здесь в первую очередь формируется нативная костная ткань. Выявленные в процессе биодеградации имплантата

»тмАпЛтлггтлооттчлтв 1пт.т лт^оч/атлт ттл^зпчп^л '»тотшллтг пппттолг»о т*

ши Ук^^ ± 1 IV!! 1М 1ии V »»УЦЩ V Л 4 IV/ Л ЖХ

соответствуют пролиферативной и адаптивной фазам репаративной регенерации заместительного типа (Данилов Р.К., 1995; Нигматуллин Р.Т.,

1996). Динамичное смещение указанных микротопографических зон от периферии к центру приводит к однотипной миграции клеток в последующую зону биодеградирующего имплантата: нейтрофильные гранулоциты - макрофаги - фибробласты - преостеобласты - остеобласты. Собственные экспериментально-морфологические исследования и данные литературы (Фриденштейн А .Я., Лалыкина К.С., 1973; Лаврищева Г.И., Михайлова Л.Н., 1986; Лазарев А.Ф., Рогозин А.О., 1997) позволяют считать, что репаративный остеогенез связан с двумя группами факторов: первая группа - это факторы реципиента, реализующиеся через его костное ложе; вторая группа - это факторы самого имплантата. Существование двух категорий остеогенных клеток-предшественников: детерминированных и индуцибельных - у взрослых млекопитающих уже признаётся всеми исследователями. Для реализации своих костеобразовательных потенций детерминированные остеогенные клетки-предшественники не требуют

действия внешних индукторов, хотя и нуждаются в определённой популярной плотности, т.е. межклеточных взаимоотношениях. Индуцибельные остеогенные клетки-предшественники не проявляют остеогенных свойств при любой клеточной плотности, если на них не воздействуют специальные индукторы остеогенеза (Фриденштейн А.Я., Лалыкина К.С., 1976). В отношении второй группы факторов, т.е. факторов самого имплантата, следует признать, что его физико-химические свойства способствуют инвазии микрососудов со стороны костного ложа реципиента и появлению в зоне дефекта нового клеточного материала, состоящего из эндотелиоцитов, перицитов и клеток крови с общепризнанными камбиальными свойствами.

Глава VI. Результаты использования коллаген-апатитовых имплантатов (материала «ЛитАр») в стоматологии

Целью клинического исследования являлась разработка комплекса лечебных процедур для больных с заболеваниями челюстно-лицевой области: кисты челюстей различной этиологии, пародонтиты и хронические периодонтиты. Учитывались анатомно-гистологические особенности различных отделов верхней и нижней челюстей, их регенераторные потенции. Исходя из этого готовились имплантаты, плотность которых соответствовала или незначительно превышала плотность костной ткани оперируемых участков. Разработан комплекс лечебных мероприятий, применяемых до операции, во время её и в послеоперационном периоде. Автор непосредственно участвовал в разработке стратегии и тактики лечения, в подборе имплантатов, самостоятельно проводил оперативные вмешательства, наблюдал больных в раннем и отдалённом послеоперационном периоде. Для удобства хранения информации о больных, прооперированных с применением материала «ЛитАр» был создан банк данных для персонального компьютера.

Материал «ЛитАр» в виде полоски широко использовался для хирургического лечения среднетяжёлого и тяжёлого пародонтита. Он хорошо восстанавливал костную ткань компактной формации и губчатой структуры в области альвеолярных отростков и области межзубных перегородок верхней и нижней челюстей. С 1997 по 2002 год материал «ЛитАр» был использован при хирургическом лечении генерализованных форм пародонтита (259 больных) и при лечении хронических' периодонтитов, сопровождавшихся разрушением тканей периодонта с деструкцией альвеолярного отростка челюсти вокруг верхушки зуба. Проанализировано 87 амбулаторных карт больных прооперированных с применением материала «ЛитАр» и 73 амбулаторные карты больных, прооперированных без применения

пластического материала. Послеоперационный период у больных, у которых использовался материал «ЛитАр» протекал без осложнений. Осложнения при лечении и хронического периодонтита без применения материала «ЛитАр» наблюдались в 4,9 % случаев.

Для лечения кист челюстей разработан, а затем и внедрён в стоматологические учреждения г.г. Самары, Ижевска, Тольятти, Димитровграда способ с пластикой дефектных участков костной ткани материалом «ЛитАр». Методика операции: под инфильтрационной анестезией выкраивается слизисто-надкостничный лоскут в зоне кисты. Удаляется наружная стенка кисты. Края костной полости зашлифовываются фрезой. После орошения полости дикаином и высушивания её, в неё помещается материал «ЛитАр» в объёме, равном объёму дефектного участка костной ткани. Слизисто-надкостничный лоскут возвращается на место, точно сопоставляется с краями разрезов и ушивается кетгутом. Линия швов изолируется биологическим клеем.

Биодеградация имплантата в зоне операции контролировалась рентгенологически, радиовизиографически и сцинтиграфически. Полученные результаты характеризуют биодеградацию материала «ЛитАр» не только качестве, но и дают количественные данные о плотности формирующийся на его основе органотипичной костной ткани реципиета.

После заполнения костного дефекта материалом «ЛитАр», его плотность в зоне костного дефекта была минимальной и составляла 50 Н, что было меньше плотности мягкотканной структуры, плотность которой составляла до операции 60 Н. На 16-й день после операции наблюдалось увеличение плотности в зоне оперативного вмешательства до 75 Н. Это свидетельствовало о биодеградации материала «ЛитАр» в мяпсотканную структуру. На 90-е сутки после операции плотность рентгенограмм зон замещённых дефектов у разных пациентов составляла от 430 до 570 Н. Эти показатели соответствуют плотности рентгеновских снимков твёрдотканных

структур. По данному способу прооперировано 79 пациентов. Послеоперационный период у них протекал без осложнений.

Таким образом, коллаген-апатитовые имплантаты (материал «ЛитАр») способны эффективно индуцировать репаративный остеогенез в зоне костных дефектов верхней и нижней челюстей при различных стоматологических заболеваниях.

Выводы.

1. Кинетика деминерализации костной ткани человека и экспериментальныхживотных имеет колебательный характер. Костная ткань адсорбирует ионы Са2+ из деминерализующего раствора до установления диффузного равновесия между ионами Са2+ и ОН".

2. Растворение солевого компонента материала «ЛитАр» имеет монотонно возрастающий характер ввиду полного перехода гидроксоапатита в деминерализирующий раствор.

3. Коллаген-апативые имплантаты (материал «ЛитАр») получены путём диффузии ионов Са2~, Р043~, ОН" в коллагенову матрицу. Для этого используется коллагеновая губка и гидроксофосфат кальция.

4. Неорганический и органический компоненты материала «ЛитАр» остаются в нём индивидуальными веществами, химически не связанными между собой. Неорганический компонент достаточно равномерно распределён в теле органической (коллагеновой) матрицы.

5. Материал «ЛитАр» отвечает требованиям, предъявляемым к имплантатам: отсутствие токсичности, иммуногенности, наличие биодеградируемости и необходимых механических свойств.

6. Индуцирующие остеогенез факторы, связаны главным образом с коллагеновой матрицей материала «ЛитАр». Это позволяет готовить имплантаты различной плотности, варьируя количеством введённого в матрицу неорганического компонента: от полного отсутствия его и до 70 % от всего объёма имплантата.

7. Замещение коллаген-апатитовых имплантатов (материала «ЛитАр») в зоне костных дефектов верхней и нижней челюстей органотипичиной костной тканью реципиета является пролонгированным, упорядоченным во времени и пространстве прогнозируемым процессом. .

8. Костное ложе реципинета в зоне оперативного вмешательства реагирует формирование микротопографических зон: реактивной, краевой и контактной. Морфологические изменения в костном ложе создают условия для биодеградации имплантата и внедрение в него остеогенных клеток-предшественников.

9. Биодеградация коллаген-апатитовых имплантатов (материала «ЛитАр») происходит с их периферии по направлению к центру. Последовательность этого процесса возволяет выделить в биодеградирующем имплантате три микротопографические зоны: ремоделирования, пролиферации и инфильтрация. Динамичное смещение этих зон от периферии имплантата к его центру характеризуется миграцией остеогенных клеток-предшественников, трансформацией их в остеобласты, остеокласты и остеоциты и завершается формирование нативной костной ткани.

10. Коллаген-апатитовые имплантагы (материал «ЛитАр») способны эффективно индуцировать репаративный остеогенез в зоне костных дефектов верхней и нижней челюстей при различных стоматологических заболеваниях.

Список работ, опубликованных по теме диссертации

1. Имплантат костной ткани И Тез. докл. III Российского национального конгресса «Человек и лекарство», М. 1996, с. 33 (соавт. Литвинов С.Д., Ершов Ю.А.).

2. Гидросолевые биоадекватные имплантационные материалы для замещения костных дефектов // Тез. докл. V Российского национального конгресса «Человек и лекарство», М., 1998, с. 120 (соавт. Литвинов С.Д., Данилов В.П., Ершов Ю.А.).

3. Математическая оценка репарации костного имплантата в ортопедии и стоматологии с помощью сцинтиграфии // Тез. докл. междунар. конф. «Современные подходы к разработке эффективных перевязочных средств, шовных материалов и полимерных имплантатов // М., 1998, с. 335 (соавт. Плясунов С.А., Краснов А.Ф., Литвинов С.Д.).

4. Оценка различных методов обезболивания и синтетических имплантат в стоматологии // Тез. докл. междунар. семинара» Нелинейное моделирование и управление». Самара, 1998, с. 19.

5. Новый эффективный способ лечения больных с дефектами костной ткани челюстей // Сб. науч. статей. Самара, 1999, с. 28 - 30.

6. Зубной зачаток и синтетический композит // Сб. науч. статей. Самара, 1999, с. 168 - 169 (соавт. Рахимов Р.И.).

7.Применение неиммуногенного коллаген-апатитового композита -условие оптимизации регенераторного процесса костного дефекта челюстей // Тез. V междунар. конф. по иммунологии и иммунореабилитологии, Тенерифе, Испания, 1999, с. 102.

8. Физиология дефекта костной ткани после его замещения коллагенапатитовым имплантатом // Тез. докл. Российского национального конгресса «Человек и лекарство», М., 1999, с. 437 (соавт. Плясунов С.А., Чигарина С.Е.).

9. «Искусственная кость» в остеологии // Сб. тез. юбилейной науч. /практ. конф. «80 лет СаМГУ» 1999, с. 138 - 140 (соавт. Краснов А.Ф.).

10. Рентгенологическое и сцинтигшрафическое поведение коллаген-апатитового имплантата в зоне дефекта верхней челюсти // Тез. докл. Российского национального конгресса «Человек и лекарство», М., 1999, с. 436.

11. «Искусственная кость» в краниопластике // Анналы ортопедии и травматологии, 1999, № 3, с. 15 - 18.

12. Электро-химическое осаждение гидроксосолей на коллагене // Тез. докл. XXV Самарской обл. научно-практ. конф., Самара, 1998, с. 60 (соавт. Серегин А.Н.).

13. Применение коллаген-апатитовых имплантатов для заполнения корневых каналов зубов // Материалы науч. конф. «Моделирование и прогнозирование заболеваний, процессов и объектов. Самара, 1998, с. 96 - 98 (соавт. Чигарина С.Е., Чигарин В.Н.).

14.Клиническое применение коллаген-апатитовых имплантатов в стоматологии // Тез. докл. междунар. семинара «Нелинейное моделирование и управление». Самара, 1998, с. 19 - 20 (соавт. Бережное В.В.).

15. Гидрооксосоелвые биоадекватные имплантационные материалы в стоматологии // Тез. докл. V Российского национального конгресса «Человек и лекарство». М., 1998, с. 137. (соавт. Бережнов В.В., Ершов ЮА.).

16. Краниопластика коллаген-апатитовым имплантатом с применением моделирующей пластины // Материалы III междунар. конф. «Современные подходы к разработке эффективных перевязочных средств, шовных материалов и полимерных имплантатов». М., 1998, с. 230 (соавт. Краснов А.Ф., Косулин А.Н.).

17. Время биотрансформации коллаген-апатитового имплантата («искусственной» кости) как фактор надёжности материала в хирургической практике // Тр. междунар. конф. «Надёжность и качество в промышленности, энергетике и на транспорте», Самара, 1999, с. 293 - 295.

18. The evalution of the possibilit of the use of a collagen-appatite-base biomaterial (implant) in stomatology // Actualites en biomateriaux, Romillaf, France. 1999, v. 5 p. 17-19.

19. Combination of thermographical and computed tomographical control of bone tissue zone regeneration in vitro // Tranactions of the VIII conference of the European Orthopedic Research Societi. Amsterdam, 1998, p. 68. (Litvinov S.D., Krasnov A.F.).

20. Hydroxo-base implants for orthopaedics and Stomatology // XIII th International Congress of Pharmacology. Munchen, 1998. p. 511. (Litvinov S.D., Krasnov A.F.).

21. Hydroxo-base implants for orthopaedics and stomatology // Arch. Pharmacol., 1998, v. 358, № 1. p. 511 - 512. (Litvinov S.D., Krasnov A.F.).

22. Collagen-apatite implants used in therapeutic stomatology // Arch. Pharmacol., 1998, № 1. p. 512 (Litvinov A.D., Krasnov A.F.).

23. The experience of the use of biomaterial with on base collagen-apatite for cranioplasty // 6K lour. del'Institut Europeen des Biomateriaux et de Microchirurgie (EIBM) de Nancy, 1998, p. 531.

24. The application of the nonimmunogonic collagen-appatite compound -the optimization of the regeneration process with a bone defect //1. Immunorehab., 1999 № 19, p. 231 - 232 (Stolyarenko P.Yu.).

25. Biological and clinical study Kinetics of biodegrading apatite-collagen implant for substituting bone tussue defect // I. «Drug metabolism and pharmacokinetics, 1998, v. 28, № 2. p. 346 - 349.

26. The study of physiology of the defectiv bone tissue part filled with a collagen-appatite implant by the dog // The Third Combined Meeting of orthopaedic research societies of U.S.A., Canad, Europe and Japan. Transactions book. 1998. p. 158 - 159. (Krasnov A.F., Plyasunov S.A.).

27. Combination of thermographical and computed tomographical control of bone tussue zone regeneration in vitro // Orthop. Soc., 1998, v. 8. p. 68 - 69. (Litvinov S.D., Krasnov A.F.).

28. Sptcivic fuatures of bone tissue regeneration of the defect with a syntetic implant // Bui. of Exper., 1998, v. 119, № 4. p. 422 - 425.

29. Способ лечения больных с дефектами костной ткани верхней и нижней челюстей. Патент РФ № 2157115,10.09.2000 г.

30. Коллаген-апатитовый имплантат и дефекты костной ткани челюстей // Стоматология, 2000, № 3. с. 19-23.

31. Разработка коллаген-апатитовых имплантатов (материала «ЛитАр») и их применение в стоматологии. Ульяновск, 2002,129 с.

Актуальность проблемы. Протезирование дефектных участков костной ткани, обеспечивающее полное восстановление нативной кости в зоне дефекта - острейшая проблема современной медицины в целом и в стоматологии, в частности (141, 207, 361, 376). Учитывая, что дефект костной ткани обусловлен причинами не только иммунологического или инфекционного характера, но и всем спектром травматических повреждений, становится очевидным необходимость изыскания новых способов борьбы с костной патологией, обеспечивающих полную репарацию костных дефектов.

Несмотря на многовековую историю трансплантации костной ткани и значительные успехи, достигнутые в этой области к настоящему времени, эта проблема остаётся актуальной и продолжает служить предметом постоянных дискуссий На многие вопросы, выдвинутые теорией и практикой трансплантации костной ткани, до настоящего времени нет чётких удовлетворительных ответов так не решены иммунологические аспекты проблемы, нет эффективных заменителей аутокости, неясны источники репаративной регенерации нативной костной ткани, не выделены индукторы остеогенеза, не разработаны способы его регуляции и стимуляции (207, 223, 269, 320) На протяжении длительного времени в клинической практике в качестве костнопластических материалов применялись три вида костных трансплантантов аутогенные, аллогенные и ксеногенные (30, 47, 91, 108, 136). Причём большие надежды возлагались на аллогенные деминерализованные трансплантаты, способные биодеградировать, инициировать репаративные процессы в костной ткани реципиента и замещаться в зоне дефекта его собственной органотипичной костной тканью (7, 40, 48, 93, 102, 226, 267, 504). Действительно, полученные при использовании деминерализованных костных трансплантатов результаты были значительно эффективнее результатов, полученных при использовании формализованных (48, 304, 315, 324, 399) И тем не менее в последние десятилетия костные трансплантационные материалы, в том числе и деминерализованный костный матрикс, вытесняются из клинической практике имплантационными материалами, представляющие различные формы гидроксипатита: порошок, керамику, в частности, гранулят и коллоидные формы («Остим - 100») ( 18, 21, 39, 54, 67, 99, 101). Указанные материалы широко и без должного контроля за эффективностью стали применяться при хирургическом лечении стоматологических заболеваний, сопровождающихся деструкцией костной ткани: костных кист челюстей, пародонтита, остеомиелита (21, 59, 93, 94, 402). Неудачи, связанные с применением указанных материалов, привели к осторожной, если не скептической оценки перспективности ею дальнейшего использования (60, 61,293,294).

Таким образом, чрезвычайно актуально создание костно-пластического материала (имплантата) с заданными свойствами, отвечающею следующим требованиям отсутствие токсичности. и иммутютенности. патичие биодетрадируемоеги и необходимых механических свойств (I. 35. 460. 509)

Кроме тою, проблема оптимизации остеорепаративных процессов в челюстно-лицевой области, до настоящего времени не утратила своей актуальности. Так. частота осложнений при переломах нижней челюсти составляет не менее 41% (87, 198, 437, 469), а лечение аномалий и деформаций зубочелюстной системы - сложная, до конца нерешённая проблема (264, 365, 429, 444).

Представления о репаративной регенерации пластинчатой костной ткани верхней и нижней челюстей основываются исключительно на клинико-рентгенологических исследованиях и немногочисленных гистологических данных (280, 334, 353). Недостаточность и субъективность имеющейся в литературе информации обусловливает противоречивость в понимании процессов репаративной регенерации костной ткани этой зоны.

Цель работы - выявить закономерности репаративного остеогенеза пласгинчаюй костной ткани на основе материала «ЛитАр».

Задачи работы:

I изучить факторы, влияющие на характер деминерализации костной ткани и имплантата (материала «ЛитАр»);

2. разработать технологию получения имплантата (материала

• «ЛитАр») на основе полимерной матрицы и неорганических компонентов;

3 iio.'inчигь данные о биологических свойствах имплантата (материала «ЛитАр»);

4. изучить процесс биотрансформации имплантата (материала «ЛитАр»); ин витро,

5 изучшь динамику репаративной регенерации пластинчатой костной ткани челюстей в эксперименте при использовании материала «ЛитАр»;

6 провес!и клиническую апробацию материала «ЛитАр» при лечении больных с дефектами костной ткани верхней и нижней челюстей ф Научная новизна.

1 I Усыновлена зависимость свойств костной ткани от содержания неорганическою компонента в белковом матриксе;

2 рафабокша технология синтеза костно-пластического материала (имплантат материала «ЛитАр») с заданными свойствами, способного обеспечить полную регенерацию дефектного участка кости в полноценную нагивную костную ткань;

3 выявлены закономерности репаративной регенерации пластинчатой костной ткани на основе материала «ЛитАр»;

4 по.'лчены морфологические и клинические данные, позволяющие рекомендовать применение материала «ЛитАр» в клинике при различной патологии костной ткани: переломы, дистрофические, опухолевые процессы, врождённые заболевания.

Практическая значимость.

I полученный синтетический костно-пластический материал «ЛитАр» может применяться в ортопедии, травматологии, стоматологии для устранения дефектных участков костной ткани;

2. результаты по кинетике деминерализации костной ткани могут быть использованы для оптимальной подготовки донорских трансплантатов;

• 3. применение материала «ЛитАр» обезопасит больных от инфекционных заболеваний, что возможно при трансплантации донорской костной ткани,

4. применение материала «ЛитАр» обеспечивает достаточно быстрое и полноценное восстановление костной ткани в зоне дефекта,

5. улучшение непосредственных и отделенных результатов лечения при использовании материала «ЛитАр» даст возможность снизить временную нетрудоспособность больных и уменьшить перевод их на инвалидность

Выводы

1 Кииетика деминерализации костной ткани человека и экспериментальныхживотных имеет колебательный характер. Костная ткань адсорбирует ионы Са2+ из деминерализующего раствора до установления диффузного равновесия между ионами Са2+ и ОН"

2 Растворение солевого компонента материала «ЛитАр» имеет монотонно возрастающий характер ввиду полного перехода гидроксоапатита в деминерализирующий раствор

3 Кодлаген-апативые имплантаты (материал «ЛитАр») получены путем диффузии ионов Са2", РО4 ", ОН" в коллагеновую матрицу Для этого используется коллагеновая губка и гидроксофосфат кальция.

4 Неорганический и органический компоненты материала «ЛитАр» остаются в нём индивидуальными веществами, химически не связанными между собой Неорганический компонент достаточно равномерно распределен в теле органической (коллагеновой) матрицы

5 Материал «ЛитАр» отвечает требованиям, предъявляемым к пмплатагам отсутствие токсичности. имму ногенности. наличие биодсч радируемоеiи и необходимых механических свойств

6 Индуцирующие остеогенез факторы, связаны главным образом с колла! еновой матрицей материала «ЛитАр» Это позволяет готовить имплашаты различной плотности, варьируя количеством введенного в матрицу неорганического компонента от полного отсутствия его и до 70 % от всего объема имплантата

7 Замещение коллат ен-апатитовых имплантатов (материала «ЛитАр») в зоне костных дефектов верхней и нижней челюстей органотипичиной костной тканью реципиета является пролонгированным, упорядоченным во времени и пространстве прогнозируемым процессом.

8 Костное ложе реципинета в зоне оперативного вмешательства реагирует формирование микротопографических зон: реактивной, краевой и контактной. Морфологические изменения в костном ложе создают условия для биодеградации имплаитата и внедрение в него остеогенных клеток-пре д ш естве н н и ко в.

9. Биодеградация коллаген-апатитовых имплантатов (материала «ЛитАр») происходит с их периферии по направлению к центру. Последовательность этого процесса возволяет выделить в биодеградирующем имплантате три микротопографические зоны: ремоделирования, пролиферации и инфильтрации. Динамичное смещение этих зон от периферии имплаитата к его центру характеризуется миграцией остео[енны\ клегок-нрелшестпенников, трансформацией их в остеобласты, остеокласты и остеоциты и завершается формирование нативной костной ткани.

10. Коллаген-апатитовые имплантаты (материал «ЛитАр») способны эффективно индуцировать репаративный остеогенез в зоне костных дефектов верхней и нижней челюстей при различных стоматологических заболеваниях.

Заключение

Широкое применение биодеградируемых имплантационных материалов на основе полимерной органической матрицы и гидроксоапатита предполагает их дальнейшее совершенствование. В нашей стране инициаторами исследований гидроксиапатита кальция в медицине были специалисты-химики (18., 429, 430). Перечень типов и форм гидроксиапатита, разработанных для применения в травматологии, ортопедии и стоматологии значителен.

Условно выделяется два его типа: резорбируемый (неотожженый) гидроксиапатит и его высокотемпературная керамика (21). У высоко кристаллического отожженного гидроксиапатита в порошке или мелкодисперсного «холодного» высококристаллического гидроксиапатита выявлен существенный недостаток: они вызывают развитие в зоне дефекта лимфомакрофагальные реакции, ведущие к развитию гигантоклеточных I ранул ем (21. 61, 293. 341. 363)

Кроме того, существующие материалы не обладают широким спектром фи зико-химических и механических характеристик, которые позволяли бы создавать из них имилантагы для различных костей скелета и лаже для отдельных участков костей и использовать их для людей различною возраста С целью создания именно такою имплантационного материала нами были проведены исследования, позволившие выявить некоторые структурно-химические особенности костной ткани и продуктов её деминерализации Оказалось, что кинетика деминерализации костной ткани человека и экспериментальных животных имеет колебательный характер. Костная ткань адсорбирует ионы Са2+ из деминерализующего раствора до тех пор, пока не установится диффузное равновесие между ними и ионами ОН" в растворе Изучение термической устойчивости костной ткани человека, экспериментальных животных и человеческого брефоостеоматрикса показало некоторую абстрактность понятия «термограмма кости». Оказалось, что в каждом конкретном случае необходимо делать поправки на видовые, возрастные и топографические особенности дефектного участка костной ткани. Поэтому термическая устойчивость может быть пока *ai едем биотрансформации синтетического имплангага в органотипичную костную ткань реципиента

Исходя из этих условий, в качестве неорганического компонента имплантатов были синтезированы двойные основные сульфаты алюминия магния, а коллаген-апатитовые имплантаты (материал «ЛитАр») были получены путём диффузии ионов Са:\ PCV и ОН в коллатеновую матрицу. Для этого используется коллагеновая губка и гидроксоапатит, а одностадийный процесс осуществляется на специальной установке Растворение солевого компонента материала «ЛитАр» при его биодеградации имеет монотонно возрастающий характер в виду полного перехода гидроксоапатита в деминерализующий раствор При этом неорганический и органический компоненты материала «ЛитАр» остаются в нём индивидуальными веществами, химически не связанными между собой Неорганический компонент достаточно равномерно распределен в 1еле коллатеновой матрицы Ьиолот ические испытания показали, чю мак'риал «ЛитАр» соответствует всем фебованиям. предьявляемым к имплантационным материалам отсутствие токсичности, иммуtioiенности. при наличии биодетрадируемосги и необходимых механических свойств. Причем оказалось, что индуцирующие репаративный остеотенез факторы связаны, главным образом, с коллатеновой матрицей материала «ЛитАр» Эта особенность материала «ЛитАр» позволяет готовить из него имплантаты с заданными свойствами, варьируя количеством введённого в коллатеновую матрицу гидроксоапатита от полного отсутствия его до 70 % всего объема имплантата. Результаты проведённого экспериментально-морфологического исследования репаративного остеогенеза в зонах дефекта верхней и нижней челюстей собак дали основания считать, что замещения коллаген-апатитовых имплантатов (материал «ЛитАр») органотипичной костной тканью реципиента является пролонгированным, упорядоченным во времени и пространстве прогнозируемым процессом. Собственные и литературные данные (139, 141, 143, 291) позволяют считать, ню репаративный остеогенез осуществляется при сочетании двух групп факторов. Первая группа - это факторы реципиента, реализующиеся через его костное ложе, вторая группа - это факторы самого имплантата. Выявленные в процессе биодеградации имплантатов (материал «ЛитАр») морфофункциональные микротопографические зоны как в самих имплантатах, так и окружающем их костном ложе отражают этапность процесса и соответствуют пролиферативной и адаптивной фазам репаративной регенерации заместительного типа.

Формирование микроциркуляторного русла в имплантатах происходит с образованием эндотелиапьных тяжей и тонкостенных полостей, выстланных эндотелием. Стадийность его формирования и его морфология соответствует регенерационному ангиогенезу (139, 470). Очевидно, что активную роль в пролиферации эндотелиоцитов играет коллаген (144).

Биодеградация коллаген-апатитовых имплантатов (материал «ЛитАр») происходи! с периферии к его центру Последовав.юность этого процесса позволяет выдели!ь в биодет радирующем имплантатах три микротопографические зоны ремоделирования, пролиферации и инфилырации Динамическое смещение этих зон от периферии к центру имплантатов характеризуется миграцией остеогенных клеток-предшественников, трансформацией их в остеобласты и остеоциты и завершается формированием органотипичной костной ткани реципиента. Морфологические изменения в костном ложе реципиента создают условия для индукции остеогенных клеток-предшественников и внедрения их в имплантат. Изучение периферических органов иммунной системы экспериментальных животных (регионарных лимфатических узлов и жировых тел щёк) показало, что введение в костные дефекты нижней и верхней челюстей имплантаты (материал «ЛитАр») оказывали стимулирующее действие на иммуногенез, пролиферацию лимфоцитов в герминативных центрах лимфоидных узелков, бласттрансформацию лимфоцитов, значительное расширение синусов лимфатических узлов и сииусоидных капилляров жировых тел щёк, накопление в их просвете иммунокомпетентных клеток.

Клиническое применение коллаген-апатитовых имплантатов (материала «ЛитАр») при различных стоматологических заболеваниях показало его высокую эффективность: быструю и полную биодеградацию, надёжное формирование органотипичной костной ткани без образования гранулятов, полное отсутствие послеоперационных осложнений. Кроме того, исследования периферической крови дали достоверные данные о иммуностимулирующем действии материала «ЛитАр». Таким образом, ♦ результаты экспериментально-морфологических и клинических исследований позволяют рекомендовать широкое применение имплантатов на основе материала «ЛитАр» в клинической практике.