Автореферат и диссертация по медицине (14.01.14) на тему:Использование остеопластических биорезорбирумых материалов на основе минерального сырья и костного коллагена при хирургических вмешательствах в челюстно-лицевой области (клинико-экспериментальное иссл

ГБОУ ВПО «СТАВРОПОЛЬСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ МЕДИЦИНСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ» МИНИСТЕРСТВА ЗДРАВООХРАНЕНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ОСТЕОПЛАСТИЧЕСКИХ БИОРЕЗОРБИРУМЫХ МАТЕРИАЛОВ НА ОСНОВЕ МИНЕРАЛЬНОГО СЫРЬЯ И КОСТНОГО КОЛЛАГЕНА ПРИ ХИРУРГИЧЕСКИХ ВМЕШАТЕЛЬСТВАХ В ЧЕЛЮСТНО-ЛИЦЕВОЙ ОБЛАСТИ (клинико-экспериментальное исследование)

04201451519

На правах рукописи

МАРТИРОСЯН

Армен Карапетович

14.01.14- стоматология

ДИССЕРТАЦИЯ на соискание ученой степени кандидата медицинских наук

Научный руководитель: доктор медицинских наук, доцент А.А. Слетов

Оглавление

ВВЕДЕНИЕ 4

ГЛАВА 1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ ЗАМЕЩЕНИЯ КОСТНЫХ ДЕФЕКТОВ ЧЕЛЮСТНО- ЛИЦЕВОЙ ОБЛАСТИ ОСТЕОПЛАСТИЧЕСКИМИ МАТЕРИАЛАМИ (обзор литературы) 9

1.1 Остеопластические материалы на основе коллагена, применяемые

в хирургической стоматологии 9

1.2 Остеопластические материалы на основе гидроксиапатита кальция, применяемые в хирургической стоматологии 17

1.3 Этиология, патогенез, диагностика, одонтогенных кист челюстей 19

1.4 Методы хирургического лечения одонтогенных кист челюстей 25

1.5 Особенности лечения одонтогенных кист челюстей с использованием препаратов на основе костного коллагена и гидроксиапатита кальция 29

ГЛАВА 2. МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ 35

2.1 Материалы и методы экспериментального исследования 33

2.2 Материал и методы клинической части исследования 40

2.3 Метод субъективной оценки результатов лечения 48

2.4 Методы статистического анализа 54 ГЛАВА 4. АРХИТЕКТОНИКА ПОВЕРХНОСТИ И ВНУТРЕННЯЯ СТРУКТУРА ОБРАЗЦОВ ОСТЕОПЛАСТИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ НА ОСНОВЕ ФОСФАТОВ КАЛЬЦИЯ И КОСТНОГО КОЛЛАГЕНА (результаты электронной микроскопии) 42 ГЛАВА 4. РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНО-МОРФОЛОГИЧЕСКОГО ИССЛЕДОВАНИЯ

3.1. 1-я серия эксперимента (OMCA-1) 47

3.2. 2-я серия эксперимента (ОМСА-2) 53

3.3. 3-я серия эксперимента (ОМСБ-1)

3.4. 3-я серия эксперимента (ОМСБ-2) 59

3.5. 5-я серия эксперимента (контрольная группа) 64 ГЛАВА 5. РЕЗУЛЬТАТЫ КЛИНИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ 81

5.1. Оценка эффективности лечения больных с костными дефектами челюстей без использования остеопластических материалов 81

5.2. Оценка эффективности лечения больных с костными дефектами челюстей с использованием остеопластических материалов на основе гидроксиапатита кальция OMCA-1, 2 85

5.3. Оценка эффективности лечения больных с костными дефектами челюстей с использованием остеопластических материалов на основе костного коллагена 100 ЗАКЛЮЧЕНИЕ 98 ВЫВОДЫ 118 ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ 106 СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 121 Приложение 139

Список сокращений

1. АЧНЧ - альвеолярная часть нижней челюсти;

2. АОВЧ - альвеолярный отросток верхней челюсти;

3. ВЧА - верхнечелюстная артерия;

4. KT - компьютерная томография;

5. КА - коэффициент абсорбции;

6. МРТ - магниторезонансная томография;

7. НАА - нижняя альвеолярная артерия;

8. ГТГАК - пористая гидроксиапатитная керамика;

9. ОПТ - цифровая ортопантомограмма;

10. OMCA - остеопластические материалы серии «Альгипор»;

11. ОМСБ - остеопластические материалы серии «Биотек»;

12. ОМСА-1 - остеопластические материалы серии «Альгипор» (1 группа);

13. ОМСБ-1 - остеопластические материалы серии «Биотек» (1 группа);

14. ОМСА-2 - остеопластические материалы серии «Альгипор» (2 группа);

15. ОМСБ-2 - остеопластические материалы серии «Биотек» (2 группа);

16. РЭМ - растровая электронная микроскопия;

17. сГАГ - сульфатированные гликозаминогликаны;

18. ЧЛО - челюстно-лицевая область.

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность исследования. Сохранение и восстановление функций, структуры костной ткани челюстно-лицевой области - наиболее приоритетные задачи хирургического лечения больных с хроническими одонтогенными деструктивными очагами челюстных костей. Образовавшаяся после удаления периапикальных деструктивных изменений костная полость далеко не всегда заполняется созревшей новообразованной костной тканью. Стимуляцию репаративного остеогенеза проводят по нескольким направлениям: аутотрансплантация, аллоимплантация, ксеноимплантация, аллопластическая имплантация, тканевая инженерия [12, 35, 79, 99, 109,123,147,180].

В современной хирургической стоматологии и челюстно-лицевой хирургии все шире используются различные остеопластические материалы. Область применения этих материалов - от заполнения костных дефектов после удаления зуба, до остеозамещающих операций с целью оптимизации регенерации костной ткани челюсти [7, 11, 14, 22, 29, 40, 46, 58, 76, 86, 111]. Среди множества остеопластических материалов наиболее часто используются средства на основе коллагена и фосфорно-кальциевых соединений. Кроме этого, все чаще применение находят костные минералы, получаемые из тканей крупного рогатого скота и кораллов. Для заполнения костных дефектов челюстей также используют гипс, аутогенную костную щебенку, лиофилизированный аллотрансплантат, биокомпозиционные материалы на основе гидроксиапатита и трикальцийфосфата [1,3, 6, 12, 15, 20, 39, 40, 46, 121, 134].

Качественные характеристики таких материалов, включая остеоиндуктивность, биорезистентность, биосовместимость, способность выполнять и поддерживать объем дефекта костной ткани обусловлены различными свойствами веществ, входящих в состав композиций [10, 15, 24, 29, 39, 40, 50, 61, 72, 80, 87, 126, 137]. Известно, что результаты операций по замещению дефектов челюстей после цистэктомий, удаления зубов, коррекции альвеолярного отростка во многом зависят от свойств веществ, введенных в остеопластические композиции с целью стимулирования роста и минерализации

костной ткани. В то же время, в современной литературе недостаточно работ, посвященных сравнительному клинико-экспериментальному изучению влияния различных по составу и происхождению остеопластических препаратов на динамику остеогенеза и заживления костных ран во время хирургического лечения хронического периодонтита, а так же костной пластики при удалении ретинированных зубов мудрости. Также недостаточно научных работ, посвященных сравнительному изучению влияния различных по составу и происхождению остеопластических препаратов на динамику остеогенеза и заживления костных ран при оперативном лечении одонтогенных кист челюстей.

В этой связи сравнительная характеристика остеопластических препаратов в клинических условиях, а также объективная оценка их биологических свойств в условиях эксперимента на животных, является, по нашему мнению, оправданным и актуальным способом повышения эффективности стоматологической хирургической помощи, что и предопределило цель настоящего исследования.

Цель исследования. Повышение эффективности хирургических вмешательств в челюстно-лицевой области за счет использования остеопластических материалов заданного вида и свойств.

Задачи исследования.

1. В эксперименте установить особенности регенерации костной ткани при использовании различных остеопластических материалов в сравнении с заживлением костного дефекта под кровяным сгустком.

2. Определить реакцию мягких тканей на используемые остеопластические материалы.

3. С помощью растровой микроскопии установить оптимальные параметры архитектоники гранул используемых остеопластических материалов, влияющей на ангио- и остеогенез и формирование костного матрикса.

4. Изучить эффективность использования остеопластических материалов при хирургическом лечении одонтогенных кист челюстей в основных и контрольной группах.

5. Изучить эффективность использования остеопластических материалов при замещении костных дефектов после удаления ретенированных дистопированных зубов мудрости.

6. Разработать практические рекомендации по использованию остеопластических материалов в зависимости от размера и происхождения костного дефекта челюстно-лицевой области.

Научная новизна исследования

В эксперименте на животных установлена скорость и степень регенерации костной ткани в искусственно воспроизведенном дефекте при заживлении раны под кровяным сгустком и с использованием остеопластических материалов. Впервые установлено, что препараты на основе костного коллагена серии «Биотек» наиболее эффективны при лечении мелких и средних костных дефектов, а средства на основе гидроксиапатита кальция и (3-трикальцийфосфата серии «Альгипор» - при заполнении крупных костных дефектов.

Впервые установлено, что использование препаратов серии «Альгипор» сокращает сроки репаративной регенерации и формирование костной ткани в отдаленные сроки наблюдения на 15,4% по сравнению с препаратами серии «Биотек» и на 67,5% по сравнению с группой контроля.

Изучены ближайшие и отдаленные результаты хирургического лечения одонтогенных кист челюстей различной локализации и распространенности с использованием остеопластических материалов.

В сравнительном аспекте изучены и обоснованы преимущества метода пластики костных дефектов после цистэктомии биорезорбируемыми материалами по сравнению с традиционным методом ведения костной раны под кровяным сгустком.

Практическая значимость результатов исследования

В ходе экспериментального исследования на животных изучен характер и сроки регенерации костной ткани. В эксперименте и клинике установлено, что заживление костной раны под кровяным сгустком часто сопровождается инфицированием и воспалением в ране. Установлено, что заполнение костной раны остеопластическими материалами как на основе гидроксиапатита кальция, так и костного коллагена, обеспечивает полноценную репаративную регенерацию костной ткани, предотвращает кровотечение и сокращает количество воспалительных осложнений в послеоперационном периоде.

Научно обоснованы показания к использованию остеопластических материалов с разной скоростью резорбции в зависимости от размеров костной раны. Разработаны показания и методика применения в клинических условиях остеопластических материалов на основе гидроксиапатита и коллагена в зависимости от формы выпуска препарата. Даны рекомендации предприятию-производителю по форме выпуска материалов серии OMCA с размером частиц в диапазоне от 1 до 3 мм, как наиболее эффективном для заполнения крупных костных дефектов челюстей.

Основные научные положения диссертации, выносимые на защиту

1. Наименьший срок резорбции в искусственно воспроизведенной костной ране у препаратов серии «Биотек», наибольший - у препаратов серии «Альгипор».

2. Активизация репаративного остеогенеза и дифференциация новообразованной костной ткани при использовании препаратов ОМСА-2, ОМСБ-1, ОМСБ-2 происходит быстрее, чем в контрольной группе и группе с OMCA-1.

3. Разработанный способ оперативного лечения одонтогенных кист челюстей с использованием биорезорбируемых средств сокращает сроки регенерации костной ткани после цистэктомии и полное заживление раны.

4. Отдаленные результаты хирургического лечения больных с одонтогенными кистами челюстей.

Внедрение результатов исследования

Материалы диссертационного исследования используются в учебном процессе на кафедрах стоматологии, хирургической стоматологии, хирургической стоматологии и челюстно-лицевой хирургии детского возраста Ставропольского государственного медицинского университета.

Результаты исследования внедрены и используются в лечебной работе государственных и частных учреждений, в том числе стоматологической поликлинике № 1 г. Ставрополя, стоматологической поликлинике г. Михайловска, стоматологических отделениях центральных районных больниц городов Буденновск и Ипатово Ставропольского края, в частных стоматологических клиниках «Фитодент» и «Полет».

Апробация работы

По теме диссертации опубликовано 15 научных работ, в том числе 4 статьи в журналах, рекомендованных ВАК Министерства образования и науки РФ, получены 2 удостоверения на рационализаторские предложения и 1 патент РФ на изобретение. Материалы диссертационного исследования изложены на XII научно-практической конференции «Актуальные вопросы челюстно-лицевой хирургии и стоматологии»; посвященной 80-летию кафедры челюстно-лицевой хирургии и стоматологии Военно-медицинской академии им. С.М. Кирова (Санкт- Петербург, 2009), VII Всероссийской научно-практической конференции «Образование, наука и практика в стоматологии» по объединенной тематике «ЗО-технологии - новое развитие стоматологии» (Москва, 2010), научно-практической конференции «Актуальные вопросы современной стоматологии», посвященной 80-летию проф. А.Г. Шаргородского (Смоленск, 2010), XII научно-практической конференции «Актуальные вопросы хирургической стоматологии» (Санкт-Петербург, 2011), XV международной конференции челюстно-лицевых хирургов и стоматологов «Новые технологии в стоматологии» (Санкт-Петербург, 2012); X Всероссийской научно-практической конференции «Актуальные вопросы

стоматологии-2013» (Ростов-на-Дону, 2013).

Апробация диссертационной работы проведена на межкафедральном заседании кафедр терапевтической стоматологии, челюстно-лицевой хирургии и хирургической стоматологии, челюстно-лицевой хирургии и хирургической стоматологии детского возраста, кафедры стоматологии института последипломного и дополнительного образования (ИПДО) Ставропольского государственного медицинского университета.

Объем и структура диссертации

Диссертация изложена на 139 страницах машинописного текста, состоит из введения и следующих глав: обзора литературы, материала и методов исследования, двух глав собственных исследований, главы обсуждения результатов, выводов и практических рекомендаций. Указатель литературы включает 149 источников, из них отечественных - 90, зарубежных - 69. Диссертация иллюстрирована 118 рисунками, содержит 12 таблиц.

ГЛАВА 1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ ЗАМЕЩЕНИЯ КОСТНЫХ ДЕФЕКТОВ ЧЕЛЮСТНО-ЛИЦЕВОЙ ОБЛАСТИ ОСТЕОПЛАСТИЧЕСКИМИ МАТЕРИАЛАМИ (обзор литературы)

Для обоснования цели и задач настоящего научного исследования в практике хирургической стоматологии, на основе материалов литературы изучены данные, которые включают в себя этиологию, патогенез, диагностику и способы хирургического лечения одонтогенных кист челюстей, рассмотрены данные об основных принципах использования остеопластических материалов, применяемых для костной пластики челюстей.

1.1. Остеопластические материалы на основе коллагена, применяемые в хирургической стоматологии

Во второй половине XX века были разработаны методы солюбилизации коллагена без нарушения его молекулярной структуры [3, 31]. Это послужило основанием для широкого применения материалов на основе коллагена в медицинской практике [1, 2, 3, 7, 8, 10, 24, 69, 98, 105, 106, 115, 120]. При растворении в кислой среде (после предварительной щелочно-солевой обработки) происходит отщепление телопептидов от макромолекул коллагена, что в значительной мере ослабляет антигенные свойства конечного продукта. Дубление и стерилизация коллагена у-лучами, примененные рядом исследователей [14, 16, 17 18, 21, 23,] привели к возникновению дополнительных межмолекулярных связей, что еще более снизило антигенность получаемого материала. По данным исследования Олейник Е. И. , коллаген абсолютно нетоксичен. Он обладает способностью образовать комплексы с антисептиками, антибиотиками, гликозаминогликанами и другими биологически активными веществами, что позволило создать препараты направленного действия, которые можно применять для стимуляции регенеративных процессов даже в условиях инфицированной раны [25, 26, 38,47, 53, 58].

По данным многочисленных исследований [15, 16, 28, 29], материалы на основе коллагена служат временным каркасом, рассасывающимся по мере замещения собственной соединительной тканью, при этом продукты распада материала стимулируют процессы репарации.

Рядом исследований [38, 47, 53, 58, 69] подтверждена способность гелей на основе коллагена стимулировать кальцификацию тканей in vitro. Это позволило Cucin et al. [Ill] применить коллагеновый гель для пластики реберных дефектов в эксперименте. Авторы отмечают, что этот материал не вызывает воспалительной реакции в месте имплантации, хорошо реваскуляризируется, способствует заживлению резецированных ребер. Гистологические данные подтвердили способность препаратов на основе коллагена стимулировать репарацию костной ткани [108,109].

Препараты на основе коллагена широко используются для пластики сосудов, сердечных клапанов, уретры, твердой мозговой оболочки, барабанной перепонки и роговицы, заполнения костных полостей, в качестве материала для хирургических швов и гемостатических губок [124, 125]. С 1962 г. материалы на основе коллагена активно исследуются и применяется для лечения раневых поверхностей различного происхождения и при проведении пластических операций [1, 7, 8,98, 105, 115,127].

Коллагеновые губки и пленки широко используются в качестве пластического материала для закрытия перфораций барабанной перепонки. Коллагеновыми �