Автореферат и диссертация по медицине (14.00.21) на тему:Новое поколение биокомпозиционных остеопластических материалов (разработка, лабораторно-клиническое обоснование, клиническое внедрение)

На правах рукописи

ПАНИН АНДРЕЙ МИХАЙЛОВИЧ

УДК: 616.716.8-089.843.462

Новое поколение биокомпозиционных

остеопластических материалов (разработка, лабораторно-клиническое обоснование,клиническое внедрение)

14.00.21 - Стоматология

АФТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени доктора медицинских наук

Москва-2004

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

Научный консультант:

доктор медицинских наук, профессор Иванов Сергей Юрьевич

Официальные оппоненты:

доктор медицинских наук, профессор Кулаков Анатолий Алексеевич доктор медицинских наук, профессор Лепилин Александр Викторович доктор медицинских наук, профессор Дмитриева Лидия Александровна Ведущая организация: Институт повышения квалификации Федерального Управления «Медбиоэкстрем» при МЗСР России.

Защита состоится_2004_года в_часов на

заседании диссертационного совета Д 208.041.03 при ГОУ ВПО

«МГМСУ» МЗСР РФ (127006, Москва, ул. Долгоруковская, д.4.а).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Московского государственного медико-стоматологического университета (109021, Москва, ул. Вучетича, д. 10а).

Автореферат разослан_2004 года.

Ученый секретарь диссертационного Совета к.м.н., доцент

Н.В.Шарагин

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность исследования

Остеопластические материалы широко используются в стоматологии, челюстно-лицевой хирургии и травматологии. Среди этих материалов большой популярностью пользуются композиты из коллагена и кристаллического компонента, в первую очередь гидроксиапатита и трикальцийфосфата. При этом важная роль принадлежит свойствам минерального наполнителя, которые зависят от его химического состава источника получения и способа синтеза. В настоящее время в России широко применяется синтетический гидроксиапатит, производимый фирмами Полистом, Интермедапатит, Остим-100 и другими. Применяются также костные минералы, полученные, например, из костей животных и человеческих тканей, а также из кораллов.

Несмотря на многообразие остеопластических материалов различного содержания и свойств, на сегодняшний день среди них нельзя выделить «идеального» (Зуев В.П, 1996., Григорьян А.С.,2000-2001., Воложин А.И. 1995-2004, Кулаков А.А., 2003, Никитин А.А., 2002, Робустова Т.Г., 2003 Иванов С.Ю., 2003, CA.Babbush, 2001, D.M.Vassos., 2004) для использования в стоматологии и челюстно-лицевой хирургии.

Различия эффектов остеопластических материалов обусловлены разными свойствами минералов, а так же коллагенов различных типов. Однако большинство материалов не обладают прогнозируемыми и достаточно выраженными остеопластическими свойствами, особенно у пациентов со слабым репаративным остеогенезом, в силу наследственных или приобретенных качеств и в результате воздействия болезнетворных факторов.

В последние годы больше внимания уделяется веществам,

введенным в остеопластические композиции с целью усиления

построения костной ткани и ее минерализации. К таким веществам

относятся гликозаминогликаны, полученные из пяттиррй морских

ГОС. НАЦИОНАЛЬНАЯ БИБЛИОТЕКА СПетервт /

о» мо

животных, роговиц крупного рогатого скота, человеческих тканей и других источников. Сульфатированные гликозаминогликаны активно изучались (Е.В.Ларионов, А.Ф.Панасюк, 2000). Но до настоящего времени не было проведено сравнительного анализа остеопластических материалов различных по составу и происхождению, наиболее приемлемых по своим свойствам, для направленного репаративного остеогенеза. Исследования остеопластических материалов с остеоиндуктивными свойствами являются актуальным и перспективным направлением в стоматологии и челюстно-лицевой хирургии.

В то же время отсутствие на сегодняшний день комплекса оптимальных пластических материалов с остеоиндуктивным свойством определяет необходимость дальнейших исследований в этом перспективном направлении. Цель исследования:

Разработать, провести доклинические испытания и внедрить в клиническую практику комплекс новых биокомпозиционных, биорезорбируемых, гликозаминогликан содержащих остеопластических материалов, повышающих эффективность лечения пациентов с различными дефектами и деформациями челюстных костей.

Задачи исследования:

1. Провести сравнительный анализ влияния на клеточные культуры остеопластических материалов с различными типами коллагена, минеральным наполнением и сульфатированными гликозаминогликанами.

2. Разработать схемы применения биоматериалов нового поколения с остеоиндуктивными свойствами.

3. Провести качественный и количественный анализ тканевой реакции на имплантацию под кожу остеопластических материалов в эксперименте.

4. Изучить динамику репаративного процесса в костной ткани при имплантации в искусственна созданный дефект в эксперименте.

5. На основании экспериментальных данных провести апробирование в клинике и разработать показания к применению новых биокомпозиционных материалов. Научная новизна

Разработано и всесторонне изучено новое поколение отечественных биокомпозиционных остеопластических материалов с

остеоиндуктивными свойствами. Впервые выявлено влияние гликозаминогликан содержащих остеопластических материалов на поведение длительной культуры костного мозга декстеровского типа. Установлены как общие закономерности, так и различия во влиянии биокомпозиционных материалов с остеоиндуктивными свойствами на течение репаративных процессов в костной ткани в эксперименте.

Впервые, путем морфометрического исследования с балльной оценкой признаков, определена интенсивность и длительность реактивных процессов, определяющих особенности тканевой реакции на разные биоимплантаты.

Впервые, с помощью сравнительного анализа показано, что все изученные остеопластические материалы при их введении в костные дефекты способствуют осуществлению репаративного остеогенеза и созреванию новых костных структур.

Впервые определены показания к применению новых остеопластичеких материалов в различных клинических ситуациях и заложена основа для дальнейших исследований новых форм остеопластических материалов.. Практическая значимость

Разработан, всесторонне изучен и внедрен комплекс остеопластических материалов с остеоиндуктивными свойствами.

Остеопластические материалы Биоимплант, Биоматрикс, Алломатрикс-имплант применены в различных клинических ситуациях. Выработаны показания к применению этих материалов. Определено, что наиболее универсальным и предсказуемым материалом является Алломатрикс -имплант.

Намечены перспективы, развития и совершенствования материалов, в частности «Биоматрикса», который продемонстрировал возможность использования его в качестве. биорезорбируемой, разобщающей мембраны для создания оптимальных условий для регенерации костной ткани.

Материал Алломатрикс-имплант зарекомендовал себя с положительной' стороны при пародонтологических операциях. Выявленные свойства Алломатрикса-импланта позволили использовать его в качестве «носителя» клеток предшественников для создания наилучших свойств формируемой костной ткани.

Комплекс разработанных: с нашим участием остеопластических материалов, с усиленными остеоиндуктивными свойствами внедрен во многих клиниках и отделениях хирургической стоматологии и челюстно-лицевой хирургии.

Основные положения, выносимые на защиту

1. При подкожной имплантации материалов: Биоимпланта Биоматрикса Алломатрикса-импланта- и Биоматрикса-импланта в эксперименте возникает асептическое воспаление в окружающей клетчатке. В дальнейшем прорастают соединительной тканью, подвергаются клеточной резорбции и ферментативному лизису. Дистрофических или некротических изменений в окружающей имплантаты ткани не обнаруживается, что свидетельствует об отсутствии у них токсических свойств.

2. При имплантации под кожу остеопластических материалов, содержащийся в них коллаген и, в меньшей степени, гидроксиапатит резорбируются макрофагами и гигантскими клетками инородных тел с последующим замещением соединительной тканью, которая постепенно подвергается инволюции, с формированием на ее месте подкожной клетчатки.

3. Различия тканевой реакции на гидроксиапатит и коллагеновые материалы обусловлены их разной структурой и свойствами костного коллагена животного и человеческого происхождения. Биоматрикс,

содержащий коллаген из костей с\х животных, вызывает более выраженную и устойчивую воспалительную- реакцию Значительно меньшую степень воспалительной реакции вызывает Алломатрикс-имплант. Биоматрикс-имплант вызывает, по сравнению- с другими материалами,, наибольшую активизацию воспалительной реакции, которая отличается устойчивостью в динамике процесса.

4. Все использованные остеопластические материалы при их внесении в экспериментально воспроизведенные костные дефекты не препятствуют естественному репаративному остеогенезу, что выражается в раннем-построении и созревании новых костных структур.

5. Оптимальным остеопластическим материалом, по результатам экспериментального исследования, является Алломатрикс-имплант. Биоматрикс занимает по эффекту второе место среди трех, видов материалов. Наименее эффективным в качестве остеопластического материала является Биоматрикс-имплант.

6. Клинические исследования также продемонстрировали, что разработанные остеопластические материалы способствуют формированию костной- ткани при использовании в различных клинических ситуациях. Соблюдение условий остеопластики: наличие многостенного костного дефекта, отсутствие воспалительного процесса, хорошая фиксация материала и сочетание различных материалов между собой и с аутотрансплантатом, позволяет получать наилучшие результаты.

Внедрение результатов исследования

Результаты исследования внедрены в практику хирургического отделения клинико-диагностического центра ГОУ ВПО МГМСУ МЗ РФ.

Материалы диссертации используются в учебном процессе при чтении лекций, занятий со студентами на кафедре факультетской хирургической стоматологии имплантологии и слушателями ФПКС.

Апробация работы

Основные положения диссертации доложены на совместном заседании кафедры, факультетской хирургической стоматологии, кафедры патологической физиологии стомат. факультета кафедры

микробиологии 5.02.04; на конгрессе «Человек и лекарство» 7.04.03, на симпозиуме «Стоматология' XXI века». 15-16 мая 2003. Нижний Новгород, на международной, конференции «Современные проблемы имплантологии» 25-27 мая 2004., Саратов. Публикации

По теме диссертации опубликовано 22 научных работы, получен 1 патент на изобретение. Объем и структура диссертации

Диссертация изложена на 211 страницах и состоит из введения, обзора литературы, двух глав собственных исследований, обсуждения результатов, заключения, выводов и практических рекомендаций, списка литературы и приложения. Список литературы включает 193 работы, из них 80 отечественных и 113 иностранных. Работа иллюстрирована 6 графиками, 10 таблицами, 87 фотографиями и рисунками.

Содержание работы

Разработка новых остеопластических материалов На основе ранее синтезированных ООО «Коннектбиофарм» сульфатированных гликозамигликанов, разработан комплекс

остеопластических материалов для стоматологии и челюстно-лицевой хирургии. После отработки технологии получения составных элементов биокомпозиционных материалов, для дальнейших исследований были представлены следующие материалы:

Биоимплант на основе ксеноколлагена I и III типа, ксеногидроксиапатиа и сульфатированных гликозамингликанов (сГАГ). Биоматрикс на основе костного ксеноколлагена и сГАГ Алломатрикс -имплант на основе костного аллоколагена и ксено сГАГ.

Биоматрикс-имплант на основе костного ксеногидроксиапатита

Экспериментальное исследование остеопластических материалов

Изучение свойств биокомпозиционных материалов на модели длительных культур костного мозга

Разработка и создание композитных остеопластических материалов для заполнения костных дефектов и способствующих процессам регенерации кости, является одной из актуальных проблем современной стоматологии и челюстно-лицевой хирургии. Дальнейший прогресс в этой области связан с развитием высоких технологий получения материалов, а также с разработкой новых совершенных моделей для отбора наиболее перспективных составов композитов.

Среди этих моделей особое внимание заслуживает метод длительного культивирования костного мозга, который позволяет поддерживать кроветворение вне организма в течение нескольких месяцев, с сохранением всех основных линий дифференцировки кроветворных и остеогенных клеток, включая стволовые клетки (Dexter Т. М., 1979). Функцию гемопоэзиндуцирующего микроокружения в таких культурах осуществляет слой прилипающих клеток, содержащий ретикулярные клетки, фибробласты, эпителиальные клетки, макрофаги и жировые клетки, причем стромальные фибробласты адгезирующего слоя обладают способностью к остеогенезу. Перспективность использования культур костного мозга для оценки свойств имплантатов обусловлена тем, что костная ткань и костный мозг онтогенетически связаны между собой, находятся под контролем родственных белковых регуляторов и оказывают взаимное влияние.

Целью настоящего раздела исследования явилось изучение свойств, разработанных с нашим, участием различных остеопластических материалов, применяемых в остеопластике, при оценке процессов костномозгового кроветворения на модели длительных культур костного мозга.

На основании проведенных экспериментов по изучению изменений числа стромальных и кроветворных клеток, развивающихся на имплантатах в условиях культивирования в течение 4-недель, было установлено, что все изученные имплантаты не вызывали отрицательных реакций и не ингибировали рост клеток костного мозга.

Проведено изучение количества и морфологического состава клеток костного мозга, снятых с имплантатов трех видов, при культивировании в длительных культурах костного мозга в течение 28 суток.

Установлено, что в длительных культурах костного мозга на исследуемых имплантатах происходит развитие стромальных и кроветворных клеток, и идут процессы формирования нормального кроветворного микроокружения, обеспечивающего полноценное кроветворение.

Данные по содержанию различных клеточных популяций на имплантатах представлены в таблице № 1., из которой видно, что с возрастанием времени культивирования процентное содержание стромальных. и кроветворных клеток изменялось незначительно. Так, если через 2 недели культивирования содержание стромальных клеток на имплантатах Биоматрикс-имплант и Алломатрикс-имплант соответственно составляло 60% и 45%, то через 4 недели доля стромальных клеток была соответственно 41 % и 32%.

В таблице № 2. представлены данные по общему содержанию и числу стромальных и кроветворных клеток на имплантатах, выраженные в абсолютных значениях. Эти данные получены расчетным путем, на основании экспериментальных значений общего содержания клеток на одном имплантате и процентного содержания стромальных и кроветворных клеток в мазках. Для имплантатов Биоматрикс-имплант и Алломатрикс-имплант наблюдается некоторое увеличение общего числа клеток и возрастание содержания кроветворных клеток через 4 недели культивирования по сравнению с 2 неделями.

Таблица № 1

Содержание (в %) различных клеточных популяций на имплантатах Бноматрикоимплант, Алломатрикс-имплант и Биоматрикс при культивировании в длительных культурах костного

мозга в течение 28 суток.

Сроки исслед ования Популяции клеток Образцы имплантатов •

Биоматрикс-имплант Ашюматрикс -имплант Биоматри КС

14 суток Стромальныс 60% 45%

Среди них: макрофаги 1% 2%

ретикулярные 44% 36%

фибробластоподобные 15% 7%

Кроветворные 40% 55%

Среди них: молодые гранулоциты 18% 18%

зрелые гранулоциты 22% 37%

28 суток Стромальныс 41% 32% 62%

Среди них: макрофаги 1% ' 1% 1%

ретикулярные 28% 21% 58%

фибробластоподобные 12% 10% 3%

Кроветворные 59% 68% 38%

Среди них: молодые гранулоциты 8% 14% 12%

зрелые гранулоциты 51% 54% 26%

Таблица № 2

Изменения общего числа клеток, а также количества стромальных и кроветворных клеток на имплантатах Биоматрикс-имплант, Алломатрякс-имплант и Биоматрикс в различные сроки культивирования в длительных культурах костного мозга

Сроки исследован ия Число клеток Х103 на 1 см2 Образцы имплантатов.

Биоматрикс-имплант- Алломатрикс-имплант Биоматрикс

14 суток Общее число клеток 70,0±4,4 128,0±7,4 *

Стромальные 42,0±2,6 57,6±33 *

Кроветворные 28,0±1,8 70,4±4,1 *

28 суток Общее число клеток 87,1±5,3 159,5*12,8 • 154,9±13,2»

Стромальные 35,7±2,2 51,0±4,1 * 96,0±8,2 "

Кроветворные 51,4*3,1 108,5±8,7 * 58,9±5,0 **

* - достоверно при р < 0, 0 5, по сравнению с имплантатами Биоматрикс-имплант. ** - достоверно при р < 0, 0 5, по сравнению с имплантатами Алломатрикс-

имплант.

Общее число клеток на имплантатах увеличивалось со временем культивирования. Так, если через 2 недели культивирования общее число клеток на 1 см2 имплантата Биоматрикс-имплант и Алломатрикс-имплант составляет 70,0 х 103 и 128,0 х 103 клеток, то через 4 недели общее содержание клеток возрастает до 87,1 х 103 и 159,5 х 103 клеток, соответственно. На имплантатах Биоматрикс также хорошо поддерживался гемопоэз, что видно как по общему количеству клеток, так и по содержанию молодых и зрелых гранулоцитов через 4 недели культивирования. Так, через 4 недели культивирования общее количество клеток на имплантатах Биоматрикс составляло 154,9 х 103 клеток, а количество кроветворных клеток составляло 58,9 х 103 клеток. Следует отметить, что при сходном общем числе клеток на имплантатах Алломатрикс-имплант и Биоматрикс отмечались различия в количестве стромальных и кроветворных клеток.

Большее содержание клеток на имплантатах Алломатрикс-имплант и Биоматрикс по сравнению с имплантатами Биоматрикс-имплант возможно связано с тем, что в их составе имеется коллаген, а также наличием в их составе костных сульфатированных гликозаминогликанов, которые могут оказывать стимулирующее влияние на кроветворение.

На рисунках 1-3 представлены результаты оценки общего числа клеток и содержания стромальных и кроветворных клеток на имплантатах Биоматрикс-имплант, Алломатрикс-имплант и Биоматрикс, выраженные в абсолютных значениях.

Рис.1. Изменения общего содержания клеток на имплантатах Биоматрикс -имплант (1), Алломатрикс-имплант (2) и Биоматрикс (3), в течение 28 суток культивирования в длительных культурах костного мозга. По оси ординат - число клеток х 103; по оси абсцисс - время культивирования.

2

4 недели

Рис. 3. Изменения содержания кроветворных клеток на имплантатах Биоматрикс-имплант (1), Алломатрикс-имплант (2) и Биоматрикс (3), в течение 28 суток культивирования в длительных культурах костного мозга.

На основании проведенных.экспериментов по оценке морфологии стромальных и кроветворных клеток, развивающихся на имплантатах в условиях культивирования в течение 4 недель в длительных культурах костного мозга можно сделать следующее заключение:

1.При культивировании в длительных культурах костного мозга на имплантатах происходят процессы нормального кроветворения. На протяжении 4 недель культивирования на исследованных имплантатах развиваются стромальные и кроветворные клетки.

2. Отмечаются различия в выраженности процессов кроветворения на различных образцах имплантатов, как по динамике общего содержания клеток, так и по содержанию стромальных и кроветворных клеток в течение 4 недель культивирования. При добавлении в материал имплантатов различных факторов, стимулирующих остеогенез, отмечается увеличение общего числа клеток и возрастание абсолютных значений стромальных и кроветворных клеток.

3.Наиболее эффективное кровгтворение наблюдается при использовании материала Алломатрикс-имплант, что обусловлено наличием в нем человеческого коллагена и сульфатированных гликозамингликанов. На имплантатах Биоматрикс-имплант стромальные и кроветворные клетки растут медленнее, чем на других имплантатах, что связано с отсутствием в этом материале коллагена и сульфатированных ГАГ.

Морфологическое изучение тканевой реакции на подкожную имплантацию остеопластических биоматериалов 3 СУТОКПОСЛЕ ИМПЛАНТАЦИИ

В первой группе опытов, где животным был имплантирован Биоимплант, материал состоит из нескольких ингредиентов: 1) крупных фрагментов коллагена, окрашивающихся гематоксилином и эозином базофильно, пикрофуксином по Ван-Гизону ярко фуксинофильно, при окраске толуидиновым синим - метахроматично, что связано с адсорбцией сульфатированных ГАГ на коллагене; 2) бесцветных кристаллов и частиц гидроксиапатита (ГАТТ), дающих анизотропию при

исследовании в поляризационном микроскопе; 3) мелких, сильно метахроматичных гранул сульфатированных ГАГ. Четкая капсула вокруг имплантата на этот срок еще не формируется. В жировой клетчатке вокруг имплантата отмечается умеренный отек, слабая инфильтрация нейтрофильными лейкоцитами и макрофагами. В цитоплазме последних иногда видны мелкие гранулы фагоцитированного ГАП. Начинается еще незначительная пролиферация фибробластов, имеющих веретеновидную форму и цитоплазму богатую РНК. Появляются отдельные новообразованные капилляры, размножающиеся почкованием из предсуществующих.

Внутрь имплантата фибробласты и сосуды не прорастают, но внутри его выявляются в умеренном количестве фибрин, гемолизированные эритроциты, нейтрофилы и макрофаги, окружающие фрагменты имплантата (в особенности коллагена). Все это свидетельствует о слабо выраженном асептическом воспалении вокруг имплантата, как первоначальной тканевой реакции на него.

Во второй группе, где был имплантирован Биоматрикс, он представляет собой измельченную костную ткань (фрагменты костных балок). Балки полностью лишены клеточных элементов (остеоцитов), но коллагеновая структура сохранена. Между фрагментами костных балок располагается рыхлая сеть фибрина с гемолизированными эритроцитами и немногочисленными нейтрофилами, часть из которых находится в состоянии распада. Местами скопление нейтрофилов увеличивается.

Вокруг имплантата отмечается асептическая воспалительная реакция, более выраженная, чем в предыдущей группе вокруг Биоимпланта: отек и инфильтрация ткани нейтрофильными лейкоцитами, макрофагами и плазматическими клетками. Преобладают макрофагальные элементы. Отмечается также пролиферация фибробластов, формирующих небольшие тяжи, и новообразование сосудов. Образуются очаги незрелой грануляционной ткани, из которой начинает формироваться соединительно-тканная капсула. Активность воспалительной инфильтрации и пролиферации фибробластов вокруг

имплантата выражена сильнее, чем в предыдущей группе. В окружающей клетчатке также отмечается очаговая нейтрофильно-макрофагальная инфильтрация с увеличением содержания тучных клеток.

В третьей группе с имплантацией Алломатрикса-импланта у части животных материал представляет собой разрозненные фрагменты костной ткани, расположенные в жировой клетчатке. Костные балки этой ткани лишены клеток, окрашиваются по Ван-Гизону фуксинофильно, а гематоксилином и эозином эозинофильно. По структуре и красочным свойствам они не отличаются от Биоматрикса. Отличием является очень слабая реакция окружающей ткани на имплантат: каждый фрагмент окружен сравнительно небольшим количеством клеточных элементов, в основном макрофагов с примесью нейтрофилов. Вокруг каждого фрагмента наблюдается слабо выраженная пролиферация фибробластов.

В четвертой группе, при имплантации Биоматрикса-импланта, он представляет собой мелкие кристаллические частички ГА, образующие скопления различной величины и плотности. Между этими скоплениями видны элементы фибрина, нейтрофильные лейкоциты и макрофаги, при чем преобладают нейтрофилы. Вокруг общего конгломерата скоплений отмечается нейтрофильная инфильтрация, макрофагальная реакция и отек ткани. Следует отметить, что воспалительная реакция вокруг имплантата в этой группе больше, чем в других группах опыта. Наблюдается также пролиферация фибробластов и образование сосудов с началом формированием соединительно-тканной капсулы.

Таким образом, на 3 сутки после имплантации всех использованных биоматериалов, в ткани выявляются такие признаки тканевой реакции как асептическое воспаление, макрофагальная реакция и начинающаяся макрофагальная резорбция биоматериала, фибробластическая реакция и новообразование сосудов вокруг имплантата с началом формирования соединительно-тканной капсулы и прорастанием грануляционной ткани в имплантат.

21СУТКИПОСЛЕИМПЛАНТАЦИИ

В первой группе (Биоимплант) На месте имплантата восстанавливается жировая клетчатка, в которой видны лишь небольшие участки фиброзной ткани. В центре этой ткани остаются небольшие фрагменты коллагена и немногочисленные, столь же небольшие по размеру скопления ГАП. Эти фрагменты и скопления окружены крупными макрофагальными клетками, резорбирующими этот материал. В окружающей ткани воспалительная инфильтрация практически отсутствует. Видны лишь немногочисленные макрофаги с частицами ГАП.

Во второй группе (Биоматрикс) На месте имплантата восстановлена жировая клетчатка с участками фиброза. Там же видны фрагменты костного коллагена, общее их количество значительно уменьшается по сравнению с предыдущим сроком, размеры их так же уменьшаются, они разволокняются. Многие фрагменты окружены большим количеством макрофагов с примесью гигантских клеток, которые осуществляют резорбцию коллагена. Таким образом, на это срок резорбция коллагена резко усиливается по сравнению с предыдущим сроком, воспалительная инфильтрация уменьшается, а у некоторых животных исчезает полностью, исходная структура подкожной клетчатки частично восстанавливается. Воспалительная инфильтрация снижается с прошлыми сроками.

В третьей группе (Алломатрикс-имплант) Имплантат сохраняется лучше, чем в предыдущей группе вследствие более медленной резорбции человеческого коллагена Видны фрагменты коллагена однако их макрофагальная резорбция выражена слабее, чем в предыдущей группе. Фиброзированная коллагеновая ткань, которая заполняла пространство между коллагеновыми фрагментами в предыдущей срок, в результате обратного развития коллагеновой ткани, превращается в рыхлую клетчатку, хотя и в не такой степени, как в предыдущей группе.

В четвертой группе (Биоматрикс-имплант) На месте имплантата видны скопления частиц ГАП, окруженные тонкой соединительно-

тканной микрокапсулой. Между скоплениями ГАП видна рыхлая соединительная ткань. Она более зрелая, чем в предыдущей срок, и с меньшей степенью воспалительной инфильтрации. Восстановления жировой клетчатки не происходит. Общее содержание скоплений ГАП уменьшается за счет макрофагальной резорбции, которая, однако, происходит медленнее, чем в предыдущих группах.

Таким образом, через 21 сутки после имплантации в некоторых группах имплантаты большой частью резорбированы, соединительная ткань подвергается частично инволюции, а подкожная клетчатка на месте имплантации восстанавливается. Эти процессы имеют разную интенсивность в опытных группах.

2МЕСЯЦА ПОСЛЕИМПЛАНТАЦИИ

В первой группе (Биоимплант) На месте имплантата структура жировой клетчатки в основном восстановлена. Остаются лишь сравнительно (небольшие участки, где видны скопления частиц ГАП и фрагменты коллагена, разделенные на более мелкие фрагменты. Скопления ГАП окружены муфтами из макрофагов с примесью гигантских клеток. Фрагменты коллагена окружены тонкой капсулой и макрофагами, но последние обнаруживаются в меньшем количестве, чем вокруг ГАП. Видны также отдельные гранулемы инородных тел, в центре которых. находятся небольшие фрагменты коллагена, либо скопления ГАП. Таким образом, на этот срок структура подкожной клетчатки восстанавливается, но остаются еще в небольшом количестве фрагменты имплантата.

Во второй группе (Биоматрикс) У всех животных на месте имплантации коллагенового материала не обнаружено. В жировой клетчатке встречаются лишь небольшие фиброзные утолщения и слабая очаговая лимфо-макрофагальная инфильтрация. Это свидетельствует о том, что к двухмесячному сроку костный коллаген животного происхождения полностью резорбирован, а структура клетчатки восстановилась.

В третьей группе (Алломатрикс-имплант) Среди жировой клетчатки, в отличие от предыдущей группы, видны отдельные фрагменты костного коллагена, окруженные макрофагами и многоядерными гигантскими клетками. В этой группе макрофагальная резорбция усиливается, по сравнению с предыдущим сроком, однако значительно запаздывает, по сравнению с животным коллагеном. Это говорит о том, что человеческий коллаген, в силу меньшей иммуногенности, вызывает более слабую тканевую реакцию при имплантации значительно медленнее подвергается резорбции и лизису, дольше оставаясь в ткани.

В четвертой группе (Биоматрикс-имплант) у одних животных ГАП практически полностью резорбирован, а на месте имплантата сформировалась жировая клетчатка.

У других животных жировая клетчатка так же восстановилась, но в ней видны отдельные крупные скопления ГА, окруженные тонкой микрокапсулой. Мелкие скопления кристаллов отсутствуют (резорбированы). Воспалительная реакция клетчатки на этот срок не отмечается.

Таким образом, морфологическое исследование с использованием гистологических и гистохимических методов позволило изучить: структурные особенности четырех типов биоматериалов в динамике их разрушения, а также тканевую реакцию при подкожной имплантации этих материалов.

Установлено, что тканевая реакция при подкожной имплантации этих биоматериалов имеет общие черты и особенности Все четыре изученных биоматериала относятся к типу пористых, прорастающих соединительной тканью и рассасывающихся под влиянием клеточной резорбции и ферментативного лизиса материалов, что определило общую. динамику тканевой реакции. Показано, что клеточные элементы (нейтрофилы, макрофаги, фибробласты. и др.) проникают внутрь имплантата, формируя грануляционную ткань, а затем более зрелую фиброзную соединительную ткань, прорастающую в поры материала

заполняя пространство между структурными элементами. Одновременно происходит клеточная резорбция коллагена и, в меньшей степени, гидроксиапатита, - макрофагами и гигантскими клетками инородных тел.

По мере рассасывания имплантата, он все больше замещается соединительной тканью, которая с третьей недели после имплантации постепенно подвергается инволюции, и в месте имплантации восстанавливается структура подкожной клетчатки. Интенсивность и длительность этих процессов определяет особенности тканевой реакции на биоимплантаты.

Результаты балльной оценки морфологических признаков, характеризующих эти процессы и анализ общих морфологических изменений в процессе взаимодействия имплантата и организма позволили выявить определенные особенности при имплантации изучаемых биоматериалов.

1.Биоимплант вызывает сравнительно слабую и постепенно уменьшающуюся воспалительную реакцию в окружающей имплантат ткани. К концу опыта часть этого биоматериала еще остается.

2. Биоматрикс вызывает более выраженную и устойчивую воспалительную реакцию. Воспалительный процесс до 14-ти суток тормозит созревание и фиброзирование грануляционной ткани, хотя прорастание ее вглубь имплантата происходит более интенсивно, чем в первой группе вследствие резорбции коллагена.

Уменьшение объема имплантата происходит как за счет клеточной (в основном, макрофагальной) резорбции, так и вследствие лизиса коллагена под влиянием коллагенолитических ферментов (коллагеназы, катепсина, металлопротеиназ), которые вырабатываются нейтрофилами и макрофагами. Через 2 месяца на материал не выявляется.

3. Алломатрикс-имплант отличается от Биоматрикса значительно меньшей степенью воспалительной реакции. Восстановление исходной структуры клетчатки в этой группе запаздывает по сравнению с группой Биоматрикса.

4. Биоматрикс-имплант, состоящий только из гидроксиапатита, вызывает наибольшую активизацию воспалительной реакции и ее устойчивость в динамике процесса Присутствие ГАП в ткани постоянно поддерживает умеренное асептическое воспаление.

Воздействие различных видов имплантационного материала на течение регенераторных процессов в экспериментально воспроизведенных костных дефектах

В опытах на крысах наблюдали течение костно-репаративных процессов при внесении в стандартные костные дефекты воспроизведенные в дистальных эпифизах бедренных костей исследуемых имплантационных материалов.

Первая группа (Биоимплант). Через 15 суток после подсадки в дефект Биоимпланта, костный дефект на значительных территориях был заполнен клеточно-волокнистой соединительной тканью. Довольно часто в ней можно было видеть микрополости окаймленные уплотнениями основного вещества содержащими поясок из фибробластических элементов и тонких ретикулярных, а так же коллагеновых волоконец.

По направлению в глубь дефекта обнаруживались признаки построения нового костного вещества. Новообразованные костные структуры были представлены отложениями остеоидного вещества, а местами трабекулами фиброзного типа: В некоторых зонах наблюдались признаки резорбтивных изменений, в частности обнаруживались гигантские многоядерные остеокласты.

Превалирующим элементом регенерата в костном дефекте, как правило, повсюду оставалась клеточно-волокнистая, местами хорошо фибриллизированная, соединительная ткань, включающая в себя частицы подсаженного материала.

Через 30 суток после внесении Биоимпланта, в дефекте отмечалось интенсивное новообразование костной ткани. Регенерат запаивал частицы подсаженного композита, которые были представлены пустотами в кости, заполненными зернистым веществом и

микрочастицами, по-видимому, остатками коллагена входящего в состав биоматериала.

Через 60 суток наблюдений в регенерате начинали преобладать костные структуры, хотя и в эти сроки в области входа в дефект отмечались территории сохранившие черты соединительно-тканного субстрата. Костный регенерат подвергался постепенному созреванию, в глубине дефекта он оказывался спаянным с материнской костью. Здесь его вещество приобретало пластинчатый характер, кнаружи матрикс костных балок оставался еще фиброзным.

Лишь на 90-е сутки наблюдений костное вещество регенерата обнаруживало склонность к формированию отдельных остеонных структур.

Структура и тинкториальные свойства новообразованного костного вещества не претерпевали существенных изменений и соответствовали характеристикам, присущим костному регенерату, развивающемуся на сроки 60 - 90 суток.

Вторая группа (Биоматрикс). Через 15 суток после начала опытов, в бедренной кости, в области эпифиза обнаруживался костный дефект большей частью заполненный клеточно-волокнистой соединительной тканью. В более глубоких отделах дефекта в составе фибриллярной компоненты регенерата преобладали коллагеновые волокна. Клеточные элементы были представлены главным образом фибробластами.У входа в дефект клеточность регенерата была несколько повышенной за счет примесей к фибробластам таких клеток, как макрофаги и изредка эозинофилов.

Основным и специфическим структурным элементом в костных дефектах являлись структуры, соответствующие материалу имплантата, имеющему вид костеподобных трабекулярных структур, в которых местами отчетливо проявляло себя волокнистое строение его матрикса

Врастание клеточно-волокнистой соединительной ткани между структурами имплантата и развитие интенсивной гигантоклеточной реакции характеризовало в указанные сроки наблюдений состояние

тканевого комплекса в области дефекта как активный пролиферативно-реактивный процесс воссоздания остеогенной ткани. При этом появление гигантских многоядерных клеток мы расценивали как остеокластическую реакцию на подсаженный костный матрикс.

Следует заметить, что в этой группе наблюдений уже на 15 сутки опыта отмечалось чрезвычайно активное новообразование костного вещества причем как правило имело место отложение остеоидных депозитов и юных костных трабекул непосредственно на структуры имплантата

Третья группа (Алломатрикс-имплант)

Как показало гистологическое исследование тканевого материала, на 15 сутки эксперимента в костных дефектах обнаруживались значительные по занимаемой площади депозиты подсаженнного материала. Он имел вид костеподобного вещества, местами в нем определялись тени костных телец, естественно, клеточных элементов в них не было. В целом, Алломатрикс-имплант имел вид безостеоцитной костной ткани. При больших увеличениях отчетливо было видно пластинчатое строение его вещества. Вокруг фрагментов Алломатрикса-импланта располагались поля клеточно-волокнистой соединительной ткани регенерата.

Однако действительно выраженным остеогенетический процесс становился к 30 суткам опыта. Интересно, что значительной степени при этом достигало образование хондроидной ткани, причем нередко можно было наблюдать отложение значительных его депозитов

непосредственно на фрагментах Алломатрикса-импланта.

На 60 сутки опыта костный регенерат уплотнялся, начиналась активная вторичная перестройка его структур. Наряду с продолжающимся интенсивным новообразованием костного вещества, наблюдались явления его резорбции при участии гигантских многоядерных остеокластов.

К 90 суткам процесс созревания и компактизации костных структур в регенерате приводил местами к образованию обширных неправильной формы полей компактизировавшей костной ткани, кое-где включающей в себя остатки Алломатрикса-импланта имеющие вид микрофрагментов бесструктурного вещества.

Четвертая группа (Биоматрикс-имплант)

Через 15 суток после начала эксперимента в исследуемом материале обнаруживался дефект кости, заполненный клеточно-волокнистой соединительной тканью, в которой можно было видеть большое количество костных отломков и включений фрагментов Биоматрикса-импланта как правило заключенных в микрополости. Вещество самого Биоматрикса-импланта почти не определялось, так как гидроксиапатит растворялся в процессе декальцинации. Нередко рядом с описанными-включениями можно было видеть гигантские многоядерные клетки. Остеогенетические процессы выражались в образовании некоторого количества остеоидного вещества и отдельных трабекулярных широко петлистых систем из фиброзных костных балочек.

Через 30 суток в дефекте отмечалась активизация костеобразовательного процесса. В новообразованной костной ткани преобладали широкопетлистые, а местами узкопетлистые трабекулярные структуры. Костное вещество имело кое-где остеоидное, а в большинстве полей зрения - грубоволокнистое строение. Лишь вблизи от материнской кости отмечалось созревание костного вещества которое выражалось в утолщении костных балок и появлении у самого края материнской кости участков, где костный матрикс имел пластинчатое строение.

Фрагменты Биоматрикса-импланта, как правило, запаивались в новообразованное костное вещество, где они были представлены пустотами, иногда с еле заметной вуалью, типичной для растворенного ГАП.

Через 60 суток опыта продолжалась дальнейшее новообразование и вторичная, перестройка структур костного регенерата. В отдельных

участках процесс созревания в глубине костной мозоли приводил к появлению остеонных систем.

К 90-суткам костный дефект в большей своей части был занят новообразованной костной тканью, в значительной мере подвергшейся хотя и неполному, но созреванию. В наружной части дефекта сохранялись поверхностные участки фиброзной соединительной ткани, так что полного восстановления целостности кости не происходило.

Таким образом, после проведенных гисто-морфологических исследований было сделано следующее заключение:

В «четырёх группах опытов, материалы Биоимплант, Биоматрикс, Алломарикс-имплант Биоматрикс-имплант, вызывали в области подсадки примерно однотипные реакции, результатом которых являлось образование в костных дефектах клеточно-волокнистой ткани. Как правило, вокруг фрагментов» подсаженого материала развивалась локальная реакция капсулообразования, зачастую наблюдались очаговые лимфомакрофагальные инфильтраты, нередко можно было видеть гигантские многоядерные клетки. В тоже время уже на 15-е сутки эксперимента наблюдались признаки различной степени- выражености костеобразовательной активности. В сроки от 30 до 90 суток происходило замещение костных дефектов новообразованной костной тканью. При этом проявляла себя еще одна общая характеристика изученных биоматериалов: их способность к остеоинтеграции, которая особенно ярко проявлялась на поздние сроки, когда набюдалось замуровывание фрагментов подсаженого материала в новообразованное костное вещество. Особо следует указать на довольно ранее появление признаков репаративного остеогенеза, что свидетельствует о высокой остеопотентности костных субстратов. Общая характеристика клинических исследований. После получения разрешения на клиническое использование, исследуемые остеопластические материалы были применены в клинике. С 1999 по 2004 год остеопластические материалы использованы у 403 пациентов.

Учитывая, что Биоматрикс-имплант при экспериментальных исследованиях показал наименее положительные результаты, т.е.

практически не отличался от известных формтидроксиапатита решено этот материал в клинические исследования не включать.

Каждый из исследуемых материалов применялся в схожих клинических условиях, для того чтобы определить наилучшие остеоиндуктивные свойства и установить показания к применению.

Качественные и количественные показатели сформированной костной ткани оценивались в клинике и рентгенологически. За основу были приняты условные понятия заполняемости объема сформированной костной ткани. (Ф.Ренуар, Б.Ренгарт 1999)

«Необходимый объем» - это минимальное количество - костной ткани, требуемое для установки имплантата, который может функционировать в данной клинической ситуации. Этот параметр является не анатомическим, а скорее имеет теоретическую ценность

«Полезный объем» костной ткани - это количество кости, которое должно быть задействовано в данной клинической ситуации, для обеспечения - адекватного протезирования. Объективно полезный объем можно выявить с помощью- компьютерной томографии или рентгенологического исследования.

Под «доступным объемом» кости понимают общий объем костной' ткани, в которой теоретически можно установить имплантат в определенной области. Этот параметр можно определить с помощью компьютерной томографии и рентгеновского исследования.

Исходя из клинического опыта и литературных данных, можно с уверенностью сказать, что чаще приходится сталкиваться с ситуацией, когда имеется только «необходимый объем» костной ткани. Поэтому стремление создать наиболее оптимальный объем кости, пригодный для дальнейшего лечения остается актуальным.

Исследуемые остеопластические материалы были применены в различных клинических ситуациях. Мы старались отойти от стериотипного заполнения кистозных полостей при цистэктомии или устранения дефекта кости после сложного удаления третьего моляра. Были предусмотрены

более сложные условия и операции, которые по нашему мнению, наиболее полно должны были раскрыть свойства созданных биоматериалов.

Были отмечены общие положительные свойства всех исследуемых материалов. В качестве положительного свойства, можно отметить незначительную реакцию окружающих мягких тканей при внедрении всех исследуемых материалов. Это определялось в минимальном послеоперационном отеке, отсутствии гиперемии и болевой реакции. Редкие, единичные случаи послеоперационных воспалительных осложнений связаны, на наш взгляд, со сложными условиями использования или погрешностями в хирургическом вмешательстве. В тоже время, не всегда сформированная в «полезном» или «доступном» объеме костная ткань, отражала степень сложности клинической ситуации и предел возможности исследуемого класса остеопластических материалов.

К положительным клиническим признакам можно отнести высокую степень «предсказуемости» действия биоматериалов исследуемой группы.

Важным свойством остеопластического материала считается его «доступность» использования при различных стоматологических хирургических вмешательствах. Группа исследуемых материалов полностью соответствовала предъявляемым требованиям. Все материалы легко заполняли костную рану. Структура материалов позволяла легко формировать их в костной полости и сочетать между собой и с аутотрансплантатами.

Более детальное отражение клинических впечатлений описано в следующем разделе.

Клиническое использование остеопластического материала Биоимплант

Материал Биоимплант использовался для замещения дефектов гльвеолярной кости различного происхождения. Биоимплант при внесении в костную рану пропитывался кровью или физиологическим раствором. При этом была отмечена не стойкость материала при инструментальном

воздействии. Гранулы быстро разрушались и их затруднительно было вносить в рану. Однако в самой ране материал легко и пластично распределялся. Плотно распределяя Биоимплант по костной полости, мы оставляли около 20% объема для оттока жидкости в первую фазу раневого процесса.

Распределение пациентов по клиническим вариантам использования и эффективности остеопластического материала Биоимплант представлено в таблице № 3. Таблица № 3

Клинические варианты использования материала Биоимплант Кол-во пациентов Заполненный объем дефекта после восстановления (по клинико-рентгеиологическому состоянию) (кол-во случаев)

| необходимый полезный 1 доступный осложнения

Нет роста костпой ткани нагноение

Радикулярная киста 82 44 38 0 0 4

Дефект и деформация альвеолярного отростка верхней челюсти 42 35 7 0 0 0

Дефект и деформация альвеолярной части нижней челюсти 15 10 0 0 5 0

Дефект костной ткани, окружаюрщей зуб или имилантат 25 10 5 0 15 0

ИТОГО: 164 99 61 0 27 4

Положительное использование материала «Биоимплант», при закрытии дефектов кости, возникающих после операции цистэктомии показано в работе Журули Г.Н. (2001). В наших исследованиях мы. подтвердили этот положительный опыт. Однако следует отметить большое количество случаев восстановления объема костной ткани до уровня «необходимого» - (99 случаев;61%). Это, по-видимому, может быть связано с наличием многостенного костного дефекта, отсутствием гнойного воспалительного процесса во время операции и остеоиндуктивными свойствами самого материала. Сходные количественные данные полученного «полезного» объема костной ткани можно объяснить теме же причинами. В имеющихся оптимальных естественных условиях Биоимплант проявляет лучшие свои качества, способствуя формированию полноценной костной ткани.

Самостоятельное применение Биоимпланта при операции «Синуслифтинг» не нашло своего применения, т.к. несмотря на соблюдение методики операции, предел возможности Биоимпланта не позволяет предсказуемо создавать «полезный» объем ткани. Объем формируемой кости уменьшается примерно на 1\2 от запланированного. И даже в комбинированном варианте использования Биоимпланта с аутотрансплантатом, далеко не всегда есть возможность создать запланированный объем полноценной костной ткани.

Клиническое использование остеопластического материала Биоматрикс

Полученные при экспериментальных исследованиях данные о положительных свойствах Биоматрикса позволили применить этот остеопластический материал в различных клинических ситуациях.

Перед использованием, во время операции материал помещался в стерильный физиологический раствор примерно на 15 минут. После набухания Биоматрикс принимал вид эластичной губки. Материал легко поддается обработке скальпелем или ножницами. В костной полости материал хорошо распределяется, однако иногда требует дополнительной фиксации швами. Наилучшего результата можно было получить при

комбинации материала Биоматрикс с другими материалами исследуемой группы и аутотрансплантатом. Распределение пациентов по клиническим -вариантам использования и эффективности остеопластического материала Биоматрикс представлены в таблице № 4 Таблица № 4

Клинические варианты Использования материала Биоматрикс Кол-во пациентов Заполненный объем дефекта > после восстановления (по клинико-рентгенологическому состоянию) (кол-во случаев

необходимый полезный доступный осложнения

Нет роста костной ткани нагноение

Радикулярная киста 32 12 9 11 0 0

Дефект и деформация альвеолярного отростка верхней чел» 37 12 16 7 2 0

Дефект и дефор альвеолярной части нижней челюсти 24 6 1« 0 2 0

Дефект костной ткани, окрующей зуб или имплантат 31 15 1( б 0 0

ИТОГО: 124 45 51 24 4 0

Анализируя таблицу № 4 можно отметить формирование в большем количестве случаев «необходимого» и «полезного» объемов костной ткани. Такая тенденция связана с несколькими причинами. Большая предсказуемость и практически отсутствующая реакция окружающих

тканей, подтвердили экспериментальные исследования. Не смотря на входящий в состав Биоматрикса коллаген, его присутствие не вызывало ярко выраженной реакции, что полностью подтверждало экспериментальные исследования. В тоже время практически не отмечено развития гнойного воспалительного процесса в послеоперационном, периоде. Воспалительный процесс не развивался даже в тех случаях, когда возникала не состоятельность швов или материал оказывался в контакте с полостью рта. Опираясь на экспериментальные данные и клинический опыт, мы использовали Биоматрикс в сложных клинических случаях, Например при формировании кэстной ткани в околоимплантатной области при переимплантите, или при комбинированном использовании Биоматрикса при устранении дефекта альвеолярной части нижней челюсти. Теоретические и экспериментальные изыскания биологов ООО «Коннектбиофарм» и наш собственный клинический опыт позволили использовать Биоматрикс в форме блоков, в качестве разобщающей биорезорбируемой мембраны. Конечно, этот вариант использования биоматериала является предметом дальнейших исследований, но положительный результат при применении в клинике может быть достаточно показательным. Использование Биоматрикса при операции «синуслифтинг» позволило закрывать дефекты «синусовой мембраны» не опасаясь развития гнойного воспалительного процесса в послеоперационном периоде. Лучший эффект достигался при сочетании аутотрансплантата с Биоматриксом, что давало возможность создавать наиболее оптимальные условия для формирования костной ткани.

Клиническое применение остеопластического материала Алломатрикс-имплант

Полученные в эксперименте данные были использованы в клинике. По своим механическим свойствам Алломатрикс-имплан» аналогичен Биоматриксу. Однако, имея в составе аллогенные компоненты, материал в эксперименте значительно превзошел по результатам всю исследуемую группу.

Так же как Биоматрикс, Алломатрикс-имплант перед употреблением, предварительно подвергался замачиванию в физиологическом растворе. Становясь более мягким и эластичным, материал легко обрабатывался и» заполнял костные полости.

Алломатрикс-имплант показал наилучшие результаты по «предсказуемости» и формированию в зоне дефекта «качественной» кости.

При использовании Алломатрикса-импланта не было отмечено гнойных осложнений в послеоперационном периоде. Формируемый костный объем, можно в большей степени обозначить как «полезный» и часто «доступный».

Наилучший результат был отмечен при использовании Алломатрикса-импланта в комбинации с аутотрансплантатом и другими исследуемыми материалами. Распределение пациентов по вариантам клинического использования и эффективности материала Алломатрикс-имплант представлены в таблице № 5.

Таблица № 5

Клинические варианты . использования материала Алломатрикс- имплант Кол-во пациентов Заполненный объем дефекта после восстановления • (по клинико-рентгеиологическому состоянию) (кол-во случаев)'

нсобходимыый полезный доступный осложнения

Нет роста костной-ткани нагноение

Радикуляриая киста 36 4 11 21 0 0>

Дефект и деформация альвеолярного отростка верхней челюсти 32 8 12 12 0 0

Дефект и деформация альвеолярной части нижней челюсти 14 7 6 1 0 0

Дефект костной ткани, окружающей зуб или имплантат 33 9 17 7 0 0

ИТОГО: 115 38 60 16 0 0

Как видно из таблицы № 5 Алломатрикс-имплант показал себя наиболее «предсказуемым» материалом. В исследуемой группе не наблюдались абсолютно отрицательные- результаты и осложнения, связанные с отсутствием роста костной ткани или нагноением послеоперационной раны.

При заполнении дефекта, образующегося во время цистэктомии, формирование самого максимального объема костной ткани «доступного» составило (21случай; 18 %).

При операции «синуслифтинг», где также формировался «многостенный» костный дефект, но условия для костебразования были заведомо худшими, количество случаев с «полезным» и «доступным» объемами были сходные.

Используемый в качестве костной стенки, имеющийся фрагмент кортикальной пластинки, конечно не мог заменить полноценную кость, движение «синусовой мембраны» и отсутствие условий для фиксации материала, создавали отрицательные предпосылки для формирования полноценной костной ткани. Однако эти отрицательные моменты нивилировались, по-видимому, составом и свойствами самого материала.

Соответственно, на нижней челюсти, создание «полезного» объема имеющимися техническими приемами и материалами можно считать почти максимальным достижением. Шесть случаев составили «полезный» объем (43 %) и только один случай получения «доступного» объема (7 %).

При лечении переимплантитов или формировании костной ткани в околозубной зоне, перед дальнейшей имплантацией, показатели приближались к таковым при лечении радикулярных кист, 22 случая формирования «полезного» и 2 - «доступного» объема.

Одним из показателей «качества» формируемой костной ткани и возможности использования для дальнейшего использования при имплантации, является ее плотность. Исследовать плотность позволяет применение рентгеновской компьютерной томографии. (Рабухина НА, 2000., Параскевич В.Л., 2002., Боневоленская Л.И., 2003., Кузнецов Г.В., 2004). Этот показатель оценивали с помощью данного метода чрез 3- 6 месяцев, после операции, в зависимости от типа дефекта. Сформированную в области дефекта костную ткань оценивали в соответствии со шкалой единиц плотности Хаунсфилда и разделяли на 4 типа костной ткани. Типы костной ткани, обозначенные как Б1, Б2, Б3, Б4, соответствовали четырем основным видам костной ткани. Тип Б1

соответствует плотной компактной кости без губчатого слоя. Б2 -кортикальный слой различной степени плотности, под ним мелкоячеистая губчатая кость. Костная ткань типа Б3 обладает тонким пористым кортикальным слоем и средне-ячеистой губчатой костью. Тип костной ткани Б4 обладает слабовыраженным кортикальным слоем с выраженным крупноячеистым губчатым слоем. Второй тип костной ткани обладает выраженными преимуществами по сравнению с другими с точки зрения проведения дентальной имплантации, так как обладает хорошим кровотоком, имеет оптимальную для имплантации структуру, что увеличивает эффективность лечения с использованием имплантатов.

Нами был проведен сравнительный анализ клинической эффективности при дентальной имплантации 3-х костнопластических материалов — Биоматрикс, Биоимплант, Алломатрикс-имплант. В качестве контроля мы использовали гидроксиапатит-содержащий материал.

При проведении компьютерной томографии у пациентов были выявлены существенные различия в типах образованной костной ткани при использовании различных костнопластических материалов. Так, при использовании материала Биоматрикс, у 8% пациентов отмечали образование костной ткани соответствующей типу Б1. У 59% пациентов вновь образованная костная ткань соответствовала типу Б2. У 24% пациентов наблюдали образование костной ткани типа Б3, а у 5% - Б4. У 4% отсутствовали рентгенологические и клинические признаки увеличения объема костной ткани.

При использовании материала биоимплант у 3% пациентов костная ткань по шкале Хаунсфилда соответствовала типу Б1. У 23% пациентов обследованных при помощи компьютерной томографии отмечали формирование костной ткани соответствующее типу Б2. У 35% пациентов регистрировали тип костной ткани Б3, а у 20% костная ткань относилась к типу Б4. У 19% пациентов увеличение объема костной ткани не вывили.

В группе пациентов при использовании для восполнения дефектов костной ткани на нижней челюсти костнопластического материала Алломатрикс-имплант наблюдали наиболее хорошие клинические результаты. Так у 71% обследованных пациентов выявляли тип костной ткани Б2. Тип костной ткани Б1 отмечен у 7% пациентов данной группы. Соответствия по шкале плотности Хаунсфилда выявлены для типов костной ткани Б3 и Б4 у 13% и 7% пациентов. Отсутствие клинического эффекта наблюдали только у двух процентов обследованных пациентов.

В контрольной группе получены результаты сопоставимые с пациентами при использовании материала биоимплант. Тип костной ткани соответствующий Б2 не выявляли ни в одном случае. У 20% регистрировали образование костной ткани типа Б2. У 24% пациентов при обследовании с использованием компьютерной томографии выявляли Б3 тип костной ткани, у 31% - Б4. В 25% случаев не наблюдали клинического эффекта использования костнопластического материала.

В результате проведенного исследования выявлено, что клиническое применение костнопластического материала Алломатрикс-имплант являлось наиболее эффективным у пациентов для замещения дефектов и восполнения деформаций нижней челюсти. Схожие, но несколько худшие результаты получены для материала Биоматрикс. Наименьшую клиническую эффективность определяли у материала биоимплант. Клиническая эффективность во всех опытных группах пациентов была выше по сравнению с контрольной группой.

Результаты проведенного исследования представлены в таблице № 6

Как демонстрирует представленная таблица, наибольший процент неудачного лечения определяли в группе пациентов при использовании препарата биоимплант. Наибольший процент пациентов с типом кости оптимальным для дентальной имплантации Б2 регистрировали в группе пациентов при применении материала Алломатрикс-имплант.

Таблица №6

Результаты клинического применения костнопластических

материалов при деформациях и дефектах нижней челюсти.

Тип костной Костная Костная Костная Костная

ткани ткань Отсутствие

Ш ткань ткань ткань

клиническо

(>1250) П2 (850- БЗ (350- 04 (150- го эффекта

Материал 250) 850) 350)

1.Биоматрикс 8% 59% 24% 5% 4%

2.Биоимплант 3% 23% 35% 20% 19%

З-Алломатрикс- 7% 71% 13% 2%

7%

имплант.

¿Контрольная 20% 24% 31% 25%

0

группа

Результаты клинического использования костнопластических материалов при деформациях и дефектах верхней челюсти

При оценке клинической эффективности используемых костнопластических материалов на верхней челюсти были выявлены следующие различия в группах пациентов. При проведении компьютерной томографии у пациентов при использовании материала биоматрикс через 6 месяцев в области дефектов верхней челюсти регистрировали образование костной ткани с плотностью по шкале Хаунсфилда соответствующей типу кости Б2 у 43%, ас Б1- у 5% пациентов.

Тип костной ткани с тонким пористым кортикальным слоем и средне-ячеистой губчатой костью (Б3) был отмечен у 32% пациентов. У 15% регистрировали образование костной ткани соответствующей по

плотности типу кости Б3. У 5% пациентов образование костной ткани в запланированном участке альвеолярного отростка при использовании данного материала не наблюдали.

При использовании материала биоимплант только у 33% пациентов регистрировали образование костной-ткани наиболее соответствующее дентальной имплантации с выраженным кортикальным и мелкоячеистым губчатым слоем (Б2). Тип костной ткани соответствующий по плотности Б1 не отмечали ни одного пациента данной группы. У 31% пациентов данной группы наблюдали образование костной ткани соответствующие типу Б3. У 10% обследованных пациентов данной группы образованная кость соответствовала типу Б4. В 26% случае, при использовании материла биоимплант, не наблюдали клинического эффекта.

Как и на нижней челюсти, при дефектах и деформациях верхней челюсти наиболее эффективным было использование препарат Алломатрикс-имплант. У 53% пациентов выявляли тип костной ткани наиболее оптимальный для проведения дентальной имплантации (Б2). Тип костной ткани Б1 регистрировали у 4% пациентов данной группы. В 38 % случаев образованная костная ткань соответствовала по плотности типу Б3. Костную ткань, относящуюся к типу Б4, отмечали в двух процентах случаев. Отсутствие клинического эффекта отмечали у 3% пациентов.

В контрольной группе пациентов клиническая эффективность костнопластического материала была схожа с группой пациентов при использовании материала биоимплант. У пациентов данной группы не наблюдали образование костной ткани типа Б1. Только у 29% пациентов данной группы при клиническом и рентгенологическом обследовании выявлен тип костной ткани Б2. У 31% регистрировали образование костной ткани с тонким кортикальным слоем и мелкоячеистой губчатой костью. В 10% случаев образованная костная ткань относилась к типу Б4. Отсутствие образования костной ткани регистрировали у 30% пациентов. Сравнительные результаты клинической эффективности костнопластических материалов представлены в таблице № 7.

Таблица № 7

Результаты клинического применения костнопластических материалов при деформациях и дефектах верхней челюсти.

Тип костной ткани 01 (>1250) 02(850-250) 03(350-850) 04(150-350) Отсутствие клнническо го эффекта

Материал

1.Биоматрикс 5% 43% 32% 15% 5%

2.Биоимплант 0 33% 31% 10% 26%

¿.Алломатрикс-имплант 4% 53%- 38% 2% 3%

4,Контрольиая группа 0 29% 31% 10% 30%

Сравнительная оценка клинической эффективности различных костнопластических материалов.

Наблюдали существенные различия в частоте встречаемости костной ткани соответствующей типу Б2 в разных группах пациентов. Процент пациентов с образованной костной тканью (Б2) в области дефекта или деформации нижней челюсти с использованием костнопластического материала был максимальным в группе пациентов при применении материала Алломатрикс-имплант - 71%.

Несколько меньший процент пациентов с данным типом костной ткани регистрировали в группе пациентов при использовании материала Биоматрикс - 59% пациентов. Наименьшим данный показатель был в группе пациентов при применении материала биоимплант и в контрольной группе (33% и 29% соответственно).

При использовании костнопластических материалов на верхней челюсти наибольшую клиническую эффективность так же продемонстрировал материал алломатрикс-имплант - 54% пациентов.

Несколько меньшим данный показатель был в группе пациентов при использовании материла Биоматрикс и составлял 43%. Наименьшим показатель частоты встречаемости костной ткани соответствующей типу D2 отмечали при применении материала биоимплант - 33%. В контрольной группе данный показатель был так же минимальным и составлял 29%.

При оценке неудач хирургического лечения дефектов и деформаций на нижней челюсти с использованием костнопластических материалов обращает на себя внимание минимальный процент отсутствия клинического эффекта у пациентов при применении материала алломатрикс-импланта (2%). В два раза выше данный показатель был в группе пациентов при применении материала биоматрикс - 4%. Максимальное число неудач регистрировали при использовании материала биоимплант - 19%. В контрольной группе данный показатель отмечали в 25% случаев.

При сравнительной оценке неудач на верхней челюсти наблюдалась схожая тенденция. Так наименьший процент отсутствия образования костной ткани отмечали при использовании материала алломатрикс-имплант - 3% . При применении материала биоимплант данный показатель составлял 5%. Наибольший процент неудач при костнопластических операциях на верхней челюсти регистрировали при использовании материал биоматрикс - 26%. В контрольной групп процент неудач составлял 30%.

Обобщая результаты проведенного клинико-экспериментального исследования, можно сделать заключение о том, что разработанные с нашим участием и изученные остеопластические материалы, на основе коллагена, гидроксиапатита с введением в их состав сульфатированных гликозамногликанов отвечают всем требованиям, предъявляемым к материалом этого класса и могут успехом использоваться в хирургической стоматологии и челюстно-лицевой хирургии.

Выводы

1. Созданные остеопластические биокомпозиционные материалы обладают остеоиндуктивными свойствами позволяющими более качественно решать задачу восполнения дефектов и устранения деформаций альвеолярного отростка верхней челюсти и альвеолярной части нижней челюсти.

2. Тканевая реакция при подкожной имплантации остеопластических материалов: Биоматрикс, Алломатрикс-имплант и Биоматрикс-имплант в эксперименте имеет общие черты: все они являются пористыми, прорастают соединительной тканью, подвергаются клеточной резорбции и ферментативному лизису.

3. Исследованные биоматериалы вначале вызывают разной степени выраженности асептическое воспаление в окружающей клетчатке. Интенсивность воспаления не выходит за пределы нормативной реакции на имплантат, дистрофические или некротические изменения в окружающей имплантаты ткани не развиваются, что свидетельствует об отсутствии у материалов токсических свойств.

4. Клеточные элементы (нейтрофилы, макрофаги, фибробласты и др.) проникают внутрь имплантатов всех видов, формируют грануляционную ткань, а затем более зрелую фиброзную соединительную ткань, которая прорастает в поры материала, заполняет пространство между структурными элементами, образует тонкие микрокапсулы вокруг фрагментов коллагена и скоплений частиц гидроксиапатита.

5. Коллаген и, в меньшей степени, гидроксиапатит резорбируются макрофагами и гигантскими клетками инородных тел. По мере рассасывания имплантатов, он замещается соединительной тканью, которая с третьей недели после имплантации постепенно подвергается инволюции, и в месте имплантата формируется структура подкожной клетчатки.

6. Морфометрические исследования по балльной оценке свидетельствуют о различиях тканевой реакции на остеопластические

материалы, что обусловлено их структурой и различиями свойств коллагена животного и человеческого происхождения.

7. Биоматрикс, содержащий коллаген крупного рогатого скота вызывает, по сравнению с другими биоматериалами, более выраженную и устойчивую воспалительную реакцию, уменьшение его объема происходит за счет макрофагальной резорбции. Алломатрикс-имплант вызывает значительно меньшую степень воспалительной реакции и медленней резорбируется. Биоматрикс-имплант, состоящий из одного гидроксиапатита, вызывает наибольшую активизацию воспалительной реакции, которая отличается устойчивостью в динамике процесса.

8. Все использованные остеопластические материалы при их внесении в стандартные экспериментально воспроизведенные костные дефекты способствуют осуществлению репаративного остеогенеза, что выражается в раннем построении новых костных структур и их созревании. Новое-костное вещество формируется в непосредственном- контакте с депозитами подсаженного остеопластического материала.

9. В экспериментальных условиях оптимальные результаты получены в опытах с Алломатриксом-имплантом, содержащим сульфатированные гликозаминогликаны: к концу опыта образуется костная- мозоль компактного строения с множеством остеонных систем. Биоматрикс -имплант резорбируется гораздо медленнее, чем другие материалы и тормозит вторичную перестройку новообразованного костного вещества.

10. Клинические исследования, проведенные с серией разработанных материалов, подтвердили их положительные качества, заключающиеся в отсутствии воспалительного процесса в окружающих мягких тканях и наличии у материалов остеоиндуктивных свойств, создающих благоприятные условия для формирования полноценной костной ткани.

11. По результатам экспериментально-клиническогого исследования оптимальным остеопластическим материалом является Алломатрикс-имплант. Биоматрикс занимает по эффекту второе место среди разработанных материалов. Наименее эффективным в качестве остеопластического материала является Биоматрикс-имплант.

12. Все разработанные биоматериалы могут быть успешно применены в пародонтологии, хирургической стоматологии и челюстно-лицевой хирургии.

Практические рекомендации

1. Эффективным способом оценки биосовместимости и остеопластической активности биоматериалов является их подсадка под кожу и в костный дефект экспериментальных животных с последующим динамическим исследованием, используя для этого морфофункциональные полуколичественные критерии.

2. Разработанные биоматериалы могут быть рекомендованы для хирургической стоматологической практики: при удалении третьих моляров и цистэктомии, субантральной пластике на верхней челюсти и восстановлении альвеолярной части нижней челюсти, после удаления имплантатов. Применение Биоматрикс-импланта ограничено, в силу особенности его строения и способности вызывать более значительную воспалительную реакцию и медленной перестройки.

3. Универсальным материалом для заполнения костного дефекта является Биоимплант. Учитывая не стойкость во влажной среде, он может быть рекомендован для заполнения многостенных костных дефектов (костная полость при цистэктомии, лунки удаленных зубов при непосредственной имплантации, субантральная полость при синуслифтинге) в сочетании с Биоматриксом.

4. Остеопластическая эффективность Биоматрикса проявляется в различных клинических ситуациях. Он хорошо пропитывается кровью, сохраняет форму и плотно фиксируется в области раны. Возможно применение для заполнения любых костных полостей. Одной из особенностей является отсутствие реакции на ротовую жидкость при несосотоятельности швов.

5. Использование Биоматрикса рекомендуется в качестве покровного материала в виде разобщающей резорбируемой мембраны при закрытии и устранении дефекта костной ткани различной конфигурации в области

имплантата,- что позволяет создавать условия для формирования слизисто-надкостничного рубца вокруг имплантата.

6. Аналогично Биоматриксу может быть применен Алломатрикс-имллант, при этом следует учитывать положительные результаты экспериментально-клинических исследований и предпочтение отдавать этому материалу.

Список опубликованных работ по теме диссертации:

1. Иванов СЮ, Панин А.М. Использование препарата коллапан при лечении поздних осложнений дентальной имплантации;// Сб. Новые технологии в стоматологии.- М,- 1998.-С. 149-150.

2. Бизяев А.Ф., Ломакин М.В., Панин А.М.Клинические результаты использования различных костнопластических материалов при синуслифтинге // Сб. трудов международной научно-практической конференции «Достижения и перспективы стоматологии» - Москва, -1999.-С.347-353,

3. Ломакин М.В., Иванов С.Ю., Панин А.М. Саващук Д.А. Синуслифтинг и варианты субантральной имплантации с применением остеинтегрируемых имплантатов отечественной системы ЛИКО'7/ Сб. тр. IV международной конференции- челюстно-лицевых хирургов и стоматологов, СПб.,-1999. -С.65.

4.Панин А.М Ларионов Е.В., Ахундов И.Ю.,Иванов С.Ю., Журули Г.Н. Отечественный биоматериал нового поколения "Биоимплант"// Сб. научн. тр. IV международной конференции челюстно-лицевых хирургов стоматологов - СПб.,-1999. -С.66.

6.ГиллерЛ.И, Панин А.М Бизяев А.Ф., ЛарионовЕ.В., Новиков СВ.,. Иванов С Ю. Новое поколение биокомпозиционных материалов для замещения дефектов костной ткани // Новое в стоматологии. -Москва, -1999.-№ 5.-С 47-50.

7. Панин А.М, Бизяев А.ФЛомакин М.В., Иванов С.Ю.Клинические результаты использования различных костнопластических

материалов при синуслифтинге. // Новое в стоматологии. - Москва, -1999. № 5.-С 51-55.

8. Панин А.М Ларионов Е.В.; Иванов С.Ю., Журули- Г.Н. Использование нового биокомпозиционного материала «Биоимплант» для индукции репарации костной ткани при стоматологических вмешательствах.// Сб.научн. тр. 5-й Международной конференции «Современные проблемы имплантологии». -Саратов.- 2000.-С79-80.

9. Ломакин М.В., Иванов С.Ю., Панин А.М Саващук Д.А. Синуслифтинг и варианты субантральной имплантации.// Российский стоматологический журнал.- М.- 2000. №2. -С16-21.

10. Кузнецов Г.В., Чайлахян Р.К., Панасюк А. Ф., Ларионов Е.В., Иванов СЮ Панин А.М.Перспективы применения в стоматологии материалов «Биоматрикс» и «Алломатрикс-имплант» в сочетании с остеогенными клетками-предшественниками костного мозга.// Клиническая имплантология и стоматология. - СПб. - № 3-4.- 2001.-С37-40,

11. Панин А.М Диванов С.Ю.Изучение свойств биоматериалов на модели длительной культуры костного мозга.// Сб. научн. трудов I Всероссийского конгресса «Дентальная имплантация». -М. -С75-76.

12. Иванов СЮ. Панин А.М. Prospects in application of "Biomatrix" and "Allomatrix - implant" materials in combination with osteogenic bone marrow cell-precursors. (Исследование применения материалов «Биоматрикс» и «Алломатрикс-имплант» с остеогенными клетками предшественниками) // Сб. научн. тр. Первой обще-европейской конференции по проблемам стоматологической имплантологии -Львов. - 2002. -С16-17.

13. Иванов СЮ., Панин А.М, Нури Фарзин, Шехтер А.Б., Воложин А.И. Морфологическое изучение тканевой реакции на подкожную имплантацию биоматериалов.// Сб. научн работ межведомственного научно-исследовательского и учебно-методического центра биомедицинских технологий. - М. -2002. -С64-75.

14. Панин А.М, Иванов С.Ю., Кузнецов Г.В.Изучение свойств остеопластических материалов «Биоматрикс» и «Алломатрикс-имплант» в эксперименте// Сб. научн. тр.УП международной конференции челюстно-лицевых хирургов и стоматологов. -С.Петербург. -2003. -С66.

15. Иванов С.Ю., Панин A.M.', ПанасюкА.Ф., Ларионов Е.В., Саващук Д.А. Опыт применения биокомпозиционных остеопластических материалов// Нижегородский медицинский журнал. Приложение кНМЖ (стоматология2003).- №2. -С244—250.

16. Бизяев А.Ф., Ломакин М.В., Иванов С.Ю., Ночевная Н.А., Базикян Э.А., Бычков А.И., ГончаровИ.Ю., Балабанников С.А., Гайдук И.В.Панин А.М.Стоматологическая имплантология.// Учебное пособие. - Москва 2000.-С 93.

17. Биосовместимый материал для стоматологии // Патент на Изобретение № 2155024 2000/ 4, Панин А.М., Иванов СЮ. Панасюк А.Ф. Ларионов Е.В. Саващук ДА,Журули Г.Н.

18. Ломакин М.В., Панин А.М., Иванов С.Ю./Использование «БИОПАРОКСА» в комплексе медикаментозного сопровождения синуслифтинга и антропластики при обнажении трансплантата.//Сб. научн. тр. VII Российского национального конгресса «Человек и лекарство».- М.: 10-14 апреля 2000 г.,-С 155-156.

19. Дьякова СЗ., Ульянов С А, Топольницкий ОЗ.,. Панин М.Г., Панин А.М., Медведева ЕС.,. Безрукова ЖЛУ Применение комбинированных эндопротезов в реконструктивной челюстно-лицевой хирургии// Сб. научн. тр. 1-ой Всероссийской научной конференции «Применение биокомпозиционных материалов в челюстно-лицевой хирургии и стоматологии». -М., 20-21 ноября 1997 г., -С85-87

20. Панин A.M., ИвановСГО., Сербулов BBJ Опыт использования остеопластического материала «Биоматрикс» в качестве разобщающей резорбируемой мембраны// Российский вестник дентальной имплантологии.. -М.-№2.-2003.-С 32-36.

21. Панин A.M., Иванов С.Ю., Лебедев В.Г. Изучение свойств биокомпозиционных материалов на модели длительных культур

костного мозга// Российский стоматологический журнал. - М. - № 3. -20Ю.-С6-9.

22. Иванов СЛО., Базикян Э А., Бизяев А.Ф., Ломакин А.Ф., Бычков А.И., Гончаров КЮ., Панин АМ., Балабанников С.А., Калашникова О.Ю., Козлова М.В., Чувилкин В Л// Стоматологическая имплантология. -М: Издательский дом «Гэотармед». - 2004. -С295..

Заказ №555. Объем 2 пил. Тираж 100 экз.

Отпечатано в ООО «Петроруш». Г. Москва, ул. Палиха-2а, тел. 250-92-06 www.postator.ru

04" 1 5 6 2 6

Актуальность исследования

Остеопластические материалы широко используются в стоматологии, челюстно-лицевой хирургии и травматологии. Среди этих материалов большой популярностью пользуются композиты из коллагена и кристаллического компонента, в первую очередь гидроксиапатита и трикальцийфосфата. При этом важная роль принадлежит свойствам минерального наполнителя, которые зависят от его химического состава источника получения и способа синтеза. В настоящее время в России широко применяется синтетический гидроксиапатит, производимый фирмами Полистом, Интермедапатит, Остим-ЮО и другими. Применяются также костные минералы, полученные, например, из костей животных и человеческих тканей, а также из кораллов.

Несмотря на многообразие остеопластических материалов различного содержания и свойств, на сегодняшний день среди них нельзя выделить «идеального» ( 20, 17, 46, 62, 81, 32, 118) для использования в стоматологии и челюстно-лицевой хирургии.

Различия эффектов остеопластических материалов обусловлены разными свойствами минералов, а так же коллагенов различных типов. Однако большинство материалов не обладают прогнозируемыми и достаточно выраженными остеопластическими свойствами, особенно у пациентов со слабым репаративным остеогенезом, в силу наследственных или приобретенных качеств и в результате воздействия болезнетворных факторов.

В последние годы больше внимания уделяется веществам, введенным в остеопластические композиции с целью усиления построения костной ткани и ее минерализации. К таким веществам относятся гликозаминогликаны, полученные из панцирей морских животных, роговиц крупного рогатого скота, человеческих тканей и других источников. Сульфатированные гликозаминогликаны активно изучаются (69). Но до настоящего времени не было проведено сравнительного анализа остеопластических материалов различных по составу и происхождению, наиболее приемлемых по своим свойствам, для направленного репаративного остеогенеза. Исследования остеопластических материалов с остеоиндуктивными свойствами являются актуальным и перспективным направлением в стоматологии и челюстно-лицевой хирургии.

В то же время отсутствие на сегодняшний день комплекса оптимальных пластических материалов с остеоиндуктивным свойством определяет необходимость дальнейших исследований в этом перспективном направлении. Цель исследования:

Разработать, провести доклинические испытания и внедрить в клиническую практику комплекс новых биокомпозиционных, биорезорбируемых, гликозаминогликан содержащих остеопластических материалов, повышающих эффективность лечения пациентов с различными дефектами и деформациями челюстных костей.

Задачи исследования:

1. Провести сравнительный анализ влияния на клеточные культуры остеопластических материалов с различными типами коллагена, минеральным наполнением и сульфатированными гликозаминогликанами.

2. Разработать схемы применения биоматериалов нового поколения с остеоиндуктивными свойствами.

3. Провести качественный и количественный анализ тканевой реакции на имплантацию под кожу остеопластических материалов в эксперименте.

4. Изучить динамику репаративного процесса в костной ткани при имплантации в искусственно созданный дефект в эксперименте.

5. На основании экспериментальных данных провести апробирование в клинике и разработать показания к применению новых биокомпозиционных материалов.

Научная новизна

Разработано и всесторонне изучено новое поколение отечественных биокомпозиционных остеопластических материалов с остеоиндуктивными свойствами. Впервые выявлено влияние гликозаминогликан содержащих остеопластических материалов на поведение длительной культуры костного мозга декстеровского типа. Установлены как общие закономерности, так и различия во влиянии биокомпозиционных материалов с остеоиндуктивными свойствами на течение репаративных процессов в костной ткани в эксперименте.

Впервые, путем морфометрического исследования с балльной оценкой признаков, определена интенсивность и длительность реактивных процессов, определяющих особенности тканевой реакции на разные биоимплантаты.

Впервые, с помощью сравнительного анализа показано, что все изученные остеопластические материалы при их введении в костные дефекты способствуют осуществлению репаративного остеогенеза и созреванию новых костных структур.

Впервые определены показания к применению новых остеопластичеких материалов в различных клинических ситуациях и заложена основа для дальнейших исследований новых форм остеопластических материалов. Практическая значимость

Разработан, всесторонне изучен и внедрен комплекс остеопластических материалов с остеоиндуктивными свойствами.

Остеопластические материалы Биоимплант, Биоматрикс, Алломатрикс-имплант применены в различных клинических ситуациях. Выработаны показания к применению этих материалов. Определено, что наиболее универсальным и предсказуемым материалом является Алломатрикс-имплант.

Намечены перспективы развития и совершенствования материалов, в частности Биоматрикса, который продемонстрировал возможность использования его в качестве биорезорбируемой, разобщающей мембраны для создания оптимальных условий для регенерации костной ткани.

Материал Алломатрикс-имплант зарекомендовал себя с положительной стороны при пародонтологических операциях. Выявленные свойства Алломатрикса-импланта позволили использовать его в качестве «носителя» клеток предшественников для создания наилучших свойств формируемой костной ткани.

Комплекс разработанных с нашим участием остеопластических материалов, с усиленными остеоиндуктивными свойствами внедрен во многих клиниках и отделениях хирургической стоматологии и челюстно-лицевой хирургии.

Основные положения, выносимые на защиту

1. При подкожной имплантации материалов: Биоимпланта, Биоматрикса, Алломатрикса-импланта и Биоматрикса-импланта в эксперименте возникает асептическое воспаление в окружающей клетчатке. В дальнейшем прорастают соединительной тканью, подвергаются клеточной резорбции и ферментативному лизису. Дистрофических или некротических изменений в окружающей имплантаты ткани не обнаруживается, что свидетельствует об отсутствии у них токсических свойств.

2. При имплантации под кожу остеопластических материалов, содержащийся в них коллаген и, в меньшей степени, гидроксиапатит резорбируются макрофагами и гигантскими клетками инородных тел с последующим замещением соединительной тканью, которая постепенно подвергается инволюции, с формированием на ее месте подкожной клетчатки.

3. Различия тканевой реакции на гидроксиапатит и коллагеновые материалы обусловлены их разной структурой и свойствами костного коллагена животного и человеческого происхождения. Биоматрикс, содержащий коллаген из костей с\х животных, вызывает более выраженную и устойчивую воспалительную реакцию. Значительно меньшую степень воспалительной реакции вызывает Алломатрикс-имплант. Биоматрикс-имплант вызывает, по сравнению с другими материалами, наибольшую активизацию воспалительной реакции, которая отличается устойчивостью в динамике процесса.

4. Все использованные остеопластические материалы при их внесении в экспериментально воспроизведенные костные дефекты не препятствуют естественному репаративному остеогенезу, что выражается в раннем построении и созревании новых костных структур.

5. Оптимальным остеопластическим материалом, по результатам экспериментального исследования, является Алломатрикс-имплант. Биоматрикс занимает по эффекту второе место среди трех видов материалов. Наименее эффективным в качестве остеопластического материала является Биоматрикс-имплант.

6. Клинические исследования также продемонстрировали, что разработанные остеопластические материалы способствуют формированию костной ткани при использовании в различных клинических ситуациях.

Соблюдение условий остеопластики: наличие многостенного костного дефекта, отсутствие воспалительного процесса, хорошая фиксация материала и сочетание различных материалов между собой и с аутотрансплантатом, позволяет получать наилучшие результаты.

Внедрение результатов исследования

Результаты исследования внедрены в практику хирургического отделения клинико-диагностического центра ГОУ ВПО МГМСУ МЗ РФ.

Материалы диссертации используются в учебном процессе при чтении лекций, занятий со студентами на кафедре факультетской хирургической стоматологии имплантологии и слушателями ФПКС.

Апробация работы

Основные положения диссертации доложены на совместном заседании кафедры факультетской хирургической стоматологии, кафедры патологической физиологии стомат. факультета, кафедры микробиологии 5.02.04; на конгрессе «Человек и лекарство» 7.04.03, на симпозиуме «Стоматология XXI века». 15-16 мая 2003. Нижний Новгород, на международной конференции «Современные проблемы имплантологии» 2527 мая 2004., Саратов. Публикации

Публикации

По теме диссертации опубликовано 22 научные работы, получен 1 патент на изобретение. Объем и структура диссертации

Диссертация изложена на 209 страницах и состоит из введения, обзора литературы, двух глав собственных исследований, обсуждения результатов и заключения, выводов, практических рекомендаций, списка литературы и приложения. Список литературы включает 220 работ, из них 111 отечественных и 119 иностранных. Работа иллюстрирована 15 таблицами, 108 рисунками, 1 приложением

Выводы

1. Созданные остеопластические биокомпозиционные материалы обладают остеоиндуктивными свойствами позволяющими более качественно решать задачу восполнения дефектов и устранения деформаций альвеолярного отростка верхней челюсти и альвеолярной части нижней челюсти.

2. Тканевая реакция при подкожной имплантации остеопластических материалов: Биоматрикс, Алломатрикс-имплант и Биоматрикс-имплант в эксперименте имеет общие черты: все они являются пористыми, прорастают соединительной тканью, подвергаются клеточной резорбции и ферментативному лизису.

3. Исследованные биоматериалы вначале вызывают разной степени выраженности асептическое воспаление в окружающей клетчатке. Интенсивность воспаления не выходит за пределы нормативной реакции на имплантат, дистрофические или некротические изменения в окружающей имплантаты ткани не развиваются, что свидетельствует об отсутствии у материалов токсических свойств.

4. Клеточные элементы (нейтрофилы, макрофаги, фибробласты и др.) проникают внутрь имплантатов всех видов, формируют грануляционную ткань, а затем более зрелую фиброзную соединительную ткань, которая прорастает в поры материала, заполняет пространство между структурными элементами, образует тонкие микрокапсулы вокруг фрагментов коллагена и скоплений частиц гидроксиапатита.

5. Коллаген и, в меньшей степени, гидроксиапатит резорбируются макрофагами и гигантскими клетками инородных тел. По мере рассасывания имплантатов, он замещается соединительной тканью, которая с третьей недели после имплантации постепенно подвергается инволюции, и в месте имплантата формируется структура подкожной клетчатки.

6. Морфометрические исследования по балльной оценке свидетельствуют о различиях тканевой реакции на остеопластические материалы, что обусловлено их структурой и различиями свойств коллагена животного и человеческого происхождения.

7. Биоматрикс, содержащий коллаген крупного рогатого скота вызывает, по сравнению с другими биоматериалами, более выраженную и устойчивую воспалительную реакцию, уменьшение его объема происходит за счет макрофагальной резорбции. Алломатрикс-имплант вызывает значительно меньшую степень воспалительной реакции и медленней резорби-руется. Биоматрикс-имплант, состоящий из одного гидроксиапатита, вызывает наибольшую активизацию воспалительной реакции, которая отличается устойчивостью в динамике процесса.

8. Все использованные остеопластические материалы при их внесении в стандартные экспериментально воспроизведенные костные дефекты способствуют осуществлению репаративного остеогенеза, что выражается в раннем построении новых костных структур и их созревании. Новое костное вещество формируется в непосредственном контакте с депозитами подсаженного остеопластического материала.

9. В экспериментальных условиях оптимальные результаты получены в опытах с Алломатриксом-имплантом, содержащим сульфатированные гликозаминогликаны: к концу опыта образуется костная мозоль компактного строения с множеством остеонных систем. Биоматрикс - имплант резорбируется гораздо медленнее, чем другие материалы и тормозит вторичную перестройку новообразованного костного вещества.

10. Клинические исследования, проведенные с серией разработанных материалов, подтвердили их положительные качества, заключающиеся в отсутствии воспалительного процесса в окружающих мягких тканях и наличии у материалов остеоиндуктивных свойств, создающих благоприятные условия для формирования полноценной костной ткани.

11. По результатам экспериментально-клиническогого исследования оптимальным остеопластическим материалом является Алломатрикс-имплант. Биоматрикс занимает по эффекту второе место среди разработанных материалов. Наименее эффективным в качестве остеопластического материала является Биоматрикс-имплант.

12. Все разработанные биоматериалы могут быть успешно применены в пародонтологии, хирургической стоматологии и челюстно-лицевой хирургии.

Практические рекомендации

1. Эффективным способом оценки биосовместимости и остеопласти-ческой активности биоматериалов является их подсадка под кожу и в костный дефект экспериментальных животных с последующим динамическим исследованием, используя для этого морфофункциональные полуколичественные критерии.

2. Разработанные биоматериалы могут быть рекомендованы для хирургической стоматологической практики: при удалении третьих моляров и цистэктомии, субантральной пластике на верхней челюсти и восстановлении альвеолярной части нижней челюсти, после удаления имплантатов. Применение Биоматрикс-импланта ограничено, в силу особенности его строения и способности вызывать более значительную воспалительную реакцию и медленной перестройки.

3. Универсальным материалом для заполнения костного дефекта является Биоимплант. Учитывая не стойкость во влажной среде, он может быть рекомендован для заполнения многостенных костных дефектов (костная полость при цистэктомии, лунки удаленных зубов при непосредственной имплантации, субантральная полость при синуслифтинге) в сочетании с Биоматриксом.

4. Остеопластическая эффективность Биоматрикса проявляется в различных клинических ситуациях. Он хорошо пропитывается кровью, сохраняет форму и плотно фиксируется в области раны. Возможно применение для заполнения любых костных полостей. Одной из особенностей является отсутствие реакции на ротовую жидкость при несосотоятельно-сти швов.

5. Использование Биоматрикса рекомендуется в качестве покровного материала в виде разобщающей резорбируемой мембраны при закрытии и устранении дефекта костной ткани различной конфигурации в области имплантата, что позволяет создавать условия для формирования слизи-сто-надкостничного рубца вокруг имплантата. ^

6. Аналогично Биоматриксу может быть применен Алломатрикс-имплант, при этом следует учитывать положительные результаты экспериментально-клинических исследований и предпочтение отдавать этому материалу.