Автореферат и диссертация по медицине (14.00.21) на тему:Костная пластика нижней челюсти у детей и подростков композитными материалами на основе акрилатов

На правах рукописи УДК: 616.716.4-053.37/.6-089.844-085.46

< - -1 - ) '_,

Топольницкий Орест Зиновьевич

Костная пластика нижней челюсти у детей и подростков композитными материалами на основе акрилатов

14.00.21. - «Стоматология» 14.00.16. - «Патологическая физиология»

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора медицинских наук

Москва - 2002

Работа выполнена в Московском государственном медико-стоматологическом университете МЗ РФ

Научные консультанты:

Заслуженный врач РФ,

Доктор медицинских наук, профессор С.В.Дьякова

Заслуженный деятель науки РФ,

Доктор медицинских наук, профессор А.И.Воложин

Официальные оппоненты:

Доктор медицинских наук, профессор В.С.Агапов Доктор медицинских наук, профессор В.И.Гунько Доктор медицинских наук, профессор B.C. Оганов

Ведущее научное учреждение:

Центральный научно-исследовательский институт

стоматологии МЗ РФ

Защитахостоится « луу >>_2002 г.

в уу часов на заседании диссертационного совета Д 208.041.03 в Московском государственном медико-стоматологическом университете (103473, г. Москва, ул. Долгоруковская, д.4).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке университета (125206, г. Москва, ул. Вучетича, д. 10а).

Автореферат разослан « »_2002 г.

Ученый секретарь диссертационного

Совета, доцент Н.В.Шарагин

/°уЗчЗ, ¿6 Г. fS-SS О

ВВЕДЕНИЕ Актуальность проблемы

При лечении детей и подростков с дефектами и деформациями костей лицевого черепа наиболее важной остается проблема выбора дополнительного пластического материала, определение источника его получения, расчет размеров трансплантата, учитывая биологический возраст и перспективу роста ребенка.

На кафедре детской стоматологии ММСИ, а в дальнейшем кафедре детской челюстно-лицевой хирургии и хирургической стоматологии МГМСУ за 37 лет на лечении находилось более 500 пациентов, у которых применяли различные виды аллотрансплантатов. Для возмещения дефектов нижней челюсти на ранних этапах реконструктивно-восстановительных операций у детей особое внимание уделялось выбору трансплантатов по способу консервации и хранения (замороженные, лиофилизированные, формалинизированные) и его анатомическому строению (ортотопические, не ортотопические). Однако, по комплексной оценке используемого пластического материала проблема в полной мере не разрешена.

С.В.Дьяковой (1999) отражены периоды и этапы применения аллогенных трансплантатов, отмечены особенности образования репаративного регенерата при первичной, отсроченной и повторной костной пластике дефектов нижней челюсти у детей.

Было установлено, что остеоиндуктивные процессы в замороженных и лиофилизированных аллотрансплантатах протекают однотипно. Формалинизированная кость образует более выраженную соединительно-тканную капсулу, связанную с местно-раздражающей реакцией, медленней происходит остеогенез по сравнению с применением других аллотрансплантатов (А.А.Колесов, А.С.Иммамалиев, С.В.Дьякова, 1971; А.А.Колесов, С.В.Дьякова, 1975,1989; Е.П.Ерадзе, 1970; М.Ю.Назаренко, 1989; С.А.Ульянов, 1990).

Изучалось влияние деминерализованного матрикса на активность остеогенеза (Ю.И.Мищенко, В.И.Савельев, 1984; О.З.Топольницкий, 1994; И.З.Нейман, Л.Г.Карягина и др., 1987).

По данным литературы (в эксперименте и в клинике) и по нашим клинико-экспериментальным результатам было установлено, что деминерализованный костный матрикс способствует более выраженной остеоиндуктивной реакции. Однако, данный материал не имел требуемой (С.А.Ульянов, 1990;С.В.Дьякова, 1999) механической прочности, возможности воспроизведения анатомической формы, достаточного уровня остеоинтегративных и остеоиндуктивных свойств, что важно при отсроченной и повторной костной пластике. В то же время, этот пластический материал доступен для транспортировки и хранения.

Учитывая эти факторы, нами (О.З.Топольницкий и др.) в 1990 году был разработан метод частичной деминерализации трансплантата, позволивший из кортикальной пластины формировать любой отдел нижней челюсти, при сохранении остеоиндуктивных свойствах его деминерализованной части, а также сохранения механических свойств за счет оставшихся кальцифицированных

участков кости (авторское свидетельство №1600754, 1990).

Показания к использованию данного вида трансплантата индивидуальны, особенно при возмещении сложных анатомических отделов нижней челюсти. Недостатком метода оставались длительность получения материала, необходимость сложного оборудования и специализированной лаборатории.

Исследования свойств синтетического гидроксиапатита (коммерческое название препарата «Гидроксиапол», производство фирмы «Полистом») положили начало работам по созданию пластического материала нового поколения, обеспечивающего более высокую остеоиндуктивную и остеоинтегративную активность в комбинации с лиофилизированным, замороженным или формалинизированным костным трансплантатом в сочетании с деминерализованным матриксом и «Гидроксиаполом».

По данным экспериментальных исследований (А.И.Воложин, 1995 - 2001) и клиническим наблюдениям, комбинация аллотканей и синтетического гидроксиапатита позволила более успешно использовать трансплантат при повторной и отсроченной костной пластике нижней челюсти у детей и подростков.

В отличие от первичной костной пластики частота осложнений при отсроченной и повторной достигает 42,4% - 60% (С.В.Дьякова, 1999; Н.А.Плотников, 1973 - 1982; С.А.Ульянов, 1990), что связано, прежде всего, с неблагоприятными условиями ложа и особенностями проявления биологической активности аллотрансплантата.

Неблагоприятными вариантами проведения реконструкции нижней челюсти у детей остается отсроченная и повторная пластика, когда имеется рубцово-измененное ложе, а также при замещении дистальных отделов нижней челюсти, которые несут существенные механические и физиологические нагрузки. Симптомокомплекс дефекта нижней челюсти формируется к 4-6 месяцам после резекции челюсти и всегда сопровождается склерозом костной ткани культей фрагментов, деформацией и грубым рубцеванием мягкотканного ложа, вторичными трехмерными деформациями костей лицевого скелета, зубоальвеолярными деформациями, изменением соотношения зубов и нарушением окклюзии. Развивается атрофия жевательных и мимических мышц, их дезадаптация (В.И. Гунько , 1990-2000, Т.А.Локншна, 2001). В области концевого дефекта зубного ряда по краю костного дефекта развивается атрофия альвеолярного отростка по типу локального пародонтита, зуб становится подвижным, что в последующем затрудняет его использование для фиксации ортопедических конструкций, устраняющих дефекты зубных рядов. При наличии дефекта нижней челюсти у детей под действием жевательных мышц нижняя челюсть теряет свойственный ей изгиб, усугубляются вторичные деформации костей лицевого черепа (С.В.Дьякова, 1969 - 1999). В этих условиях выбор более совершенного пластического материала остается актуальным.

По данным Американской Ассоциации Хирургов и Ортопедов, только в США в 1995 году было сделано свыше 426000 реконструктивно-восстановительных операций с использованием аутотрансплантатов - 58%, аллотрансплантатов - 36% и синтетических — 8%. Согласно прогнозу, доля искусственных заменителей костной ткани в ортопедической травматологии и челюстно-лицевой хирургии,

будет увеличиваться по мере разработки и появления новых синтетических материалов с улучшенными биохимическими и биофизическими свойствами.

Современные технологии синтеза органических соединений позволяют неограниченно получать разнообразные типы полимерных материалов и композитов, обладающих высокими биохимическими и физико-химическими свойствами, определяющими хорошую, иногда идеальную биосовместимость с костной тканью (А.И. Воложин 1996-2001, В.С. Агапов и др. 1997-2000 г.).

К числу биомедицинских полимеров относят такие материалы как: полиэтилен, поливинилхлориды, полипропилен, полистирол,

политетрафторэтилен (Vasconcelos М. et al., 1997), полиметилметакрилат, полиоксиметилен, силиконы и другие (Pkhakadze G., Grigorieva М. et al., 1996; Popov V. et al., 1997).

К наиболее распространенньм материалам, применяемым в медицине, относятся акриловые пластмассы. Основным недостатком композитов, применяемых на основе акрилатов, является их токсичность за счет мономера, низкомолекулярных олигомеров и технологических примесей.

В челюстно-лицевой хирургии остается проблема разработки композитного материала на базе акриловых пластмасс, лишенных токсических свойств, обладающих остеоинтегративными и биоинертными свойствами без ухудшения физико-механических характеристик материала и изготовленных из него трансплантатов.

Важным в реконструктивно-восстановительной хирургии костей лицевого черепа является индивидуальный подбор трансплантата по размерам (С.С.Абрамов и др., 1998; С.В.Дьякова, 1999; А.А.Колесов, и др., 1967 - 1972, О.З.Топольницкий, 1994) с учетом трехмерности формирующихся деформаций и роста пациента.

В 90-е годы появилась возможность создания точных трехмерных моделей исследуемого объекта (А.В.Евсеев и др., 1993 - 1998) методом лазерного стереолитографическото моделирования. Используя трехмерную твердую модель, можно точно рассчитать индивидуальные размеры предполагаемого дефекта и эффективно провести индивидуальный расчет требуемой гиперкоррекции трансплантата, смоделировать из моделировочного материала (воск) модель дефекта в трехмерном соотношении и провести пробную операцию на данной модели. Этот перспективный метод создания трехмерной твердой модели не адаптирован и не применяется в детской челюстно-лицевой хирургии, хотя относится к более точным, чем телерентгенологическое, рентгенологическое и морфометрическое исследование, особенно с учетом роста и индивидуальных характеристик каждого пациента.

Таким образом, разработка и внедрение в клиническую практику новых композитных материалов для замещения дефектов костей лицевого скелета у детей и подростков, создание стандартного набора эндопротезов для реконструкции нижней челюсти, а также создание и использование трехмерных органотопичных моделей методом стереолитографии, остается актуальной проблемой стоматологии и челюстно-лицевой хирургии детского возраста, что определило цель и задачи диссертации.

Цель исследования.

Научно обосновать применение эндопротезов из нового композитного материала на основе акриловых пластмасс и синтетического гидроксиапатита — ПММА-ГАП, лишенного токсических свойств и обладающего биосовместимостью и остеоинтегративными свойствами, для замещения дефектов нижней челюсти у детей и подростков.

Обосновать использование лазерной стереолитографии в создании твердых индивидуальных трехмерных моделей, как идентичного метода подбора размеров эндопротезов в растущем организме.

Задачи исследования.

1. Определить физико-механические свойства и морфологическую структуру композитов ПММА-ГАГГ с разным содержанием минерала в эксперименте.

2. Исследовать реакцию костной ткани на имплантат из композита ПММА - ГАП и после воздействия на него сверхкритической среды СОг (СКС СОг) в эксперименте.

3. Определить влияние СКС СОг на механические и морфологические свойства имплантируемого материала в эксперименте.

4. Экспериментально изучить физико-механические и остеоинтегративные свойства ГАП-содержащего композита, полученного стереолитографическим методом.

5. Разработать и внедрить в практику методику получения твердой модели путем лазерной стереолитографии для предоперационного планирования и проведения расчетов размеров имплантируемой ткани при замещении дефекта нижней челюсти у детей и подростков.

6. Внедрить композитный пластический материал на основе ПММА-ГАП для замещения дефектов нижней челюсти и других костей лицевого скелета у детей.

7. Разработать и предложить для реконструкции нижней челюсти набор стандартизированных эндопротезов из композитного материала ПММА-ГАП.

8. Оценить ближайшие и отдаленные результаты костной пластики дефектов и деформаций нижней челюсти и костей лицевого скелета у детей и подростков эндопротезами из композитного материала на основе ПММА - ГАП, определить показания к его применению.

Научная новизна.

Впервые нами на основании фундаментальных теоретических, лабораторных и экспериментальных исследований получен биоинертный, нетоксичный композитный материал ПММА - ГАП для клинического применения.

На основании экспериментальных исследований установлено, что остеоинтегративные процессы более выражены в композите, содержащем ГАП, а использование сверхкритической среды СО2 позволило получить пористую структуру композитов, положительно влияющую на степень их остеоинтеграции в организме.

Нами установлено, что физико- механические свойства данного композитного материала, наполненного гидроксиапатитом, постепенно снижаются с увеличением процента содержания минерала и обладают высокой адгезией в системе полимер-наполнитель.

Впервые нами выполнены модели, определяющие индивидуальные трехмерные параметры эндопротезов для реконструктивно-восстановительных операций на нижней челюсти у детей и подростков при дефектах различной этиологии, размеров и локализации, что сокращает объем и продолжительность обследования ребенка.

Впервые нами разработана и внедрена в практику методика получения твердой стереолитографической модели для предоперационного трехмерного планирования и моделирования хирургического вмешательства, проведения расчетов и создания по ним индивидуального трансплантата с учетом роста пациента.

Впервые создан и применен в клинике унифицированный набор эндопротезов из предложенного нами композитного материала ПММА — ГАП для реконструкции нижней челюсти.

Практическая значимость работы

1. Предложена методика обследования детей различного возраста с применением индивидуального стереолитографического моделирования дефекта и его точного топографического соотношения с окружающими структурами в трехмерном изображении.

2. Предложена методика получения нового вида композитного материала и изделия из него (эндопротезы для замещения дефектов нижней челюсти и проведения контурной пластики при ее деформациях).

3. Выполнены изделия по наиболее сложным параметрам различных отделов нижней челюсти с учетом частоты образования дефектов при патологических процессах в челюстно-лицевой области различной этиологии.

4. Предложена и внедрена методика серийного изготовления стандартного набора эндопротезов из композита ПМММА - ГАП материала для замещения дефектов нижней челюсти в клинике.

5. Предложена и внедрена методика предоперационной подготовки пациента (клинико-рентгенологическое обследование с использованием метода лазерной стереолитографии, предоперационная ортодонтическая подготовка).

6. Предложены методики хирургического замещения дефектов и устранения деформаций челюстно-лицевой области различной этиологии композитными эндопротезами и индивидуальные способы их фиксации.

Внедрение результатов исследования

Результаты полученные нами за период 1995-2002 внедрены в практическую работу клиники кафедры детской челюстно-лицевой хирургии и хирургической стоматологии, кафедры госпитальной хирургической стоматологии и челюстно-лицевой хирургии МГМСУ, челюстно-лицевого отделения ДКБ №2 Святого Владимира, челюстно-лицевого отделения Центрального военного госпиталя МВД России, отделения детской челюстно-лицевой хирургии Детской клинической Ивано-Матренинской больницы г. Иркутска.

Материалы диссертации используются при проведении занятий со студентами, интернами, ординаторами, врачами ФПДО и слушателями ФПК преподавателей, на кафедре детской челюстно-лицевой хирургии и хирургической стоматологии и на кафедре патологической физиологии стоматологического факультета МГМСУ.

Положения, выносимые на защиту

1. Композитный материал ПММА - ГАП, состоящий из полиметилметакрилата и «Гидроксиапола» в весовом соотношении 70% к 30% с последующим воздействием СКС С02.

2. Эффект влияния сверхкритической среды двуокиси углерода (СКС С02) на физико-механические и морфологические свойства имплантируемого материала в эксперименте.

3. Принцип применения индивидуальных эндопротезов из композитного материала ПММА - ГАП при замещении дефектов и деформаций костей лицевого скелета у детей и подростков.

4. Разработка и применение стандартного набора эндопротезов для нижней челюсти из композитного материала ПММА -ГАП.

5. Физико-механические и остеоинтегративные свойства композитного материала, полученного методом лазерной стереолитографии.

6. Методика получения твердой модели при помощи лазерной стереолитографии для предоперационного планирования и проведения расчетов размеров имплантируемой ткани при замещении дефектов нижней челюсти у детей и подростков.

Апробация результатов исследования

Основные положения диссертации доложены: 1. Топольницкий О.З., Дьякова C.B., Ульянов С.А., Воложин А.И., Шорстов Я.В. Применение искусственной костной ткани при реконструктивно-восстановительных операциях на нижней челюсти у детей. Материалы V

международной конференции челюстно-лицевых хирургов и стоматологов. - Россия, Санкт-петербург, 30 мая - 1 июня июня 2000. С. 127.

2. Топольницкий 0.3., Воложин А.И, Дьякова C.B., Ульянов С.А., Докторов A.A., Кузнецова Е.Б., Медведева Е.С.. Добавление гидроксиапола в пластмассу с целью усиления ее стимулирующих и остеоинтегративных свойств. Материалы Международного конгресса стоматологов. 17-18 октября 1997. - Тбилиси. С. 103-105.

3. Ульянов С.А., Топольницкий О.З., Дьякова C.B., Гунько Н.И., Медведева Е.С.. Выбор вида пластического материала при реконструктивных операциях на нижней челюстьи у детей и подростков. Материалы Международного конгресса стоматологов. 17-18 октября 1997. —Тбилиси. С. 106-108.

4. Roginsky V.V., Volozhin A.I., Topolnitsky O.Z., Popov V.K., Krasnov A.P. "Elimination of Mandible Defects in Children with the Use of Synthetic Biocomposite Material Poly-HAP Previously Exposed in CO2 Supercritical Medium " "Замещение дефектов нижней челюсти у детей с помощью синтетического биокомпозитного материала ПолиГАП, обработанного в сверхкритической среде СО2"//J. Dent. Res. 80, Absracts, 2001,- Р.235

5. Топольницкий О.З., Ульянов С.А., Дьякова C.B., Рогинский В.В., Воложин А.И., Шорстов Я.В. Применение биокомпозитного материала «ПолиГап» при реконструктивно-восстановительных операциях на нижней челюсти у детей. Материалы 3-го Международного симпозиума "Передовые технологии лечения на стыке веков". - Москва, 23-24 ноября 2000, С.161-163.

6. Ульянов С.А., Топольницкий О.З., Фабелинская И.В., Суркин А.Ю., Арапов Н.С., Сметанников П.В. Комплексная реабилитация детей и подростков при врожденных и приобретенных деформациях челюстей. Материалы Российского научного форума с международным участием: «Стоматология нового тысячелетия». - Москва, февраль 2002. С.82-84.

Результаты исследований, изложеные в диссертационной работе, апробированы на межкафедральном заседании кафедры детской челюстно-лицевой хирургии и хирургической стоматологии, кафедры патологической физиологии стоматологического факультета, кафедры госпитальной хирургической стоматологии, кафедры факультетской хирургической стоматологии с курсом имплантологии, кафедры анестезиологии и реаниматологии ФУВС МГМСУ.

Публикации

По теме диссертации опубликовано 32 работы.

Структура и объем исследования

Диссертация изложена на 338 страницах, состоит из введения, обзора литературы, главы Материал и методы исследования, трех глав собственных исследований, заключения, выводов, практических рекомендаций и списка

литературы, который включает 120 отечественных и 125 зарубежных источников. Диссертация иллюстрирована 145 рисунками и 17 таблицами.

Содержание работы

Работа была проведена в три этапа.

На первом этапе работы выполнены лабораторные исследования, в которых изучали физико-механические свойства предложенных нами композитных материалов:

1. Полиметилметакрилата в сочетании с Гидроксиаполом (ПММА+ГАП), полученным методом прессования и методом литья.

2. Светокомпозитного материала, полученного методом лазерной стереолитографии в сочетании с Гидроксиаполом.

3. В лабораторных условиях изучены физико-механические характеристики предложенных композитных материалов до и после их обработки в СКС С02.

На втором этапе работы проведены экспериментальные исследования на лабораторных животных, в которых при помощи световой и электронной сканирующей микроскопии изучалась в динамике реакция окружающих костной и мягких тканей на композитные материалы и процессы остеоинтеграции.

На третьем этапе в клинике кафедры детской челюстно-лицевой хирургии и хирургической стоматологии МГМСУ проведены реконструктивно-восстанови-тельные операции у детей и подростков. Пластическим материалом служили индивидуально изготовленные (для каждого конкретного случая) эндопротезы из предложенного композитного материала ПММА - ГАП. Разработан универсальный набор эндопротезов для реконструкции нижней челюсти, который предлагается для серийного производства.

Материалы и методы исследования

I. Технология получения полимерного композита из полиметилметакрилата и «Гидроксиапола»

1. Метод прессования

Образцы полимеров получали по следующим этапам технологического процесса:

1. Нижнюю часть формы заливали гипсом, куда укладывали эталонные образцы, выдерживали до застывания гипса на воздухе. Верхнюю часть формы заливали гипсом и выдерживали до застывания гипса, затем форму открывали и извлекали эталонные образцы. Образовавшиеся ячейки смазывали антиадгезионным лаком.

2. Приготовление композиции.

На аналитических весах взвешивали компоненты композиции и тщательно перемешивали в шаровой мельнице. В композицию добавляли мономер -

метилметакрилат (ММА) до получения однородной массы, которую помещали в полученные ячейки. Пресс-форму закрывали.

3. Получение полимерных образцов.

Пресс-форму помещали под пресс на 30 минут, затем закрепляли в специальной струбцине и опускали в водяную баню. Баню нагревали в течение 30 минут до температуры 65°С и выдерживали 1 час, затем температуру повышали до 100°С и выдерживали 1 час. Форму охлаждали и раскрывали, а образцы извлекали.

2. Технология получения образцов способом литья Приготовление композиций проводили в смесителе с эксцентрично расположенной по отношению к центру тяжести осью вращения в течение 5 часов при 80 об/мин. Композиция занимала примерно 1/2 объема смесителя (500 мл). Массовая доля микрочастиц ГАП при наполнении полимерной основы составляла 30 и 50%.

Изготовление образцов композиции на основе ПММА проводилось путем литья на полуавтоматическом прессе П-10 при температуре 180-190°С. Повышение температуры осуществлялось за счет внешнего кольцевого обогревателя, позволяющего повышать ее со скоростью 15°/мин. Прессформа была изготовлена из стали Х12М и состояла из загрузочной камеры, литника и оформляющей зоны для получения одновременно 4-х цилиндрических образцов диаметром 5 мм и высотой 15 мм. Расплавленная масса передавливалась через литник в оформляющую зону, после чего под давлением осуществлялось охлаждение прессформы до температуры 50-70°С.

3. Технология изготовления композитных образцов методом лазерной

стереолитографии

Образцы изготавливались из фотополимеризующегося композита (ФПК) приготовленного на основе олигокарбонатметакрилата известного под торговой маркой ОКМ-2. Этот продукт синтезирован и поставлен Институтом химической физики РАН.

Имплантаты изготавливались методом лазерной стереолитографии на установке, схема которой показана на Рис.1. Суть метода состоит в создании компьютерного образа трехмерного объекта, послойное и последовательное воспроизведение на поверхности жидкой ФПК сфокусированным пучком лазерного излучения. Для каждого сечения рассчитывается траектория движения лазерного луча, которая воспроизводит контура сечения и заполняет внутренние области сечения. Движущийся по поверхности ФПК сфокусированный лазерный луч инициирует в облученной области полимеризацию. В результате полимеризаций в облученной области образуется твердый полимер. Параметры лазерного излучения (мощность излучения и диаметр пучка па поверхности ФПК) и скорость его движения по поверхности ФПК выбирались таким образом, чтобы полимеризация эффективно протекала в слое толщиной 0,2 мм.

Пластиковые копии объектов по их компьютерным образам изготавливались следующим образом. Вертикально перемещаемая платформа устанавливалась на расстоянии равном толщине первого (самого нижнего) слоя и

лазерный луч воспроизводил на поверхности ФПК сечение

соответствующее этому слою. В облученной области образовывалась пленка твердого полимера. После завершения формирования первого слоя платформа опускалась на расстояние равное толщине следующего слоя, и лазерный луч воспроизводил соответствующее ему сечение. Процесс повторялся до тех пор, пока не были сформированы все слои, на которые разбивался компьютерный образ объекта. После завершения формирования самого верхнего слоя платформа поднималась над поверхностью ФПК, и послойно изготовленный объект отделялся от платформы.

1. Лазерный излучатель

2. Двухкоординатный гальваноэлектрический сканатор

3. Устройство для вертикального перемещения рабочей платформы в емкости с жидкой ФПК.

4. Ванна с композитным материалом

5. Получение трехмерного образа

A. Персональный компьютер с заданной программой (СТЪ - файл)

B. Компьютер, управляющий лазерным лучом

П. Лабораторные методы исследований

Исследованию были подвергнуты образцы диаметром 5 мм и высотой 15 мм, а так же 4 х 8 х 15, 20 х 6 х 2 и др. полученные вышеуказанными методами. Всего изготовлено более 900 образцов.

В отдельных сериях экспериментов, связанных с изучением свойств материала в объеме образца, из исходных изготавливали короткие образцы диаметром 5 мм и высотой 5 мм.

Для изучения характеристик экспериментальных образцов был использован 1) гравиметрический анализ, 2) морфометрические исследования, 3) физико-механические испытания.

Исследования образцов новых материалов выполнены для воздушно-сухого состояния, и после хранения образцов в течение 1 и 4 недель в физиологическом растворе. Для оценки изменения массы образцов, определения плотности (объемной массы) использован гравиметрический анализ.

Массу образцов определяли с помощью торсионных весов типа ВТ, точность измерения - 1 мг.

Линейные размеры определяли, исходя из фактического состояния образцов перед испытанием. Для этого применяли как контактные измерения посредством микрометра (точность - 1 мкм), так и бесконтактные - использовали специальное устройство, созданное на базе бинокулярной лупы МБС-1 и имеющее дополнительный окулярный микрометр МОВ-1-15, перемещающийся предметный столик. Измерения выполняются в отраженном свете с точностью до 2-х мкм.

Разрушающие механические испытания

Использовали образцы цилиндрической формы, что дает возможность параллельно проводить наблюдения за изменениями структуры и упруго-пластических свойств (микротвердости) как на поверхности образцов, так и в их объеме. В исследованиях использован испытательный комплекс «Инстрон». По величине зарегистрированной нагрузки Рс и площади поперечного сечения образца F вычисляли предел прочности при сжатии:

cj = P/F (Мпа).

Погрешность измерения нагрузки не превышала 1%.

Неразруишющие механические испытания Метод измерения микротвердости

Измерение микротвердости (Но) осуществляли непосредственно на образцах до проведения механических испытаний.

Для исследований был использован прибор ПМТ-3.

Оценку показателя микротвердости осуществляли посредством измерения длины диагонали отпечатка, остающегося после вдавливания индентора.

Методика испытания на изгиб

Испытания материалов на изгиб и ударную вязкость проводились на приборе типа «Динстат» по ГОСТ 17036-71. Предел прочности при изгибе СУ (МПа) -максимальное изгибающее напряжение, возникающее при испытании образца, измеряемое величиной угла, образуемого положением до и после приложения нагрузки.

Предел прочности при изгибе (о) вычисляется по формуле:

о = М/ W

М - изгибающий момент, кДж/м2;

W = b-h2/6 - момент сопротивления поперечного сечения образца, см3;

b - ширина в середине образца, см;

h - толщина в середине образца, см.

Определение удельной ударной вязкости

Определение ударной вязкости проводили на образцах размером 4x8x15 мм. Удельную ударную вязкость вычисляли по формуле:

А=100-а/(Ь-с) А- удельная ударная вязкость, кДж/м2; а - работа, затраченная на разрушение образца, кДж, Ь - ширина образца, мм, с- толщина образца, мм.

Термомеханические испытания

Зависимость деформации исследуемых образцов от температуры регистрировали на установке «УИП-70-М» с плоским индикатором при непрерывном повышении температуры со скоростью 5 град/мин в интервале температур 20-200°С. Размер образца: диаметр 7 мм; высота 0.6 мм. Нагрузка 50 г/см2.

Определение растекаемости полимеров и наполненных полимерных систем проводили на плоскостном пластометре П/П-1, работающем по принципу сжатия образца между параллельными плоскостями под действием постоянной нагрузки в условиях линейного подъема температуры.

Исследование химического взаимодействия в композициях методом ИК-спектроскопии

Для анализа изменений, проходящих в полимерных системах, применяли метод инфракрасной спектроскопии с определением полос поглощения, характерных для функциональных групп компонентов. ИК-спектры

регистрировали на спектрофотометре 1Ш.-20 в интервале от 400 до 4000 см'1. Образцы порошкообразных композиций - готовили таблетированием с КВг.

Рентгено-фотоэлектронная спектроскопия (РФЭС).

Образцы для исследования представляли собой прямоугольные пластинки размером 20x6x2 мм. Исследования проводились на приборе Х-БАМ-800 фирмы «Кратос» с использованием М§К - излучения. Прибор имеет камеру подготовки и камеру анализа образцов. Обе камеры откачивались диффузионными насосами до вакуума не ниже 10"'° - 10~п торр.

Определение краевого угла смачивания

Определение краевого угла смачивания (в начальный момент и через 5 минут) образцов проводили на инструментальном микроскопе типа ММИ-2 (малая

модель) при увеличении 10х. В качестве стандартной жидкости была взята дистиллированная вода.

- поверхностная энергия воды, равная 78.8*10 Дж/м2 -дисперсионная составляющая поверхностной энергии воды, равная 21.8*10 Дж/м2 -полярная составляющая поверхностной энергии воды, равная 51.0*10 Дж/м2

Определение плотности образцов.

Определение плотности проводили по изопропиловому спирту. Для этого предварительно взвешивали образцы на воздухе на аналитических весах, затем в изопропиловом спирте.

Расчет плотности производили по формуле:

(1=0.785 х Р возд../ Р возд. - Р сп. + Р кр Где: Р возд.. - вес образца в воздухе; Р сп. - вес образца в спирте; Р кр. - вес крючка в спирте.

Экстракция в сверхкритической среде двуокиси углерода (СКС СОг).

Исследования проводились в Научно-исследовательском Центре по технологическим лазерам РАН г. Троицк Московской области и на химическом факультете Ноттингемского Университета г. Ноттингем, N072110, Великобритания, при участии кандидата физико-математических наук В.К. Попова.

Экстракция проводилась как в статическом (образец находился в камере высокого давления заполненой ск-С02 при давлении 100 атм и температуре 40° С), так и в динамическом режимах (образец находился в постоянном потоке ск-С02, регулируемом в пределах от 0 до 100 мл/мин, при давлении 100 атм и температуре 40° С).

Изучение сколов образцов методом сканирующей электронной микроскопии.

Методом сканирующей электронной микроскопии проведено изучение поверхности сколов исходных образцов, расщепленных при температуре жидкого азота (-196°С), а также образцов, подвергнутых механическим испытаниям на сжатие до полного разрушения. Полученные после раскалывания и механических испытаний образцы пластмассы приклеивали на столики токопроводящим клеем, напыляли медью в напылителе ВаЬегэ БСБ 040 (Лихтенштейн) в атмосфере аргона. Исследования всех образцов проводили на микроскопе РЫЦрэ БЕМ-515 (Голландия) при ускоряющем напряжении 15 кУ. Всего исследовано 60 образцов.

Ш. Экспериментальные методы исследования.

Экспериментальный раздел работы на крысах и кроликах был выполнен на кафедре патологической физиологии стоматологического факультета МГМСУ (зав. кафедрой, заслуженный деятель науки РФ, д.м.н., профессор А.И.Воложин).

Экспериментальные исследования проводились на 150 крысах-самцах линии «Wistar», массой 120-150 грамм и 12 кроликах массой 2,5 - 3 кг.

Крысы реципиенты были разделены на 2 группы.

В первой группе проводилась имплантация минерал-композитного материала ПММА/ГАП.

Во второй группе проводилась имплантация светокомпозитного материала, полученного методом лазерной стереолитографии.

В первой группе крыс разделили на 6 серий по 10 животных в каждой. В 1-ой серии имплантировали чистый этакрил. Во 2-ой серии имплантацию проводили композитным материалом, состоящим из 70% этакрила и 30% ГАП. В 3-ей серии животным имплантировались композиты, состоящие из 50% ГАП и 50% этакрила. В 4-ой, 5-ой и 6-ой сериях имплантаты по процентному содержанию этакрила и ГАП соответствовали 1, 2, и 3 сериям, но все они подвергались обработке в СКС С02. Имплантаты в виде цилиндров имели размеры: 2 мм в диаметре и 4 мм в высоту.

Во второй группе животных было сформировано две серии. Животным первой серии вводили имплантат, изготовленный методом лазерной стереолитографии. Крысам второй серии вводились имплантаты, изготовленные методом лазерной стереолитографии и содержащие 30% ГАП.

Под гексеналовым наркозом крысу фиксировали на операционном столике в положении на животе. На наружной поверхности бедра удаляли шерстяной покров, операционное поле обрабатывали 70% спиртом, ограничив стерильными марлевыми салфетками, рассекали кожу над бедром длиной 1,5 см, далее тупым путем расслаивали мышцы, обнажали дистальный отдел бедренной кости, не вскрывая суставной капсулы, и отслаивали надкостницу. Бором на малых оборотах создавали дефект диаметром 2 мм и глубиной около 4 мм (соответственно размерам имплантата). Диаметр и глубина дефекта у крыс, в перерасчете на размер по отношению к нижней челюсти, соответствует линейному дефекту длиной 1,5-2 см или 3-4 см2, что важно для клиники, ибо это минимальные размеры, необходимые для формирования воспринимающих площадок имплантат-донорского ложа, где проходят наиболее активные процессы остеоинтеграции. Имплантируемый материал погружали в кость и рану послойно ушивали шелком. Заживление проходило первичным натяжением.

Перед выводом из эксперимента животных взвешивали, во всех группах наблюдался прирост в весе.

У 12 экспериментальных кроликов после обнажения края нижней челюсти при помощи фрезы с охлаждением формировали дефект по краю нижней челюсти размером 10 х 10 мм и замещали его композитным имплантатом размером 12 х 6 мм. Фиксация проводилась при помощи костного шва викрилом. Рана послойно

ушивалась. Животных выводили из эксперимента на 15-е, 30-е и 60-е сутки по четыре животных из каждой группы. Эти сроки отражают основные этапы репаративного остеогенеза.

После выведения животных из эксперимента исследуемые фрагменты костной ткани освобождали от мягких тканей и фиксировали в 2,5% растворе глутарового альдегида на 0,13 М какодилатном буфере с рН=7,2-7,4.

Для проведения световой микроскопии образцы костей крыс и кроликов деминерализовали в кислых буферных растворах, обезвоживали и заключали в целлоидин, готовили серийные срезы.

Для исследования процесса активности минерализации кости в области воспринимающего ложа методом сканирующей электронной микроскопии, костные фрагменты помещали в 5-7% раствор гипохлорита натрия для удаления органической фазы костного матрикса. После промывки их обезвоживали в растворах спирта восходящей концентрации и высушивали на воздухе. Высушенные образцы напыляли медью в атмосфере аргона на аппарате «Balzers SCD 040» и исследовали в сканирующем электронном микроскопе «Philips SEM-515».

IV. Клинические методы исследования

1. Изготовление индивидуальных композитных эндопротезов для реконструкции нижней челюсти у детей.

По полученным размерам угловых и линейных параметров из воска (по форме и размеру дефекта) выполняли модель эндопротеза. Превращение восковой модели в композитный эндопротез на первых этапах проводили в зуботехнической лаборатории кафедры ортодонтии и детского протезирования Московского государственного медико-стоматологического университета (зав. кафедрой, член-корр. РАМН, д.м.н. профессор Л.С.Персин). В дальнейшем все композитные эндопротезы готовили в Институте элементо-органических соединений им. А.Н.Несмеянова РАН в лаборатории наполненных полимерных систем (зав. лаб., д.х.н., профессор А.ПКраснов).

Специальную разборную кювету заливали жидким гипсом и помещали в нее восковую модель будущего изделия. После отверждения гипса таким же способом формовали и вторую часть кюветы. После окончательного отверждения гипса кювету помещали в теплую водяную баню и постепенно доводили ее до температуры 70-80 С. Кювету доставали из водяной бани, раскрывали ее и вымывали остатки расплавленного воска. Порошок ПММА и ГАПа фирмы «Полистом» в весовом соотношении 70% и 30% помещали в эксцентрическую мельницу и тщательно перемешивали в течение до 4 часов. Смесь помещали в стеклянную лабораторную посуду и постепенно заливали мономерной жидкостью до полного насыщения. Композицию помещали в форму, предварительно обработанную разделительным лаком «Изокол». Проводили прессование материала в форме, удаляли избытки массы из поверхности кюветы, последнюю помещали в теплую водяную баню и выдерживали при 65°С в течение 1 часа. Постепенно температуру воды доводили до кипения. Экспозиция полимеризации

в кипящей водяной бане 120 минут. В последующем кювету открывали и извлекали готовое изделие. При помощи фрезы сглаживались неровности и шероховатости. По всей поверхности изделия, за исключением суставных поверхностей, если таковые имелись, сверлом 2-3 мм создавали сквозные отверстия на расстоянии не ближе 5-6 мм друг от друга. Этапы изготовления эндопротезов изображены на рисунке 3.

Полученное изделие обрабатывали в сверхкритической среде ССЬ в Научно-исследовательском Центре по технологическим лазерам РАН г. Троицка, Московская область при участии кандидата физико-математических наук В.К. Попова.

После завершенного технологического цикла эндопротез поступал в клинику, где подвергался стерилизации и использовался в реконструктавно-восстановительных операциях у детей. Всего по данной технологии за период 1997 - 2001 изготовлено более 100 эндопротезов и 90 из них применено при костной пластике дефектов и устранении деформаций нижней челюсти у 59 пациентов.

Формирование восковой модели имплантата

-а

Клиническое применение.

Рис. 3. Этапы изготовления индивидуального эндопротеза.

2. Изготовление бномоделей при помощи лазерной стереолитографии.

Анный фрагмент работы проводился совместно с сотрудниками Московского центра детской челюстно-лицевой хирургии (руководитель Центра д.м.н., профессор В.В.Рогинский) на базе Московской ДКБ №2 Св. Владимира.

Был использован рентгеновский томограф Siemens Somatrom CR. В зависимости от сложности объекта, сканирование проводилось в режиме высокого разрешения с толщиной среза 2 или 4 мм. Каждый слой представлял собой изображение, состоявшее из 256x256x16 точек. При сканировании различных частей черепа полный массив данных составлял от 25 до 56 томографических срезов.

После первичной компьютерной обработки цифровых данных, позволявшей перевести каждый томографический срез в стандартный графический формат (PCX) и сохранить его в отдельном файле, эти данные передавались по электронной почте в Институт проблем лазерных и информационных технологий (ИПЛИТ) РАН в г. Шатура Московской области. Там полученные данные преобразовывались с помощью разработанного специалистами ИПЛИТа программного обеспечения в STL-файлы (специальный стереолитографический формат), непосредственно использовавшиеся для создания биомоделей. Для формирования моделей применялись как стереолитографическая установка американской фирмы 3D Systems SLA-250, так и аналогичная ей ЛС-250, разработанная и изготовленная в ИПЛИТ РАН. В качестве исходной композиции жидких мономеров применялась ФПК ОКМ-2, синтезированая Институтом химической физики РАН (С.С.Абрамов, Н.И.Болдырев, А.В.Евсеев и др., 1998).

Рис.4. Получение стереолитографической биомодели.

С марта 1999 г. нами совместно с Московским Центром детской челюстно-лицевой хирургии изготовлено 15 стереолитографических биомоделей для планирования оперативного лечения для 14 пациентов со следующими заболеваниями: новообразования нижней челюсти - 4 пациента, синдромами (Гольденхара, гемифациальной микросомии) - 5 пациентов, дефектами и недоразвитием челюстных костей различной этиологии - 5 пациентов (таблица 1).

Таблица 1.

Распределение числа исследованных пациентов _ по основным диагнозам _

Диагноз Количество пациентов

Синдром 1-П жаберной дуги 5

Дефекты и недоразвитие челюстей 5

различной этиологии

Новообразования челюстей 4

ИТОГО 14

Результаты лабораторных исследований

Изучение образцов ПММА, наполненных ГАП, свидетельствовали о снижении их физико-механических свойств при увеличении процента наполнения минералом с 10 до 30% по весу наполнителя. Свыше 30% введения наполнителя в виде ГАП приводит к более резкому ухудшению физико-механических свойств образцов.

Величина микротвердости чистого этакрила составила в среднем 230 МПа, что равно 62-65% от Нп зрелой костной ткани человека в возрасте 19-44 года (И.В.Матвейчук, 1998). Изменение композиционного состава образцов не приводило к существенным отклонениям этого параметра. Однако, при воздействии физиологического раствора отмечено достоверное снижение Нп как при 30, так и 50% введении ГАП.

Сверхкритическая экстракция С02 позволила не только повысить величину Нп чистого этакрила, но и способствовала повышению устойчивости таких образцов к действию физиологического раствора, что характерно для образцов с различным композиционным составом. Вместе с тем установлено, что введение в состав образцов 30 и 50% ГАП снижало величины Нп по сравнению с исходным контролем соответственно на 6 и 12%.

Анализ деформационных зависимостей (рис.5), полученных в результате проведения механических испытаний на сжатие образцов полиметилметакрилата, выявил их сходство с аналогичными кривыми, установленными для влажной костной ткани. Однако, предельные уровни напряжений и деформаций образцов полиметилметакрилата и костной ткани имеют характерные отличия (табл. 2).

Таблица 2. Механические характеристики образцов полиметилметакрилата (ПММА)

5, Мпа в,%

№ Состояние образцов Состояние образцов

Серии Воздушно- После физ. Воздушно- После

сухое р-ра, (4 нед) сухое физ. р-ра, (4 нед)

1. ПММА (исходный) 105+5 81+1 8,75±0,25 6,95±0,15

2. ПММА (70%)+ГАП (30%) 109+3 86+2 5,75±0,15 5,95±0,05

3. ПММА (50%)+ГАП (50%) 66±2 52+5 3,70±0,20 3,50±0,22

4. ПММА после СКС С02 95±4 75+6 8,10+0,70 7,40±0,50

5. ПММА (70%)+ГАП (30%) после СКС С02 89+6 73±5 8,40±0,20 9,80±0,80

6. ПММА (50%)+ГАП (50%) после СКС С02 46+6 41±4 5,45±0,50 6,40+0,50

Таблица 3.

Значения микротвердости образцов на основе этакрила

№ Воздух Физ. раствор (4 недели)

Серии Нс±-Н3; МПа у,% Но+^Нц Мпа У> %

1. 228±2,57 1,13 176±2,77 1,57

2. 240±4,43 1,85 231+4,45 1,93

3. 228+3,67 1,61 210±5,97 1,84

4. 250±4,45 1,78 241±4,72 1,96

5. 234+2,85 1,22 228±2,87 1,26

6. 220±3,30 1,50 224±3,52 1,57

После кипячения наблюдается постепенное снижение механических свойств при увеличении процента наполнения. Однако выявлены и различия: предел прочности при изгибе, угол прогиба, ударная вязкость свидетельствуют об улучшении этих свойств. Например, при 10% наполнении предел прочности возрастает с 73 до 84, при 30% с 61 до 68, при 40% наполнении с 24 до 39 НПа (таблица 4).

Результаты проведенных исследований показали, что воздействие СКС С02 на ГАП-содержащую акриловую композицию снижает ее механические характеристики в среднем на 10-15%, но при этом повышается микротвердость и стабилизируются свойства композита при воздействии физиологического

раствора. Анализ деформационных зависимостей (рис.5), полученных в результате проведения механических испытаний на сжатие образцов этакрила, выявил их сходство с аналогичными кривыми, установленными для влажной костной ткани. Однако предельные уровни напряжений и деформаций образцов EMMA и костной ткани имеют характерные отличия (таблица 4).

Таблица 4.

Влияние обработки в СКС СОг на физико-механические свойства композиций ПММА с ГАП (30%-вес.) - средние значения._

Исходные образцы Обработка в СКС СОп

Наименова- До кипячения После ипячения До кипячения После кипячения

№ ние образца А, кДж /м2 д, МПа угол Изги ба,° А, КДж /м2 5, МПа угол изгиб А, кДж/ 7 M бшг, МПа угол изгиба, А, Кдж/ м2 бизг, Мпа Угол изгиба, о

1. «ПММА-л» 5,5 103,0 25 5,4 90,6 33 4,2 71,9 20 5,4 56.3 22

ПММА-

2. полимер- мономерная ком. 6,2 94,8 27 9,4 95,0 33 6,4 79,4 26 5,8 85,5 26

ПММА-

3. 70% ГАП -30% 2,9 48,2 19 2,7 42,8 17 1,5 40,0 14 2,7 55,0 18

Рисунок 5. Деформационные кривые исследуемых образцов сухой (1), влажной (2) костной ткани и ПММА (3).

С помощью сканирующей электронной микроскопии проведен фрактографический анализ фрагментов образцов этакрила после их разрушения.

В образцах полимера, содержащих ГАП, видны многочисленные частицы, однако между их скоплением часто выделяются и гладкие зоны образованные чистым ПММА.

После испытания на сжатие установлено, что отдельные тяжи пластмассы выступают над поверхностью скола и сужаются в концевых отделах, что свидетельствует об их вытягивании в ходе механических испытаний.

Использование сверхкритической среды существенно не повлияло на свойства поверхности сколов пластмассы. Картина была примерно такой же, как при использовании ГАП наполненных полимеров из ПММА.

Рис. 6. Линии скола придающие поверхности образца ступенчатый вид. Композит, содержащий 70% этакрила и 30% ГАП после СКЭ. СЭМ.Ув.ХЗОО

Исследования влияния обработки образцов сверхкритической средой С02 на комплекс физико-механических показателей, полученный методом литиевого прессования из мономерполимерной композиции, а также ПММА наполненный 30% ГАПа. У всех этих образцов на технологических этапах измерена ударная вязкость, предел прочности при изгибе, угол изгиба образца при разрушениях. Определялся также краевой угол смачивания.

Основным результатом этих исследований установлено, что в наполненном ГАП ПММА обнаружено, так же как и в предыдущих исследованиях, снижение на 10% показателей предела прочности на изгиб и ударной вязкости. В результате обработки СКС образовывался пористый поверхностный слой. Было показано, что кипячение во всех случаях приводит не к ухудшению, а к медленному повышению показателей прочности на изгиб и ударной вязкости.

Дополнительные исследования структур образцов с использованием

электронно-оптических методов обнаружило в структуре образца

композиции ПММА - ГАП мельчайшие поры, которые особенно видны после кипячения и обработке в сверхкритической среде С02.

При исследовании физико-механических свойств светокомпозиционного материала установлено, что свойства образцов акриловых фотополимеризующих композиций существенно зависят от ее состава. Во-первых, чистая акриловая ФПК характеризуется плотностью, которая существенно ниже плотности нативной костной ткани человека. Введение в состав этой пластмассы ГАП сопровождается увеличением плотности образцов на 5,3%, что несколько приближает ее по физико-механическим свойствам к костной ткани. Однако величина микротвердости акриловой пластмассы составляет 55% от пластинчатой кости, а введение в состав ГАП увеличивает этот показатель всего на 7,8%. но и в этом случае величина микротвердости не превышает 60% от соответствующего показателя кости. Хранение пластмассы в течение месяца в физиологическом растворе еще больше снизило микротвердость образцов - на 12%, а введение в состав ГАП привело к уменьшению влияния физиологического раствора, но не более, чем на 5%, что не достаточно для сохранения упругопластических свойств образца. Важно отметить, что в отличие от данных, изложенных выше, воздействие СКС С02 не оказало ни отрицательного, ни положительного влияния на физико-механические свойства фотополимеризующих пластмасс. Таким образом, модификация состава акриловой фотополимеризующей композиции введением ГАП несколько увеличивает ее плотность и микротвердость, что, однако, по-видимому, недостаточно.

Частицы ГАП при фрактологическом анализе хорошо определяются на сколах пластмассы при ее биодеградации в тканях и могут способствовать повышению остеоинтегративных свойств композитного материала.

Таким образом, результаты первого этапа, проведенной экспериментальной работы выявили ряд особенностей композиции ПММА-ГАП.

1. Высокая адгезия в системе полимер-наполнитель.

2. Высокую пористость материала с капиллярным эффектом, что способствует улучшению биосовместимости особенно после обработки в сверхкритической среде С02.

3. Возможность получения градиентных изделий

4. Композит Этакрил-ГАП реализуется не просто как механическая смесь двух компонентов, а создается полимерная наполненная система, обладающая новыми свойствами.

Результаты экспериментальных исследований

1. Реакция костной ткани на имплантаты из полиметилметакрилата и

гидроксиапола (ПММА-ГАП).

Использование световой и электронно-сканирующей микроскопии показало, что признаки костной интеграции выявлены при использовании имплантатов из материала, содержащего ГАП. В материале, не содержащем ГАП, проявления интеграции незначительны. В участках интеграции

на 20-е сутки эксперимента в одних случаях отмечается врастание костных структур в макроскопические неровности рельефа имплантата. В других случаях трабекулы губчатой кости, имеющие формирующийся рельеф поверхности, контактируют со сравнительно ровными участками имплантата. При этом костный матрикс внедряется в микронеровности рельефа его поверхности. На 40-е сутки эксперимента количество интегрированных с имплантатом трабекул и площадь их контакта несколько увеличиваются. Поверхность таких трабекул, как правило, является формирующейся, хотя иногда встречаются небольшие зоны резорбции (рис. 7), отражающие процесс ремоделирования, интегрированных с имплантатом костных структур.

Остеоинтегративные свойства композиции ПММА-ГАП с содержанием ГАП 30 и 50% выражены примерно в одинаковой степени. Применение СКС С02 существенно не изменяет активность остеоинтегративных процессов.

2. Реакция костной ткани на светокомпозитные имплантаты.

Использование световой и электронно-сканирующей микроскопии показало, что в окружающей имплантат кортикальной кости отмечаются признаки активного костеобразования, на что указывает появление новообразованных костных структур, которые растут параллельно поверхности имплантата. В кортикальном слое, особенно со стороны диафиза, определяется большое количество сосудистых отверстий различного диаметра. Практически на всей костной поверхности в таких участках выявляются признаки костеобразования. Костные структуры, составляющие стенки дно костного дефекта вокруг имплантата, образованы перфорированной сосудистыми каналами костной пластинкой и ориентированы параллельно его поверхности. Рельеф поверхности этой пластинки, как правило, формирующийся. Изредка определяющиеся в таких участках отдельные трабекулы губчатой кости имеют также активно

Рис. 7. Эрозионные лакуны в трабекулах губчатого вещества, прилежащих к имплантату. Имплантат с ГАП. 60 сутки эксперимента. СЭМ. Ув. 173.

При сроке в 15 суток после операции введения имплантатов отмечается организация гематомы с частичной резорбцией поврежденных фрагментов кости. Одновременно в кортикальном слое кости отмечена отчетливая активизация как периостального, так и эндостального костеобразования. В окружающих имплантаты участках губчатого вещества кости также отмечаются признаки усиления костеобразовательных процессов. В случаях использования обоих типов имплантатов отмечена отчетливая активизация как периостального, так и эндостального костеобразования. На этой стадии эксперимента выраженных отличий в реакции ткани на введение имплантатов содержащих и не содержащих ГАП не выявлено.

На сроке в 30 суток после операции при использовании контрольного имплантата отмечено значительное усиление костеобразовательных процессов в окружающих его тканях. Однако отчетливых признаков интеграции кости с ним не обнаружено и он отделен от костных структур прослойкой соединительной ткани. В случаях применения имплантатов с ГАП помимо сильно выраженной костеобразовательной активности в окружающей их кости определяются небольшие участки прямого контакта трабекул с поверхностью имплантата. Это может свидетельствовать о частичной его интеграции с костными структурами.

На 60-е сутки эксперимента при использовании контрольного имплантата признаков костной интеграции не отмечено. В случае применения имплантатов с ГАП наблюдаются участки прямого контакта костных трабекул с его поверхностью (рис. 8).

Рис.8. Костный регенерат (*) на наружной поверхности имплантата (И). Контрольный материал. 60-е сутки эксперимента. СЭМ. Ув.28,8.

Проведенное исследование показало, что в материале, не

содержащем ГАП, на сроке 15 суток с помощью остеокластической резорбции происходит удаление поврежденных костных структур и выравнивание поврежденной поверхности, а также появляются первые участки активного костеобразования, особенно ближе к наружной поверхности кости. Через 30 суток после повреждения со стороны внутренней поверхности челюсти продолжаются процессы резорбции кости, с одной стороны направленные на выравнивание поврежденной поверхности, а с другой, обусловленные процессом моделирования костной поверхности у растущего животного. На наружной и нижней поверхностях отмечается выраженная костеобразовательная активность, обусловливающая репарацию нанесенного повреждения. К 60-м суткам эксперимента костный дефект практически заживает, и в значительной мере восстанавливается структура и анатомическая форма кости.

При изучении образцов, содержащих ГАП, через 15 суток после операции показало, что, как и в контрольном материале в области повреждения костные структуры окружены клеточным детритом и грануляционной тканью, в которых располагаются многочисленные мелкие костные отломки (рис.9). На поврежденной костной поверхности определяются эрозионные лакуны, содержащие остеокласты. В прилежащих к имплантату участках нижней челюсти отмечается активизация процессов формирования кости, что проявляется в образовании на поверхности пластинчатой костной ткани грубоволокнистых костных структур.

Рис.9. Костные отломки (|) в зоне нанесения повреждения. Пластинчатая кость (Э). Экспериментальный материал. 15-е сутки эксперимента. Окраска гематоксилин-эозином. Об. 10, Ок.8.

Через 30 суток после операции в области повреждения костные структуры окружены остатками грануляционной ткани и тяжами соединительной ткани. В этих участках контур костной поверхности нередко бывает неровным из-за располагающихся на ней эрозионных лакун. На внутренней поверхности челюсти в участках, прилежащих к месту повреждения, также обнаруживается выраженная резорбция костных структур. Лишь в некоторых участках, чаще связанных с сосудистыми каналами выявлены костеобразовательные процессы. На наружной поверхности челюсти эрозионные лакуны определяются только в участках кости, располагающихся рядом с местом повреждения. При этом отмечено снижение активности резорбционных процессов и появление участков костеобразования. В более удаленных от места повреждения участках определяется новообразование грубоволокнистой костной ткани на поверхности пластинчатой кости. В таких местах процесс костеобразования протекает высокой степенью активности. По сравнению с контрольным материалом признаки активного формирования кости на наружной и нижней поверхностях челюсти выражены лучше.

Изучение образцов на 60 сутки эксперимента показало, что участок повреждения нижней челюсти трудно идентифицировать. Дефект полностью заполнен новыми костными структурами. Процессы костеобразования чрезвычайно активны как на нижней, так и на наружной поверхности челюсти. В области нижней поверхности челюсти пластинчатая костная ткань окружена структурами грубоволокнистой кости, ремоделирующейся в пластинчатую. В грубоволокнистой костной ткани выявляются расположенные в различных направлениях сосудистые каналы, а также остеонные структуры, чаще ориентированные параллельно поверхности нижней челюсти. На язычной поверхности в области повреждения костные структуры образуют гребень, к которому прикрепляются мышцы, участвующие в жевательном акте.

Результаты клинического исследования

С 1997 года и по 2001 год при реконструктивно-восстановительных операциях на нижней челюсти у 59 пациентов в возрасте от 3-х лет до 16 лет у 29 девочек и 30 мальчиков применены композитные эндопротезы.

Распределение больных по полу и возрасту приведено в таблице №5

Таблица 5.

Распределение больных по возрасту и полу

Пол Возрастные группы больных

4 года и 5-7 8-12 13-15 16 и Всего

младше старше

Девочки 0 0 3 8 18 29

Мальчики 4 1 4 9 12 30

Всего 4 1 7 17 30 59

Такое распределение больных по возрасту отражает 1) периоды появления костных опухолей, 2) развитие выраженных деформаций, сопровождающихся

значительными функциональными и эстетическими изменениями в челюстно-лицевой области (при синдромах и других патологических процессах).

В возрастной группе старше 16 лет на лечении находилось 30 пациентов, которым проводили завершающие этапы многоэтапного комплексного лечения.

Следует указать, что эндопротезы из композитного материала не подвергаются резорбции, не принимают участия в росте лицевого скелета и не перестраиваются.

Таблица 6.

Виды и количество эндопротезов, применяемых при реконструктивно-восстановнтельных операциях у детей и подростков.

Виды эндопротеза для реконструкции нижней челюсти Количество

Половина нижней челюсти 3

Тело нижней челюсти 1

Мьнцелковый отросток, ветвь, угол и часть тела нижней челюсти 23

Мьпцелковый отросток 22

Виды эндопротеза для контурной пластики

Тело нижней челюсти 11

Подбородок нижней челюсти 30

Всего 90

Как следует из таблицы №6 наиболее востребованными для реконструкции нижней челюсти являются эндопротезы дистальных отделов, а для контурной пластики эндопротезы подбородочного отдела нижней челюсти.

У 59 пациентов использовали 90 индивидуально изготовленных композитных эндопротеза. Из них 49 для замещения дефектов нижней челюсти и 41 для контурной пластики. 3 эндопротеза применяли для замещения дефекта половины нижней челюсти, 23 - мыщелкового отростка, ветви, частично угла и тела нижней челюсти, 22 - только мыщелкового отростка.

Для контурной пластики подбородка использовалось 30 эндопротезов и 11 - для контурной пластики тела нижней челюсти.

По нозологическим формам пациенты распределились следующим образом. С дефектами ветви, деформациями и недоразвитием нижней челюсти после остеотомии и костной пластики по поводу вторичного деформирующего остеоартроза прооперировано 27 пациентов (15 мальчиков и 12 девочек).

Эта группа пациентов, которым в раннем детском возрасте проводилось хирургическое лечение по поводу одно- или двухстороннего вторичного деформирующего остеоартроза или анкилоза височно-нижнечелюстного сустава. При одностороннем вторичном деформирующем остеоартрозе проводилась остеотомия ветви нижней челюсти с последующим скелетньм вытяжением и ортодонтическим лечением.

При двухстороннем вторичном деформирующем остеоартрозе

проводилась остеотомия ветвей нижней челюсти с созданием дистальной опоры аллогенными трансплантатами.

В последующем у этих больных осталось и усугубилось недоразвитие нижней челюсти и вторичные деформации костей лица.

Для замещения дефектов ветвей нижней челюсти проводили костную пластику, вторичные деформации нижней челюсти устранялись контурной пластикой.

Во всех случаях применяли индивидуальные композитные эндопротезы. Всего в этой группе применено 46 эндопротезов. Все пациенты относились к возрастной группе 13-15,16 и старше лет (таблица № 7).

С первично-костными заболеваниями височно-нижнечелюстных суставов на лечении находилось 15 пациентов -11 мальчиков и 4 девочки.

Этой группе пациентов при одно- и двухстороннем вторичном деформирующем остеоартрозе после остеотомии ветви проводилась одномоментная костная пластика мьпцелкового отростка композитными эндопротезами. Всего применено 22 эндопротеза.

С синдромами 1-П жаберной дуги (Гольденхара, гемифациальной микросомии, Пьера-Робена), реконструктивно-восстановительные операции с применением композитных материалов проводились у 6 детей - 2-х мальчиков и 4-х девочек. Использовано 9 индивидуально изготовленных на стереолитографической модели эндопротезов (таблица № 7).

С врожденными деформациями нижней челюсти на лечении находились 3 девочки. У всех проводились сложные реконструктивные хирургические операции с применением композитных материалов.

В группе больных с дефектами и деформациями нижней челюсти после удаления новообразований, на лечении находилось 7 пациентов - 1 мальчик и 6 девочек. У 6 пациентов реконструктивно-восстановительные операции проводились как отсроченные, так и повторные. У 1 пациента при замещении дефекта тела нижней челюсти от 36 до 45 эндопротез комбинировали с гребешком подвздошной кости. Эндопротез имитировал нижний край челюсти и часть наружной кортикальной пластинки, к которым крепились титановыми саморезами фрагменты гребешка подвздошной кости. Всего у этих больных использовано 9 эндопротезов.

У одного пациента после огнестрельного ранения был индивидуально изготовлен эндопротез для контурной пластики подбородочного отдела.

Все пациенты предварительно обследовались по идентичной схеме (рис. 10). Для каждого пациента индивидуально создавали эндопротез, учитывая биологический и хронологический возраст пациента, (см. рисунок 3).

Таблица 7.

Распределение больных по нозологическим формам заболевания и полу

Нозологические Мальчики Девочки Итого Эндопротезы Итого

формы заболевания мальчики Девочк и

Дефект ветви, 15 12 27 29 17 46

недоразвитие и деформация нижней

челюсти после

вторичного деформирующего

остеоартроза

Первично-костные заболевания 11 4 15 17 5 22

височно-

нижнечелюстного

суставов

Синдром 1-П жаберной дуги 2 4 6 3 6 9

Врожденные деформации 0 3 3 0 3 3

челюстей

Дефект и деформация нижней 1 6 7 1 8 9

челюсти после

удаления новообразования

Дефект и деформация нижней 1 1 0 1 1

челюсти после

огнестрельного

ранения

Итого 30 29 59 50 40 90

Схема этапов клинического обследования и реконструкции композитным эндопротезом.

Клинические

методы исследования:

-а

Рентгенологические:

1. Ортопантомограмма

2. Обзорная в прямой

проекции

3. Телерентгенограмма

в боковой проекции

4. Компьютерная

томогпаАия

Гипсовые модели

Антропометрия костей черепа

Электромиография

Фотографирование

Получение трехмерных стереолитографических моделей

Изучение и сенсорное биомоделирование на стереолитографических моделях

Реконструкция

нижнеи челюсти

Изготовление

имплантата:

1. Формирование

восковой модели

2. Получение

индивидуальной

формы

3. Полимеризация

биокомпозита

4. Механическая

обработка

5. Обработка в

сверхкритической

спеле

Стерилизация

Получение имплантата

Клинический пример

Пациент С.Р., 1986 г.р., и/б №442, находился в клинике с 19.10.98 с диагнозом: дефект нижней челюсти справа от 43 до средней трети ветви после удаления пролиферирующей фибромы.

Рис.№ 11. На Р-граммах (А, Б, В) определяется дефект от 43 до средней трети ветви нижней челюсти справа.

Рис.№ 13. Функция нижней челюсти Рис.№ 14. Шина Ванкевич в после костной пластики. послеоперационном периоде.

Рис.№ 15. Внешний вид пациента через 2 года после костной пластики индивидуальным эндопротезом из композитного материала.

Изготовление индивидуальных эндопротезов - достаточно сложный процесс, поэтому мы разработали и создали технические возможности для серийного производства стандартного набора эндопротезов для костной пластики дефектов нижней челюсти.

Стандартный набор эндопротезов для костной пластики нижней челюсти разработан нами и утвержден Ассоциацией «Новые биоматериалы и технологии в краниофациальной области, БиоТех XXI» (учредители ассоциации: Институт проблем лазерных и информационных технологий Российской Академии Наук и Центральный научно-исследовательский институт стоматологии).

По восковым стандартным моделям на промышленном производстве изготовлены образцы из бронзы. Бронзовые шаблоны являются стандартом, по

которому изготавливаются разборные формы из силиконовой массы. Разборная силиконовая форма выдерживает 30 - 40 восковых отливов. Каждый новый восковой образец после отливки и извлечения из формовочной кюветы подвергается окончательной коррекции вручную (сглаживаются неровности, шероховатости и т.д.).

На производстве из восковых образцов по схеме, описанной выше, получали стандартные образцы из композитного материала.

Из них формировали стандартный набор для реконструкции нижней челюсти, который состоит из трех элементов — половины нижней челюсти до противоположного угла трех размеров, мыщелковый отросток трех размеров, угол, ветвь и часть тела трех размеров (левой и правой стороны каждого элемента).

Рисунок 16. Набор стандартных композитных эндопротезов для реконструкции нижней челюсти.

Лазерное биомоделирование

Особенно следует отметить, что для планирования хирургических операций и создания индивидуальных моделей применяли новый для нашей страны метод лазерного биомоделирования и создания твердых копий.

В клинике, совместно с Московским Центром детской челюстно-лицевой хирургии (руководитель Центра д.м.н., профессор В.В.Рогинский) по данной методике получено нами 15 биомоделей у 14 пациентов, для планирования оперативного лечения. Из них новообразования и дефекты нижней челюсти после

удаления опухолей - 4 пациента, синдромы I - II жаберных дуг, синдром Гольденхара III степени, синдром Гемифациальной микросомии III степени, синдром Аппера, синдром Крузона - 5 пациентов, дефекты и недоразвитие челюстей - 5 пациентов.

Во всех случаях при помощи индивидуальной стереолитографической трехмерной модели проводилось планирование хирургического вмешательства, оценка дефекта и деформации. По данным моделям были изготовлены эксклюзивные композитные эндопротезы с учетом хронологического и биологического возраста пациентов. По биомоделям изготавливались эндопротезы, которые не требовали коррекции во время операции, учитывались размеры воспринимающих площадок для эндопротезов. Оперативное вмешательство сокращалось на 2 — 2,5 часа.

Клинический пример

Больной A.A., 9 лет, и/б №297 поступил в клинику детской челюстно-лицевой хирургии и хирургической стоматологии МГМСУ 17.05.99 с диагнозом «С-м гемифациальной микросомии справа III степени».

Данному пациенту была проведена компьютерная томография и изготовлена стереолитографическая модель (схема представлена в главе материалы и методы).

По данным твердой копии в клинике проведено хирургическое планирование реконструктивного вмешательства на стереолитографической модели. Нижнюю челюсть удалось сопоставить в относительно правильное оккшозионное положение по отношению к верхней челюсти. На культевом фрагменте нижней челюсти сформировали воспринимающую площадку для будущего эндопротеза. Из воска смоделированы по размеру, форме будущую модель эндопротеза с ответной прилегающей площадкой для фиксации эндопротеза. Особенно уделяли внимание форме и размеру суставной головки эндопротеза, а также положению тела нижней челюсти относительно верхней челюсти. Для этой цели, в область восковой композиции поместили имитатор зубного имплантата.

После обработки эндопротез в СКС СОг индивидуальное, эксклюзивное изделие сопоставили с стереолитографической моделью пациента, где были намечены способы и методы фиксации эндопротеза.

В последующем проведено хирургическое лечение - пластика тела, угла и ветви нижней челюсти справа эндопротезом.

Рис. № 17. Ортопантомограмма (А) и рентгенограмма костей лицевого скелета в прямой проекции (Б) пациента А. А., до лечения.

В, Г - внешний вид того же пациента до лечения.

5»

Рис.№18(А).

Стереолитографическая модель того же пациента до операции. Стрелкой показана площадка для будущего воспринимающего ложа.

Рис. 18 (Б). Восковая модель будущего

эндопротеза на

стерео литографической модели.

р. »-■

•'V -'"--'1

В

Рис.№ 18 (В).

Индивидуальное эксклюзивное изделие эндопротеза сопоставлено к воспринимающей площадке на стереолитографиче ской модели.

Рис.№19. На обзорной рентгенограмме (А) и трехмерных компьютерных рентгенограммах (Б, В) отмечается состояние и положение композитного эндопротеза через 1,5 года после операции.

Внешний вид пациента (Г, Д) после лечения.

Наблюдения продолжительностью до 5 лет показали, что эндопротезы, полученные из ПММА-ГАП, могут заменить аллотрансплантаты.

1. Показания к костной пластике любыми видами дополнительного пластического материала у детей остаются неизменными и необходимы при возмещении дефектов и устранении деформаций нижней челюсти и других костей лицевого скелета.

2. Физико-механические и остеоинтегративные качества эндопротезов из ПММА-ГАП более эффективны при отсроченной и повторной костной пластике с целью возмещения дефектов нижней челюсти у детей и подростков. Использование эндопротезов из предлагаемого материала не имеет возрастных противопоказаний.

3. Использование эндопротезов из данного композитного материала как дополнительный пластический материал не требует поиска донорской зоны у ребенка, исключает процесс транспортировки пластического материала из донорской зоны, не требует постановки трансплантатов из специализированных лабораторий.

4. Использование эндопротезов из данного композитного материала сокращает продолжительность основного хирургического вмешательства, в меньшей мере влияет на общее состояние ребенка (гомеостаз) на всех этапах лечения, может быть использован у пациента при ряде общесоматических заболеваний, когда использование аутокости или консервированной любым способом аллогенной кости противопоказано.

5. Учитывая особенности роста ребенка, а так же основные качества эндопротезов (не резорбируемый, не принимает участие в росте костей лицевого черепа, не перестраивается) по возрастным показаниям может бьггь заменен на аллогенный или аналогичный, но с другими параметрами. Это касается пациентов первых 7 лет, когда упреждающая гиперкоррекция эндопротеза может быть рассчитана не более чем на 12-летний хронологический возраст.

Таким образом, представленные нами экспериментальные и клинические данные свидетельствуют о расширенных возможностях использования искусственных материалов вместо аутотканей и косервированных аллогенных тканей для эндопротезирования при ряде патологических процессов костей лицевого скелета у детей и подростков, как эффективного анатомо-функционального варианта восстановительного лечения. Материал в наибольшей мере лишен способности быть носителем инфекции и аллергической реакции для пациента.

Разработанный и использованный нами материал является материалом выбора и не исключает применения традиционных методов костной пластики, замещения костных дефектов как аутотрансплантатами, так и аллогенными тканями. Наша работа является еще одним шагом по улучшению качества оказания помощи детям и подросткам с врожденными и приобретенными дефектами и деформациями костей лицевого скелета с использованием созданных нами эндопротезов нового типа.

ВЫВОДЫ

1. Физико-механические свойства образцов композита полиметилметакрилата, наполненного синтетическим гидроксиапатитом - Гидроксиаполом (ПММА-ГАП), снижаются постепенно с увеличением количества минерала с 10 до 30%. Воздействие кипячением на композит ПММА-ГАП в течение 2 часов улучшает физико-механических свойства образцов, если содержание минерала не превышает 10-30%.

2. Воздействие сверхкритической среды углекислоты (СКС С02) на композит ПММА-ГАП существенно уменьшает содержание растворимых токсических веществ и снижает на 10-15% физико-механические характеристики образцов, увеличивая при этом его микротвердость. Прочностные параметры композита снижаются после 4-недельного пребывания в физиологическом растворе в результате проникновения в объем образца раствора и ослабления фазового взаимодействия ПММА и ГАПа.

3. Электронно-микроскопический структурный анализ образцов композита ПММА-ГАП до и после разрушения показал существенные различия: использование СКС СОг привело к образованию пористого поверхностного слоя в образцах, что не повлияло на структуру поверхности после разрушения образца. Воздействие на композит ПММА-ГАП кипящей воды выявляет образование мельчайших пор, обнаруживаемых при электронно-микроскопическом исследовании, резко интенсифицирует процесс смачивания и всасывания воды в толщу материала. Эти эффекты усиливаются после обработки материала СКС С02.

4. В экспериментальных исследованиях установлено, что наиболее выраженные остеоинтегративные процессы происходят только при использовании композита ПММА, наполненного ГАП. Признаки и площадь костной интеграции значительно слабее при применении чистого ПММА. После имплантации в кость эндопротеза из композита ПММА-ГАП в динамике усиливается его интеграция с костной тканью.

5. Светокомпозитные материалы, изготовленные методом лазерной стереолитографии, не обладают токсическим эффектом и не препятствуют остеогенезу при введении в искусственно созданный дефект бедренной кости крыс и нижней челюсти кроликов. Остеоинтегративные свойства светокомпозитного материала проявляются в значительно лучшей степени при введении в его состав ГАПа.

6. Метод лазерной стереолитографии позволяет получать твердые копии костей лицевого скелета и изготавливать модели эндопротезов с учетом гиперкоррекции при планировании метода оперативного вмешательства по замещению дефектов и устранению деформаций челюстей у детей и подростков. Использование лазерного биомоделирования и создание твердых копий при планировании хирургических операций на костях лицевого скелета повышает точность последующего изготовления эндопротезов, увеличивая эффективность оперативного лечения с последующей реабилитацией пациентов.

7. Предлагаемые типы эндопротезов являются мало токсичными, легко стерилизуются и поддаются механической коррекции и обработке, доступны в изготовлении и не требуют специальных условий для хранения.

8. Индивидуальные эндопротезы из ПММА-ГАП обеспечивают стойкий функциональный и косметический эффект хирургического лечения детей и подростков с дефектами и деформациями нижней челюсти различной этиологии, особенно в условиях отсроченной, повторной пластики и пластики дистальных отделов нижней челюсти.

Практические рекомендации

1. Стереолитографические модели из светокомпозитных материалов целесообразно использовать в качестве шаблонов для последующего изготовления эндопротезов из композита ПММА-ГАП.

2. При помощи твердой модели, полученной методом лазерной стереолитографии, можно сенсорно проводить планирование хирургического вмешательства, а также пробные операции с использованием отдельных костных фрагментов, подогнать все элементы фиксации эндопротеза с учетом особенностей конкретного пациента.

3. Стереолитографическая модель позволяет создать индивидуальные, эксклюзивные эндопротезы с учетом гиперкорркции, принимая во внимание биологический и хронологический возраст пациента.

4. Фиксацию эндопротезов из ПММА-ГАП рекомендуем проводить с применением саморезов и миниплат, что обеспечивает более высокий уровень остеоинтегративных процессов в этой зоне. Диаметр отверстия для самореза должен быть больше диаметра фиксирующего элемента.

5. Эндопротезы из ПММА-ГАП имеют слабую рентгеноконтрастность, поэтому послеоперационный рентгенологический контроль целесообразно проводить с применением компьютерной томографии с получением трехмерного образа.

6. Созданный стандартный набор эндопротезов позволяет создать банк дополнительного пластического материала для челюстно-лицевых хирургов и использовать эти фрагменты при замещении дефектов и устранении деформаций нижней челюсти различной этиологии и локализации у детей и подростков с учетом гиперкоррекции.

7. Предложенный алгоритм клинического обследования пациентов обеспечивает четкость и последовательность действий специалистов, исключает элементы односторонних оценок в диагностике при планировании хирургического лечения и создании индивидуальных эндопротезов.

8. Предложенная нами схема по изготовлению индивидуального эндопротеза позволяет получить дополнительный пластический материал, обладающий достаточной механической прочностью, малой токсичностью, высокими остеоинтегративными свойствами, имеющий точно заданную анатомическую форму замещающего фрагмента нижней челюсти.

Список работ, опубликованных по теме диссертации

1. Топольницкий О.З., Дьякова C.B., Ульянов С.А., Антонова О.В., Кизюн JI.3. Расчет гиперкоррекции трансплантата в растущем организме. Материалы 2 Международной конференции челюстно-лицевых хирургов. — Россия, Санкт-петербург, 20-21 июня 1996. - С.48-49.

2. Ульянов С.А., Дьякова C.B., Топольницкий О.З., Рыбченок В.В., Кизюн JI.3. Отсроченная костная пластика нижней челюсти у детей. Материалы 2 Международной конференции челюстно-лицевых хирургов. - Россия, Санкт-Петербург, 20-21 июня 1996. - С.51.

3. Ульянов С.А., Топольницкий О.З., Дьякова C.B., Рыбченок В.В., Гунько Н.И., Медведева Е.С. Отсроченная костная пластика нижней челюсти у детей. Материалы 1 республиканской конференции «Стоматология и здоровье ребенка». 24-25 октября 1996.-Москва. С.117-118.

4. Топольницкий О.З., Селиванов В.А. Мультимедийная система трехмерного протезирования для восстановительной хирургии. Труды научно-практической конференции. 28-30 января 1997. - Москва. — С.135-136.

5. Топольницкий 0.3. Новые подходы к применению синтетического гидроксиапатита в стоматологии, травматологии и хирургии. Биомедицинские технологии. Выпуск Б. 1996. - Москва. - С.27-32.

6. Кузнецова Е.Б., Дьякова C.B., Персии JI.C., Топольницкий О.З., Ульянов С.А. Фонографическое исследование области ВНЧС у детей с функционально-дистензионными заболеваниями и нормальной окклюзией Материалы Международного конгресса стоматологов. 17-18 октября 1997. - Тбилиси.С. 41-43.

7. Топольницкий О.З., Воложин А.И, Дьякова C.B., Ульянов С.А., Докторов A.A., Кузнецова Е.Б., Медведева Е.С.. Добавление гидроксиапола в пластмассу с целью усиления ее стимулирующих и остеоинтегративных свойств. Материалы Международного конгресса стоматологов. 17-18 октября 1997. - Тбилиси. С. 103-105.

8. Ульянов С.А., Топольницкий О.З., Дьякова C.B., Гунько Н.И., Медведева Е.С.. Выбор вида пластического материала при реконструктивных операциях на нижней челюстьи у детей и подростков. Материалы Международного конгресса стоматологов. 17-18 октября 1997.-Тбилиси. С. 106-108.

9. Топольницкий О.З., Воложин А.И., Докторов A.A., Курдюмов С.Г., Антонов E.H., Евсеев A.B., Марков М.А., Панченко В.Я., Попов В.К. Формирование биоактивных минерал-полимерных композитов методом лазерной стереолитографии. Оптическая техника №1 (13),1998. С.55-60.

Ю.Топольницкий О.З., Воложин А.И., Докторов A.A., Курдюмов С.Г., Антонов E.H., Евсеев A.B., Марков М.А., Панченко В .Я., Попов В.К. Формирование биоактивных минерал-полимерных композитов методом лазерной стереолитографии. Материалы VI международной конференции «Лазерные технологии 98». - Шатура, 1998. С.169.

П.Дьякова C.B., Топольницкий О.З., Ульянов С.А., Шорстов Я.В., Гунько Н.И. Осложнения при лечении вторичного деформирующего остеоартроза и

анкилоза височно-нижнечелюстного сустава (ВНЧС) у детей. Материалы IV международной конференции челюстно-лицевых хирургов и стоматологов. -Россия, Санкт-петербург, 23-25 июня 1999. С.58-59

12.Топольницкий О.З., Дьякова C.B., Ульянов С.А., Воложин А.И., Шорстов Я.В. Применение искусственной костной ткани при реконструктивно-восстановительных операциях на нижней челюсти у детей. Материалы Y международной конференции челюстно-лицевых хирургов и стоматологов. -Россия, Санкт-петербург, 30 мая -1 июня июня 2000. С.127.

13.Шорстов Я.В., Ульянов С.А., Топольницкий О.З., Гунько Н.И. Лечение гигантоклеточных новообразований челюстных костей у детей и подростков. Материалы V международной конференции челюстно-лицевых хирургов и стоматологов. - Россия, Санкт-петербург, 30 мая - 1 июня июня 2000. С. 156.

14.Рогинский В.В., Евсеев A.B., Коцюба Е.В., Попов В.К., Пасечников A.B., Иванов А.Л., Топольницкий О.З. Лазерная стереолитография - новый метод биомоделирования в черепно-челюстно-лицевой хирургии. Детская стоматология №1-2/(3,4)2000

15.Топольницкий О.З., Воложин А.И., Докторов A.A., Попов В.К., Евсееев A.B., Марков М.А., Панченко В~Я. Реакция костной ткани на имплантаты, изготовленные методом лазерной стереолитографии из акриловой фотополимеризующейся композиции. Материалы Международной научно-практической конференции «Достижения и перспективы стоматологии». -ММСИ, «Мораг-Экспо», Россия, 9-12 февраля, Москва, 1999

16.Topolnitsky 0.,Ulyanov S., Dyakova S., Volozhin A., Shorstov Ya.,Baklashova Y. "The use of a new biocomposite material polygap in childrens reconstructive surgery of the mandible". "Использование нового биокомпозитного материала ПолиГап при реконструкивных операциях на нижней челюсти у детей". Journal of Cranio Maxillofacial Surgery, Vol. 28, S. 3., p. 152. XVth Congress of the European Association for Cranio-Maxillofacial Surgery. 5-9 September 2000. Edinburgh International Conference Centre

17.Дьякова C.B., Ульянов C.A., Топольницкий О.З. Преемственность в комплексной реабилитации детей и подростков с врожденной и наследственной патологией челюстно-лицевой области. Материалы 3-го Международного симпозиума "Передовые технологии лечения на стыке веков". - Москва, 23-24 ноября 2000. С.43.

18.Панин М.Г., Иванов С.Ю., Топольницкий О.З., Орлов A.A. Применение композитных имплантатов при врожденных и приобретенных деформациях челюстей. Материалы 3-го Международного симпозиума "Передовые технологии лечения на стыке веков". - Москва, 23-24 ноября 2000. С.55-56.

19.Топольницкий О.З., Ульянов СЛ., Дьякова C.B., Рогинский В.В., Воложин А.И., Шорстов Я.В. Применение биокомпозитного материала «ПолиГап» при реконструкгивно-восстановительных операциях на нижней челюсти у детей. Материалы 3-го Международного симпозиума "Передовые технологии лечения на стыке веков". - Москва, 23-24 ноября 2000, С.161-163.

20.Дьякова C.B., Ульянов С.А., Топольницкий О.З. Методика расчета гиперкоррекции трансплантата в растущем организме. ММСИ.- М. 1996.11с.

21.Воложин А.И., Топольницкий О.З., Курдюмов С.Г., Докторов A.A. Улучшение остеоинтегративных свойств акриловой фотополимеризующейся композиции путем введения в нее гидроксипола// Новое в стоматологии.-1998. - т.

22.Топольницкий 0.3., Дьякова C.B., Ульянов С.А., Фролова А.И., Матюнин В.В. Применение биологических аллогенных трансплантатов при костной пластике нижней челюсти у детей. Москва, МГМСУ, 1999.26с.

23.Кузнецова Е.Б., Дьякова C.B., Топольницкий О.З. Функционально-дистензионные заболевания височно-нижнечелюстного сустава у детей и подростков с нормальной окклюзией (клиника, диагностика, лечение). Москва, МГМСУ, 2000. С. 22.

24.Roginsky V.V., Volozhin A.I., Topolnitsky O.Z., Popov V.K., Krasnov A.P. "Elimination of Mandible Defects in Children with the Use of Synthetic Biocomposite Material Poly-HAP Previously Exposed in CO Supercritical Medium " "Замещение дефектов нижней челюсти у детей с помощью синтетического биокомпозитного материала ПолиГАП, обработанного в сверхкритической среде С02"// J. Dent. Res. 80, Absracts, 2001,- Р.235

25.Ульянов С.А., Топольницкий О.З., Дьякова C.B., Воложин А.И., ШорстовЯ.В., Кузнецова Е.Б. Реконструктивно-восстановительные операции на нижней челюсти у детей и подростков с использованием различных эндопротезов. Сборник тезизов "Стоматология на пороге третьего тысячелетия". - Москва, 69 февраля 2001. С.483-484.

26.Рогинский В.В., Евсеев A.B., Коцюба Е.В., Попов В.К., Иванов А.Л., Сатанин Л.А., Топольницкий О.З. Стереолитографическое биомоделирование и компьютерное планирование в детской чкркпно-челюстно-лицевой хирургии. Материалы Российского научного форума с международным участием: «Стоматология нового тысячелетия». — Москва, февраль 2002. С.77-78.

27.Ульянов С.А., Топольницкий О.З., Фабелинская И.В., Суркин А.Ю., Арапов Н.С., Сметанников П.В. Комплексная реабилитация детей и подростков при врожденных и приобретенных деформациях челюстей. Материалы Российского научного форума с международным участием: «Стоматология нового тысячелетия». - Москва, февраль 2002. С.82-84.

28.Топольницкий О.З., Ульянов С.А., Латынин A.B. Полинаправленный компрессионно-дистракционный остеогенез нижней челюсти у детей. Материалы Российского научного форума с международным участием: «Стоматология нового тысячелетия». - Москва, февраль 2002. С.221-222.

29.Ульянов С.А., Хоссаин Махбуб, Дьякова C.B., Топольницкий О.З., Бабахин A.A., Дюбуске Л.М. Эндопротезирование височно-нижнечелюстных суставов (ВНЧС) у детей и подростков. Материалы Российского научного форума с международным участием: «Стоматология нового тысячелетия». - Москва, февраль 2002. С.228-229.

30.Топольницкий О.З., Ульянов С.А., Латынин A.B. "Компрессионно-дистракционный остеосинтез на нижней челюсти у детей " Труды IV Всероссийской конференции детских стоматологов «Стоматологическое здоровье ребенка» С.-Петербург 23-25 декабря 2001, с. 158-159

31.Дьякова C.B., Топольницкий О.З., Фабелинская И.В., Дорофеева Е.И., Суркин А.Ю., Арапов Н.С. "Оценка отдаленных результатов лечения врожденных пороков лица" Труды IV Всероссийской конференции детских стоматологов «Стоматологическое здоровье ребенка» С.-Петербург 23-25 декабря 2001, с. 169-171

32.Рогинский В.В., Евсеев A.B., Коцюба Е.В., Попов В.К., Иванов A.JL, Топольницкий О.З., Пасечников A.B. "Стереолитографическое биомоделирование в детской черепно-челюстно-лицевой хирургии" Труды IV Всероссийской конференции детских стоматологов «Стоматологическое здоровье ребенка» С.-Петербург 23-25 декабря 2001, с. 188-190