Автореферат и диссертация по медицине (14.00.21) на тему:Клинико-лабораторное обоснование применения дентальных имплантатов с покрытием электретного типа

На правах рукописи УДК 616 314-089 843

ИВАШКЕВИЧ Сергей Георгиевич

КЛИНИКО-ЛАБОРАТОРНОЕ ОБОСНОВАНИЕ ПРИМЕНЕНИЯ ДЕНТАЛЬНЫХ ИМПЛАНТАТОВ С ПОКРЫТИЕМ ЭЛЕКТРЕТНОГО ТИПА

14 00 21 - «Стоматология»

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата медицинских наук

3 1 МАЙ 7007

Москва - 2007

003063630

Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Московский государственный медико-стоматологический университет Росздрава»

Научный руководитель:

Доктор медицинских наук, профессор Иванов Сергей Юрьевич Научный консультант:

Кандидат технических наук, доцент Ласка Владимир Львович Официальные оппоненты:

Доктор медицинских наук, профессор Базикян Эрнест Арамович Доктор медицинских наук Амхадова Малкан Абдрашидовна

Ведущая организация:

ФГОУ «Институт повышения квалификации Федерального медико-биологического агентства России»

Защита состоится (/('МШлЯ' 2007 г в *// часов на заседании диссертационного совета К 208 041 02 при ГОУ ВПО «Московского Государственного Медико-Стоматологического Университета РОСЗДРАВА» (127473, г Москва, ул Делегатская, д 20/1)

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГОУ Московского Государственного Медико-Стоматологического Университета РОСЗДРАВА (127206, г Москва, ул Вучетича, д. 10а)

Автореферат разослан Л> лсия^ 2007 г

Ученый секретарь диссертационного совета,

Кандидат медицинских наук, доцент ОП Дашкова

Протезирование пациентов с использованием имплантатов находит широкое применение в стоматологической практике и представляет собой сложный и взаимосвязанный комплекс биомедицинских, технических и технологических проблем (ОлесоваВН, 1988, Матвеева АИ, 1993, Параскевич В Л , 1996, Иванов С Ю , 1998)

За последние 30 лет предложено большое количество систем дентальных имплантатов и различных материалов для их производства (LinkowL, 1988, BranemarkPI 1985, ShulmanL.B, 1985, KapurK, 1992, Roberts HD, 1970, Миргазизов M 3 , 1988, Суров OH, 1993, Иванов СЮ, 1998, ОлесоваВН, 1988, Матвеева АИ, 1993, Параскевич В Л, 1996, Кулаков А А, 1997, МушеевИУ, 1999, СысолятинПГ, 1988) Научные исследования по этому вопросу и сейчас представляют большой интерес Однако ни один из используемых материалов не обладает такими физико-химическими характеристиками, которые обеспечивают не только биосовместимость материала с костной тканью, но и способствуют стимуляции остеоинтеграции, снижению ранней костной потери в маргинальной зоне после операции

Особенно интересным представляется возможность создания поверхности имплантата с заданным электрическим потенциалом, создающим условия для нормализации ионно-электролитного состава в тканях окружающих имплантат

Эволюция живых организмов на Земле осуществлялась под непосредственным действием внешних электромагнитных полей (ЭМП) В связи с этим взаимодействие ЭМП с биологическими системами необходимо рассматривать не как результат влияния внешней, дополнительной энергии (как в случае ионизирующей радиации), а как результат координирования внутренних электромагнитных полей клеток и тканей организма на фоне воздействия ЭМП В связи с этим, в настоящее время широко обсуждается вопрос наличия у животных специфической системы «магнитного сенсора» совокупности процессов, обеспечивающих высокочувствительное

восприятие внешнего ЭМП Действие ЭМП трансформируется в соответствующем изменении ЭМП на атомном, молекулярном, клеточном и организменном уровнях В соответствии с эти, ответные реакции на ЭМП могут быть связаны как с изменениями квантовых параметров атома так и изменениями дипольной ориентации молекул и модификации систем ионного равновесия (Glasser, Donath, 1992)

В связи с этим перспективным является применение покрытия электретного типа (высший оксид тантала ТагС^) на титановых стоматологических имплантатах

Цель работы: клинико-лабораторное обоснование применения дентального имплантата с новым биоактивным покрытием электретного типа с последующим внедрением его в клиническую практику для повышения эффективности методов лечения с использованием стоматологических имплантатов

Задачи исследовании:

1 Разработать методику покрытия оксидом тантала (ТагОз) титановых имплантатов системы «ЛИКо»

2 Изучить физико-химические свойства и качественные характеристики покрытия с электретными свойствами на основе Та205

3 Изучить влияние квазистатического (постоянного) электрического поля создаваемого электретом на митотическую активность остеогенных стромальных клеток-предшественников

4 Изучить степень адгезии бактерий полости рта к поверхности материалов используемых в производстве дентальных имплантатов

5 Внедрить в клиническую практику дентальный имплантат системы «ЛИКо» с покрытием электретного типа

6 Сравнить эффективность клинического применения имплантатов с дробеструйной обработкой поверхности и имплантатов с покрытием электретного типа

Научная новизна.

Впервые разработан и внедрен дентальный имплантат с биоактивным покрытием электретного типа на основе оксида тантала (Та205)

Доказано, что применение покрытия электретного типа на детальных имплантатах

• обеспечивает в окружающем его пространстве квазистатическое (медленно меняющееся во времени) электрическое поле,

• снижает риск воспалительных осложнений,

• уменьшает адгезию микрофлоры полости рта к поверхности имплантата

Практическая значимость.

Создание дентального имплантата с покрытием электретного типа позволило, при столь же высокой биотолерантности, придать имплантату еще и биоактивные свойства, благодаря нескомпенсированному отрицательному потенциалу на его поверхности Это свойство снижает микробную обсемененность и предупреждает развитие воспалительных осложнений

Основные положения выносимые на защиту:

1 Создаваемое электретом нанесенным на полированные титановые пластины квазистатическое электрическое поле обладает стимулирующим действием на рост и развитие остеогенных стромальных клеток предшественников

2 Образующаяся электретная пленка Та205 позволяет изолировать дентальный имплантат от тканей организма, что позволяет использовать

более прочные сплавы титана для производства имплантатов, тем самым расширяя показания для проведения дентальной имплантации

3 Вирулентные бактериальные виды Streptococcus mutans, Fusobacterium nucleatum обладают меньшей адгезией к титановому сплаву с электретным покрытием по сравнению с полированными образцами без данного покрытия и с образцами после дробеструйной обработки

4 Применение имплантатов с электретным покрытием при непосредственной имплантации, а также в условиях компромиссного Состояния качества и количества костной ткани обеспечивает высокую клиническую эффективность

Личный вклад.

Диссертант принимал личное участие в экспериментальной части работы эксперимент на стромальных клетках предшественниках, изучение адгезии бактерий полости к электретному покрытию А так же в клинической части готовил и обследовал пациентов до операции, самостоятельно вел и оперировал 78 пациентов, наблюдал пациентов после операции, проводил второй этап имплантации Производил сбор и обработку полученных данных Работал с литературой и оформлял диссертационную работу

Апробация работы.

■ Материалы диссертации доложены и обсуждены на XXVII Итоговой межвузовской научной конференции молодых ученых МГМСУ

■ Апробация диссертационной работы состоялась на межкафедральном заседании кафедр факультетской хирургической стоматологии и имплантологии; микробиологии, иммунологии и вирусологии Московского Государственного Медико-Стоматологического Университета (01 02 2007г)

Объем и структура диссертации.

Диссертация изложена на 143 страницах машинописного текста и состоит из введения, 4 глав, заключения, выводов, практических рекомендаций, библиографического списка литературы Работа иллюстрирована 10 таблицами, 25 рисунками и диаграммами Список литературы содержит 276 источника, из них 136 отечественных и 140 иностранных

Внедрение.

Разработки по применению дентальных имплантатов с электретным покрытием с 2001 года используются на кафедре факультетской хирургической стоматологии и имплантологии в лекционном материале и методических рекомендациях для студентов, ординаторов, аспирантов и врачей проходящих повышение квалификации А так же, с сентября 2002 года, внедрены в практику хирургического отделения КДЦ МГМСУ

Публикации.

По теме диссертации опубликовано 4 научные работы, в том числе 2 работы в журналах рекомендованных ВАК РФ

Материалы и методы исследования.

Наша работа была разделена на два этапа

I этап - экспериментальная часть,

II этап - клиническая часть

В эксперименте мы проводили оценку воздействия электрического поля создаваемого электретной пленкой на сторомальные клетки ткани Для выявления реакции стромальных клеток предшественников на воздействие электрическим полем, созданного вокруг электретной пленки, в лаборатории стромальной регуляции иммунитета института эпидемиологии и микробиологии им НФ Гамалеи (руководитель лаборатории дмн

7

профессор Чайлахян PK) было проведено экспериментальное исследование и создана биологическая модель

При проведении эксперимента на культуре тканей были подготовлены полированные и дробиструйно обработанные титановые пластины, покрытые электретом и такие же пластины без электретного покрытия Также были культуральные флаконы без пластин - контрольная группа Изучение действия пластин покрытых электретом и без электретного покрытия на эффективность колониеобразования стромальных клеток -предшественников костного мозга проводили в 3-х сериях опытов, помещая их в пластиковые культуральные флаконы объемом 25 см3 с питательной средой, вслед за эксплантацией костномозговых клеток

Нами были проведены микробиологические исследования с целью изучения адгезии бактерий к поверхности выбранных образцов Для проведения эксперимента нами был выбран сплав титана ВТ 1-0 Для эксперимента были взяты образцы с электретным покрытием, без электретного покрытия и после дробеструйной обработки В работе использовали чистые культуры бактерий видов Prevotella melamnogenica, Fusobacterium nucleatum, Streptococcus mutans и дрожжеподобных грибов -Candids albicans

Культивирование осуществляли в анаэробных условиях, используя 5% гемагар, приготовленный на основе Brain-Heart Infusion фирмы Difco с добавлением гемина (5 мкг/мл) и менадиона (0,1 мкг/мл), с обязательным помещением посевов в анаэростаты с бескислородной газовой смесью

Все результаты функциональных исследований обрабатывали методами вариационной статистики с расчетом средних величин (М), среднего квадратического отклонения (S) и ошибки средней величины (ш) Достоверность различий в исследуемых показателях соответствующих методов диагностики определяли с помощью критерия Стьюдента

В клинической части нашей работы объектом нашего изучения явились 78 пациента с вторичной частичной и полной адентией, которым по данным

клинико-рентгенологического и лабораторного обследования была показана операция внутрикостной стоматологической имплантации (СИ)

Все пациенты были оперированы в клинике МГМСУ на базе кафедры факультетской хирургической стоматологии и имплантологии с 2001 г По 2003г

Бактериологические методы исследования проводили в МГМСУ на кафедре микробиологии Биохимические исследования проводили на базе лаборатории клинической диагностики КДЦ МГМСУ Физико-химические методы исследования имплантатов и нанесение электретного покрытия на базе кафедры электронных приборов и устройств Санкт-Петербургского государственного электротехнического университета «ЛЭТИ»

Распределение пациентов по возрасту и полу представлено в таблице 1 Всего были оперированы 32 мужчин, 46 женщин

Таблица 1

Распределение пациентов по возрасту и полу

Пол Возраст Всего %

! 21-30 31^10 41-50

Мужчины 7 11 7 25 32

Женщины 4 16 33 53 68

Всего 11 27 40 78 100

Пациенты были распределены на две группы. В I группу вошли пациенты, которым проводилась дентальная имплантация с использованием двухэтапных имплантатов системы «ЛИКо» с покрытием электретного типа II группу составили пациенты, которым проводилась СИ с использованием двухэтапных имплантатов системы «ЛИКо» с дробеструйной обработкой поверхности

По группам количество установленных имплантатов составило

I группа - 107 имплантатов системы «ЛИКо» с покрытием

электретного типа,

II группа - 104 импланататов системы «ЛИКо» с дробеструйной

обработкой поверхности

Всего было проведено 78 операций стоматологической имплантации и установлено 211 винтовых имплантатов системы «ЛИКо»

Для придания объективности клинической оценке состояния пациентов после операции внутрикостной дентальной имплантации мы использовали принцип балльной системы, основанной на экспертных заключениях (таблица 2) Оценку течения раннего послеоперационного периода проводили у всех пациентов обеих групп исследования через сутки, а также на 3-й, 5-е и 7-е сутки после операции

Таблица 2

Оценка клинической картины послеоперационного периода при внутрикостной дентальной имплантации_

Клинический признак (симптом) | Оценка ! значимости, балл | нет | да

Боль в области операционной раны 0 1

Отек мягких тканей лица 0 1

Отек слизистой оболочки полости рта 0 1

Увеличение регионарных лимфатических узлов 1 о 1

Гиперемия слизистой оболочки полости рта 01

Фибринозный налет в области линии швов 01

Результаты исследования.

Мы изучили влияние электрического поля создаваемого электретом, нанесенным на титановые пластины с различной чистотой обработки, на тканевые структуры Разработанный метод избирательного клонирования в монослойных культурах стромальных клеток-предшественников позволил выделить эти клетки и даже получить потомство отдельных стромальных клеток, обладающих достаточно высоким пролиферативным потенциалом

При культувировании клеток через 7-10 дней мы наблюдали образование видимых невооруженным глазом колонии фибробластов Формирование колоний начиналось с 3-4 дня К 10-12 дню некоторые колонии достигали 0 5-1,0 см в диаметре и включают по несколько тысяч клеток Между 5-12 днями культивирования число колоний не возрастало, увеличивался размер многих из них

Гистогенетическая принадлежность клеток образующих колонии фибробластов (КОКф) от стволовых кроветворных клеток была подтверждена также методом иммунофлюоресценции на той же модели гетеротропных трансплантатов, а также в костном мозге радиохимер Аналогичный вывод был сделан в работе на тех же моделях с использованием цитолитического действия Т-киллеров, а также в цитотоксической реакции с антилинейной сывороткой и комплементом

Первым косвенным свидетельством в пользу клонального происхождения стромальных колоний в культурах кроветворных и лимфоидных клеток была линейная зависимость между числом эксплантированных клеток и количеством вырастающих колоний Проведенный в дальнейшем хромосомный анализ делящихся клеток индивидуальных колоний в смешанных культурах селезенки морской свинки и костного мозга кролика, содержащих одинаковое количество клеток от самца и самок, а также анализ делящихся клеток в моноклональных штаммах, полученных при пассировании индивидуальных колоний из смешанных культур, показали, что каждая из исследованных колоний состоит из клеток или самца, или самки, а в штаммах все делящиеся клетки принадлежат одному кариотипу Это свидетельствовало о том, что каждая колония является клеточным клоном и состоит из потомков одной колониеобразующей клетки

Проведенные исследования показали, что стромальные клетки — предшественники кроветворной и лимфоидной ткани обладают высокой адгезивностью к поверхности культуральных сосудов По скорости адгезии они сравнимы с такими высокоадгезивными клетками, как макрофаги При

изучении адгезивности костномозговых КОКф оказалось, что популяция этих клеток гомогенна по этому признаку за первые 30 мин культивирования к субстрату прикрепляется более 60% колониеобразующих клеток, а за 90 мин - более 90% этих клеток Однако среди неприкрепленных клеток всегда остается небольшая часть этой популяции

Отношение числа выросших колоний к количеству эксплантированных клеток характеризует эффективность колониеобразования (ЭКОф) По эффективности колониеобразования можно определить, сколько КОКф содержится в исследуемой суспензии и зная какую часть органа, использовали для ее приготовления, вычислить, сколько клоногенных клеток содержится в целом органе

Влияние электретного покрытия на рост и размножение стромальных фибробластов в эксперименте.

Чтобы изучить влияние электретного покрытия на костную ткань при имплантации мы провели эксперимент на культуре стромальных фибробластов, предшественников костного мозга Для сравнения чистоты обработки поверхности были выбраны образцы титана марки ВТ-1-0 Образцы представляли собой титановые пластины прямоугольной формы размером 0,4 х 2,6 см , толщиной около 1-1,5 мм Одна группа образцов была обработана с помощью алмазной полировки, с чистотой обработки 14 , другая обработана дробеструйным способом Часть подготовленных пластин, с разной степенью поверхностной обработки, были покрыты электретной пленкой в соответствии с необходимым режимом

Далее проведен опыт в лаборатории стромальной регуляции иммунитета института эпидемиологии и микробиологии им Н Ф Гамалеи, (руководитель лаборатории д м н профессор Чайлахян Р К), на культуре тканей (стромальных фибробластов) помещая подготовленные пластины на дно культуральных флаконов в питательную среду

Изучение действия пластин покрытых электретом на эффективность колониеобразования стромальных клеток - предшественников костного мозга проводили в опытах, помещая их в пластиковые культуральные флаконы объемом 25 см3 с питательной средой, вслед за эксплантацией костномозговых клеток Титановые пластины находились внутри флакона все время проведения эксперимента

Подобная процедура была проведена при опыте на пассированных клетках

Таблица №3

Количество колоний первичной культуры с титановыми пластинами при различных режимах поверхностной обработки с покрытием электрета и без покрытия

Вид титановых пластин 1 мщ-ти-Ц ш»1 Контроль

| Полированные ! пластины Дробеструйно обработанные пластины флаконы без

без электрета с электретом без злеетрета с электретом

3 I 19 23 30 32 18 16 13 18 12 19 22 15 20

м ' М1-16.0 М2-28,3 ,'МЗТ15,6 М4-16,3 , М5т19 •

О а в я н с о гч 1 9 1 16 ! 16 18 27 21 10 14 13 10 17 15 12 18 19

в* "; М МЫЗ,6 ' М2-22,0 ,МЗ-12,3 • М4-14,0 М5-16.3 -

С? О &Й 3 опыт 12 16 21 28 26 37 10 21 16 17 13 22 23 22 26

• М М1—16,3 М2-30,3' МЗ-15,6 " М4~17,3 ' -М5-23,6

2 1,=138 £,2-239 1з=131 5:4=143 Е5=177

М±ш 15,3±1,28 26,9± 1,92* 14,5±1,26 15,9±1,33 19,6±1,44

* Р < 0,005 статистически достоверные различия

Необходимо заметить, что любое инородное тело, находящееся в питательной среде с первичной культурой, отрицательно влияет на развитие колоний стромальных фибробластов Данное утверждение нашло свое

подтверждение в полученных результатах Достоверно большее количество колоний было обнаружено в группе где были помещены пластины полированные с электретом (26,9±1,92) (Р<0,005) Во всех остальных группах количество колоний меньше чем в контрольной группе (19,6+1,44) Исходя из полученных результатов, можно говорить о незначительном стимуляционном действии электрического поля электрета в группе с полированными пластинами (таблица 3)

Таблица №4

Количество клеток стромальных фибробластов в пассированной культуре с титановыми пластинами при различных режимах поверхностной обработки

Вид титановых пластин контроль

1 - j полированные j пластины с j элеетретом дробеструйно обработанные пластины с электретом 1 фтаконы без пластнн ] .,«ui. w—«ы М1ЛЯ »

н 1,97 х 106 1,13 X 106 1,37 х Ю6 |

X с 1,83 х 106 1,34 х 106 1,27 х Ю6 !

а о 2,06 х 106 1,12 х 106 1,48 хЮ6

\ £ м М61,95 х 106 ' М7Г,20х10б М81.37.X Ю6 " -[

5 н 1,87 х 106 1,18 х 106 2,1 х 106 1

о и н и 4> х в 2,40 х 106 1,29 х 106 2,6 х 106

о г» 2,15 х 106 1,45 х 106 2,7 х 106 |

- М Mg 2,14 х 106 - ' М71,31 х 106 . M« 2,47 х 106 - {

1 е; ® И b 3 в 1,77 х 106 2,0 х 106 1,10 х 106 1,17 х 106 1,18 х Ю6 j 1,39 х 106 !

о m 1,85 х 10б 1,22 х 106 1,23 х 106 j

1 м М61,87 х 106 « М7 1,16 х .106 ■ г Mg 1,27.x 106 • '

I 1б= 17,9 х 106 Z7= 11 х юб Z8= 15,32 х 106™ i

М ± m 1,99 ±0,06* 1,22 ±0,04** 1,70 ±0,22 |

* Р < 0,005 статистически достоверные различия ** Р < 0,05 статистически достоверные различия

В эксперименте с пассированными культурами клеток стромальных фибробластов были использованы только пластины с электретом Большее количество клеток мы обнаружили в группе с полированной поверхностью

титановых пластин (1,99±0,06) Достоверно меньшее количество клеток (Р<0,05) было в группе пластин с дробеструйной обработкой поверхности по сравнению с контролем (1,70±0,22) (таблица 4)

Результаты изучении адгезии бактерий полости рта к титановому сплаву при различных способах обработки поверхности.

При оценке адгезии дрожжеподобных грибов Candida albicans индекс адгезии практически не менялся у всех трех образцов и составлял 0,56 для образцов с электретным покрытием и после дробеструйной обработки 0,55 для образца с полированной поверхностью без электретного покрытия (таблица 5)

Таблица №5

Изучение адгезии бактерий к титановому сплаву при различных способах обработки поверхности_

Вид бактерии 1 я """ с

} i Ю Vi с и « 2 а "§ g ts а а 1

Вид обработки ] поверхности Candid albican ■S в > « ft, £ п Я о Л ю и а а Ь. в Strepto mutans

| Полированная поверхность с электретным покрытием !, 0,56 i 0,71 0,57 0,58

| Полированная поверхность \ без электретного покрытия t 1 0,55 0,72 0,68 0,62

| Поверхность после дробеструйной обработки | 0,56 0,72 0,61 0,67

! Контроль 1 1,0 ! 1,0 1,0 1,0

При исследовании адгезии к образцам бактерий вида Prevotella melaninogenica индекс адгезии также почти не отличался для всех образцов и составлял более высокий показатель, чем для грибов и других бактерий -0,71-0,72 Адгезия фузобактерий варьировала для разных образцов и минимальных индекс адгезии был зарегистрирован для образца с электретным покрытием и составлял 0,57 Для других образцов индекс

адгезии был достоверно выше. Адгезия кари eco генного вида бактерий Streptococcus mutans была минимальной для образца с электретным покрытием, н индекс адгезии составлял 0,58. Более высокие показатели адгезии были отмечены у данного вида к образцам с полированной поверхностью без электретного покрытия и при дробеструйной обработке.

При рассмотрении диаграмм адгезии обращает на себя внимания некоторые различия при оценке индекса адгезии в отношении отдельно взятых видов бактерий.

Диаграмма 1. Адгезия Candida albicans к различным поверхностям

1

ш i Ü

0,66 С,Ев

ш ц Я

* ■ Hi!: ш Ш Ш

в в ■

электрет без электрета дробеструйная контроль

обработка

Так, при изучении адгезии дрожжеподобных грибов вида Candida albicans, отмечается схожая картина во всех вариантах обработки образцов (диаграмма I). Титановый сплав с электретным покрытием, сплав после дробеструйной обработки имели одинаковый индекс адгезии Candida albicans. Незначительно отличался данный показатель для сплава без электретного покрытия. Данные результаты могут быть связаны с более сложными механизмами адгезии дрожжеподобных грибов по сравнению с бактериями. В то же время данный показатель не являлся достаточно высоким и был практически одинаков для всех образцов. Возможно, для данного вида микроорганизмов электретаое покрытие и дробеструйная обработка поверхности мало отражаются на снижении способности к адгезия.

Диаграмма 2, Адгезия Prevotella melaninogenica к различным поверхностям

электрет без электрета дробеструйная контроль

обработка

При исследовании адгезии такого ггародонтопатогенного вида, как Prevotella melaninogenica индекс адгезии был значительно выше для всех экспериментальных образцов сплавов титана с различной обработкой поверхности (диаграмма 2). Prevotella melaninogenica является облигатным анаэробом, широко представлена в материале от пациентов страдающих воспалительными заболеваниями пародонта. Являясь представителем вирулентной, агрессивной микрофлоры полости рта, данные бактерии способны вызывать воспалительную реакцию в периимилантационных тканях и поддерживать периимплатит, что может привести к потере имплагата. В связи с этим, способность к адгезии данного вида можно рассматривать как прогностический признак дентальной имплантации. Чем меньше бактерии данного вида способны колонизировать материал из которого изготовлен имплантат, тем меньше вероятность реализации вирулентных свойств данных бактерий. С другой стороны, внутрикостная часть, порытая электретом не способны контактировать с экологической средой полости рта. Следовательно, Контакт с бактериями возможен главным образом в момент установки дентального имплантата, когда возможность кантаминации минимально за счет проведения антисептической обработки и профилактического применения антибиотиков. Вместе с тем следует отметить, что индекс адгезии был выше по сравнению с другими бактериями,

но практически не отличался при разных видах обработки исследуемых образцов.

Диаграмма 3. Адгезия F uso bacterium nucleatum к различным поверхностям

0,57

У 0.4

ÍU

«5

I 0.2

0.2

0

электрет

без электрета дробеструйная обработка

контроль

При изучении адгезии другого вирулентного вида Fusobacterium nucleatum были обнаружены достоверные отличия в индексе адгезии по сравнению со сплавом без обработки {диаграмма 3). Являясь, как и предыдущий бактериальный вид строгим анаэробов, данный вид также способен наносит повреждение тканям, поддерживать воспаление в тканях пародонта. Агрессивные свойства данного вида позволяют рассматривать его как потенциального возбудителя периимплатитов. Изучение способности адгезии данного вида позволило сделать некоторые выводы о данных его свойствах. Так достоверно ниже был индекс адгезии для экспериментального образца из сплава с электрстным покрытием. Для образца покрытого эелектретом индекс адгезии составлял 0,57, а для образца без него 0,68. При дробеструйной обработке сплава данный показатель также был «иже и составлял 0,61. Очевидно, что для данного вида бактерий немаловажное значения для прикрепления к поверхности играет способ ее обработки.

При сравнении индекса адгезии для стрептококка Streptococcus mutans так же наблюдали некоторые отличия в способности к адгезии данного вида к различным образцам сплавов титана (диаграмма 4), Данный вид стрептококка является кариесогениым, обладает выраженной адгезией к эмали зуба. Streptococcus mutans обнаруживают в ассоциациях при

Диаграмма 4. Адгезия Streptococcus mutans к различным поверхностям

электрет без электрета дробеструйная контроль

обработка

воспалительных процессах полости рта и челюстно-лицевой области. Индекс адгезии для данного вида бактерий был значительно ниже для образца с электретным покрытием и составлял 0,58. в то же время неожиданные результаты были получены для титанового сплава после дробеструйной обработки поверхности. Для данного образца индекс адгезии был выше но сравнению со сплавом без обработки поверхности и составлял 0,67. Для образца без обработки данный показатель составлял 0,62. Данную картину с одной стороны можно объяснить сложными механизмами адгезии данного вида. К ним относят биохимические механизмы самих бактерий, наличие специализированных структур на поверхности - пил ей, адгезинов, участвующих непосредственно в адгезии, а так же Конгрегацию с другими бактериями. С другой стороны изученные механизмы адгезии данного вида к эмали зуба, могут совершенно отличатся от процессов происходящих на поверхности титанового сплава.

Таким образом, в результате проведенного исследования нами было выявлено, что индекс адгезии для дрожжеподобных грибов Candida albicans находился на низком уровне и практически не изменялся для всех экспериментальных образцов. Подобная картина была отмечена для бактериального вида Prevotella melaniiiogenica. Вирулентные бактериальные виды Streptococcus mutans, F uso bacterium nue le at um обладали меньшей адгезией к титановому сплаву с электретным покрытием по сравнению с

полированными образцами без данного покрытия и с образцами после дробеструйной обработки

Результаты исследований при операциях с использованием стоматологических нмплантатов системы «ЛИКо» с покрытием электретного типа.

В таблице 6 представлены данные о выраженности местных симптомов у пациентов I группы в течение раннего послеоперационного периода после

операции стоматологической имплантации

Результаты клинического исследования пациентов I группы

Таблица №6

В первые сутки после операции большинство пациентов отмечали незначительную боль в области послеоперационной раны, усиливающуюся

при контакте Болевые ощущения, как правило, прекращались к 3-м суткам Некоторые пациенты отмечали отсутствие боли Отек мягких тканей лица в большинстве случаев проявлялся через сутки после операции и достигал своего максимума на 3-й суткам К 5-м суткам отек исчезал полностью В половине случаев определялось увеличение поднижнечелюстных лимфатических узлов до 3-х суток после операции Пальпация области лимфатических узлов безболезненна Сами лимфатические узлы были мягкой консистенции, не спаянны с окружающими тканями Повышение температуры тела пациенты не отмечали Отек слизистой оболочки в области послеоперационной раны был максимальным уже через сутки после операции и оставался таким до 3-х суток К 5-м суткам отек значительно уменьшался, и полностью исчезал на 6-7 сутки Гиперемия слизистой оболочки в области послеоперационной раны у всех пациентов до 3-х суток была в пределах слизисто-надкостничного лоскута На 5-е сутки гиперемия сохранялась только по линии послеоперационной раны Фибринозный налет на линии швов появлялся на 2-е сутки после операции, имел светло-серый цвет и сохранялся до 5-ых суток

Подводя итоги клинического течения раннего послеоперационного периода у пациентов I группы, следует отметить, что местные послеоперационные проявления были не выраженными и в основном наблюдались в течении первых трех суток К 5-м суткам явления воспаления стихали и к моменту снятия швов исчезали почти полностью

У пациентов I группы снятие швов производили на 7-е сутки после операции Заживление раны происходило первичным натяжением

Характеристика послеоперационного периода у пациентов II группы (с использованием имплантатов системы «ЛИКо» с дробеструйной обработкой поверхности)

Послеоперационный период у пациентов II группы протекал благоприятно без осложнений В таблице 7 представлены данные о выраженности местных симптомов у пациентов II группы в течение раннего послеоперационного периода после операции стоматологической имплантации

Таблица №7

В первые сутки после операции большинство пациентов отмечали слабо выраженную боль в области послеоперационной раны, усиливающуюся при контакте Болевые ощущения, как правило,

прекращались к 3-м 4-м суткам Отек мягких тканей лица проявлялся через сутки после операции и достигал своего максимума на 3-й суткам К 6-м 7-м суткам отек исчезал полностью Увеличенные поднижнечелюстные лимфатические узлы у пациентов наблюдались до 3-х суток после операции У 2-х пациентов пальпация лимфатических узлов была болезненной в течении 2-х суток после операции

Отек слизистой оболочки в области послеоперационной раны был выражен умеренно, сохранялся до 6-х суток В большинстве случаев был распространен на область слизисто-надкостничного лоскута Гиперемия слизистой оболочки в области послеоперационной раны у всех пациентов до 3-х суток была в пределах слизисто-надкостничного лоскута К 5-м суткам степень выраженности и зона распространения гиперемии уменьшались После снятия швов гиперемия слизистой оболочки в течение суток сохранялась только по линии послеоперационного рубца Фибринозный налет на линии швов появлялся на 2-й сутки после операции и в большинстве случаях имел светло-желтый цвет У 3-х пациентов в течении 3-х суток отмечался серо-коричневый цвет

Местные симптомы воспаления у пациентов II группы нарастали со 2-х суток Снятие швов у пациентов II группы производили на 7-е сутки после операции

Сравнительный анализ эффективности применения имплантатов системы «ЛИКо» с покрытием электретного типа и с дробеструйной обработкой поверхности.

Клиническая картина течения раннего послеоперационного периода у пациентов из I и II групп имела типичное проявление, и укладывалась в классическую модель нарастание воспалительных явлений в первые трое суток, затем к 5-м суткам постепенное стихание и полное исчезновение к моменту заживления раны Существенных различий, в динамике послеоперационных осложнений, имеющих принципиальный характер нами

отмечено не было Оценка клинической картины раннего послеоперационного периода представлена в таблице 8

Таблица №8

Течение клинической картины раннего послеоперационного периода у пациентов имплантатами системы «ЛИКо» с покрытием электретного типа и с дробеструйной обработкой поверхности, выраженное в баллах

,' I ""Ч 'иШД^'." 1"1-' " " '»"И' " '■'. -"' " ' ........ .........- .——

I группа

(сумма баллов)

: я. «■

' »»-«НЧИт

II группа

(сумма баллов)

215

235

189

3,"

202

42

63

8

*в данной таблице представлена суммарная оценка клинических проявлений у пациентов на 1-е, 3-е, 5-е и 7-е сутки после операции имплантации

Оценивая результаты, приведенные в таблице 6, можно смело

утверждать, что имплантаты, с покрытием электретного типа не уступают

имплантатам с дробеструйной обработкой поверхности и применение их при

стоматологической имплантации расширит показания к имплантации

Результаты лабораторных и клинических методов исследования

показывают, что дентальные имплантаты с покрытием электретного типа

хорошо себя зарекомендовали в проблемных случаях Таких как

• пародонтит - индекс адгезии пародонтопатогенов к поверхности имплантатов с электретным покрытием ниже чем к имплантатам с дробеструйной обработкой

• Компромиссные условия - качество и количество костной ткани в месте планируемой имплантации

Выводы.

1 На основе проведенных экспериментальных исследований был создан стоматологический остеоинтегрируемый имплантат с электретной поверхностью биоактивного типа

2 Экспериментально доказано стимулирующее действие квазистатического электрического поля (создаваемое электретом нанесенным на полированные титановые пластины) на рост и развитие остеогенных стромальных клеток предшественников Колонеобразование на 35% выше, чем в контрольной группе В пассированной культуре число выросших остеогенных клеток на 17% выше, чем контрольной группе

3 В результате проведенных исследований была доказана высокая степень сплошности пленки Та205, что позволяет использовать более прочные сплавы титана для производства имплантатов, а также использовать титановые имплантаты при операциях у лиц с непереносимостью к титану

4 В результате микробиологических исследований выявлено, что вирулентные бактериальные виды Streptococcus mutans, Fusobacterium nucleatum обладают меньшей адгезией к титановому сплаву с электретным покрытием по сравнению с полированными образцами без данного покрытия и с образцами после дробеструйной обработки

5 Применение имплантатов с электретным покрытием при непосредственной имплантации, при установке имплантатов в условиях компромиссного состояния качества и количества костной ткани показало высокую клиническую эффективность

Практические рекомендации

1 Мы рекомендуем использовать титановые имплантаты, плакированные электретом, при операциях у лиц с непереносимостью к титану

2 В связи с тем, что вирулентные бактериальные виды Streptococcus mutans, Fusobactenum nucleatum обладают меньшей адгезией к титановому сплаву с электретным покрытием, мы рекомендуем использовать имплантаты, плакированные электретом, у пациентов с заболеваниями пародонта в стадии ремиссии

3 Так как, нами экспериментально доказано стимулирующее действие электрического поля создаваемое электретом, на рост и развитие остеогенных стромальных клеток предшественников, мы рекомендуем использовать при непосредственной имплантации, при установке имплантатов в условиях компромиссного состояния качества и количества костной ткани

Список работ опубликованных по теме диссертации. 1 Иванов С Ю , Быстров Ю А , Бычков А И, Ивашкевич С Г , Каем А И Применение покрытия электретного типа в дентальной имплантологии, как возможности создания нового имплантата с биологически активной поверхностью // Ж Российский вестник дентальной имплантологии М № 1(5), 2004г, С 24-29 2. ИвановС.Ю., Бычков А.И., Ивашкевич С.Г., Каем А.И. Изучение влияния электретного покрытия на пролиферативную активность стромальных фибробластов.// Научно-практический журнал приложение к «Нижегородскому медицинскому журналу» 2003г., С.209-212.

3 Иванов С Ю , Царев В Н , Ивашкевич С Г , Чувилкин В И, Акылбеков Д И Изучение адгезии микрофлоры полости рта к электретной поверхности дентальных имплантатов // Научно-практический журнал «Стоматолог» №5/2005г, С 45-49 4. Иванов С.Ю., Царев В.Н., Быстров Ю.А., Ивашкевич С.Г., Чувнлкин

B.И. Сравнительная оценка адгезивных свойств бактерий полости рта к новому электретному покрытию дентальных имплантатов. // Научно-практический журнал «Институт стоматологии» №2, 2007г.,

C.34-36.

Заказ № 446. Объем 1 п л Тираж 100 зкз

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

Протезирование пациентов^ с использованием имплантатов находит, достаточно широкое применение в стоматологической практике и представляет собой > сложный и' взаимосвязанный комплекс биомедицинских, технических и технологических проблем (Олесова В.Н., 1988; Матвеева А.И., 1993; Параскевич В.Л., 1996; Иванов С.Ю., 1998;)

За последние 30 лет предложено большое количество систем1 дентальных имплантатов и различных материалов для? их производства (Linkow L., 1988; Branemark P.I. 1985; Shulman L.B., 1985; Kapur К., 1992; Roberts H.D., 1970; Миргазизов M.3., 1988; Суров О.H., 1993; Иванов С.Ю., 1998; Олесова В.Н.5 1988; Матвеева А.И., 1993; Параскевич В.Л., 1996; Кулаков А.А., 1997; МушеевИ.У., 1999; Сысолятин П.Г., 1988). Научные исследования по этому вопросу и сейчас представляют большой интерес. Однако ни один из используемых материалов не обладает такими физико-химическими; характеристиками, которые обеспечивают не только биосовместимость материала с костной* тканью; но и способствуют стимуляции остеоинтеграции; снижению ранней костной потери в маргинальной зоне после операции.

В настоящее время ведутся разработки по использованию магнитостимуляции, электростимуляции, сочетанного воздействия^ лазерного излучения и магнитных полей при стоматологической имплантации.

Особенно интересным представляется возможность создания поверхности имплантата с заданным электрическим потенциалом: создающим условия для нормализации ионно-электролитного состава в тканях окружающих имплантат.

Эволюция живых организмов на Земле осуществлялась под непосредственным действием внешних электромагнитных полей (ЭМП). В связи с этим взаимодействие ЭМП с биологическими системами необходимо рассматрйвать не как результат влияния внешней; дополнительной энергии (как в случае ионизирующей радиации), а как результат координирования внутренних электромагнитных полей клеток и тканей организма на фоне воздействия ЭМП. В связи с этим, в настоящее время: широко обсуждается вопрос наличия у животных специфической системы «магнитного сенсора»: совокупности процессов, обеспечивающих высокочувствительное восприятие внешнего ЭМП. Действие • ЭМП трансформируется в соответствующем изменении ЭМП на атомном; молекулярном, клеточном и: организменном уровнях. В соответствии с эти; ответные реакции на ЭМП могут быть связаны как с изменениями квантовых параметров атома так и изменениями дипольной ориентации молекул и модификации систем ионного равновесия (Glasser, Donath, 1992); .

В связи; с этим перспективным является применение: покрытия электретного типа (высший8 оксид тантала Т^О^) на титановых стоматологических имплантатах.

Цель< работы:, клинико-лабораторное обоснование применения дентального имплантата с новым биоактивным покрытием электретного типа с последующим внедрением его в клиническую практику для повышения эффективности' методов, лечения с использованием? стоматологических имплантатов. Задачи исследования:

1. Разработать методику покрытия оксидом тантала (TaiOs) титановых имплантатов системы «ЛИКо».

2. Изучить физико-химические свойства и качественные характеристики покрытия с электретными свойствами на основе Та205.

3. Изучить влияние квазистатического (постоянного) электрического поля создаваемого электретом на митотическую активность остеогенных стромальных клеток-предшественников.

4. Изучить степень адгезии бактерий полости рта к поверхности материалов используемых в производстве дентальных имплантатов.

5. Внедрить в клиническую практику дентальный имплантат системы «ЛИКо» с покрытием электретного типа.

6. Сравнить эффективность клинического применения имплантатов с дробеструйной обработкой поверхности и имплантатов с покрытием электретного типа.

Научная новизна.

Впервые разработан и внедрен дентальный имплантат • с биоактивным покрытием электретного типа на основе оксида тантала

Доказано, что применение покрытия электретного типа на детальных имплантатах:,

• обеспечивает в окружающем его пространстве квазистатическое (медленно; меняющееся во времени) электрическое поле;

• снижает риск воспалительных осложнений;

• уменьшает адгезию микрофлоры полости рта к поверхности имплантата.

Практическая значимость.

Создание дентального имплантата с покрытием электретного типа позволило, при столь же высокой биотолерантности, придать имплантату еще и биоактивные свойства, благодаря нескомпенсированному отрицательному, потенциалу на его поверхности. Это свойство снижает микробную обсемененность и предупреждает развитие воспалительных осложнений.

Апробация работы.

Материалы диссертации доложены и обсуждены на- заседании кафедры факультетской хирургической стоматологии и имплантологии; Московского Государственного Медико-Стоматологического

Университета (01.02.2007г.) Внедрение.

Разработки по применению дентальных имплантатов с электретным покрытием с 2001 года используются на кафедре. факультетской хирургической, стоматологии и; имплантологии, в лекционном материале и методических, рекомендациях для студентов; ординаторов, аспирантов и врачей проходящих повышение квалификации. А так же, с сентября 2002' года^ внедрены в практику хирургического отделения КДЦ МГМСУ . Публикации;

По.теме диссертации опубликовано 4 научные работы, в том числе 2 работы в. журналах рекомендованных ВАК РФ Положения выносимые на защиту:

1. Создаваемое электретом нанесенным на полированные титановые пластины квазистатическое электрическое поле обладает стимулирующим действием; на; рост и развитие остеогенных стромальных клеток предшественников:

2. Образующаяся электретная пленка ТагОб позволяет изолировать; дентальный имплантат от тканей организма, что позволяет использовать, более прочные сплавы титана для производства1 имплантатов, тем самым, расширяя показания для проведения дентальной имплантации;

3. Вирулентные бактериальные виды Streptococcus mutans, Fusobacterium nucleatum обладают меньшей адгезией к титановому сплаву с электретным покрытием по: сравнению с полированными образцами без данного покрытия и с образцами после дробеструйной обработки.

4. Применение имплантатов с электретным покрытием при непосредственной имплантации, а также в условиях компромиссного состояния качества и количества костной ткани обеспечивает высокую клиническую эффективность. Объем и структура диссертации.

Диссертация изложена на 143 страницах машинописного текста и состоит из введения, 4 глав, заключения, выводов, практических рекомендаций, библиографического списка литературы. Работа иллюстрирована 10 таблицами, 25 рисунками и диаграммами. Список литературы содержит 191 источника, из них 131 отечественных и 60 иностранных.

Выводы

1. На основе современных знаний в области медицинского материаловедения, физики и опыта использования стоматологических имплантатов «ЛИКо», создан стоматологический остеоинтегрируемый имплантат с поверхностью биоактивного типа.

2. Сплошность пленки Ta20s получаемой по нашей методике позволяет использовать в производстве имплантатов более прочные сплавы титана, а также использовать титановые имплантаты при операциях у лиц с непереносимостью к титану.

3. Длительно сохраняющийся отрицательный заряд электретного покрытия и . образующееся вокруг имплантата квазистатическое электрическое поле благоприятно влияет на процесс остеоинтеграции.

4. Экспериментально доказано стимулирующее действие квазистатического электрического поля (создаваемое электретом нанесенным на полированные титановые пластины) на рост и развитие остеогенных стромальных клеток предшественников. Колонеобразование на 35% выше, чем в контрольной группе. В пассированной культуре число выросших остеогенных клеток на 17% выше, чем контрольной группе.

5. Вирулентные бактериальные виды Streptococcus mutans, Fusobacterium nucleatum обладают меньшей адгезией к титановому сплаву с электретным покрытием по сравнению с полированными образцами без данного покрытия и с образцами после дробеструйной обработки.

6. Результаты наших исследований позволяют рекомендовать применение имплантатов с электретным покрытием при непосредственной имплантации, при установке имплантатов в условиях компромиссного состояния качества и количества костной ткани.

Практические рекомендации

1. Мы рекомендуем использовать титановые имплантаты, плакированные электретом, при операциях у лиц с непереносимостью к титану.

2. В связи с тем, что вирулентные бактериальные виды Streptococcus mutans, Fusobacterium nucleatum обладают меньшей адгезией к титановому сплаву с электретным покрытием, мы рекомендуем использовать имплантаты, плакированные электретом, у пациентов с заболеваниями пародонта в стадии ремиссии.

3. Так как, нами экспериментально доказано стимулирующее действие электрического поля создаваемое электретом, на рост и развитие остеогенных стромальных клеток предшественников, мы рекомендуем использовать при непосредственной имплантации, при установке имплантатов в условиях компромиссного состояния качества и количества костной ткани.