Автореферат и диссертация по медицине (14.00.21) на тему:Применение пористого минералнаполненного полилактида с мезенхимальными стромальными клетками костного мозга для стимуляции остеогенеза (экспериментальное исследование)

На правах рукописи

Лосев Владимир Федорович

ПРИМЕНЕНИЕ ПОРИСТОГО МИНЕРАЛНАПОЛНЕННОГО ПОЛИЛАКХИДА С МЕЗЕНХИМАЛЬНЫМИ СТРОМАЛЬНЫМИ КЛЕТКАМИ КОСТНОГО МОЗГА ДЛЯ СТИМУЛЯЦИИ ОСТЕОГЕНЕЗА

(экспериментальное исследование)

14. 00.21 - «Стоматология» 14. 00.16 - «Патологическая физиология»

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата медицинских наук

Москва - 2009

003460805

Работа выполнена в ФГУ «Центральный научно-исследовательский институт стоматологии и челюстно-лицевой хирургии Росмедтехнологий»

Научные руководители:

Доктор медицинских наук, профессор

Заслуженный деятель науки РФ, доктор медицинских наук, профессор

Кулаков Анатолий Алексеевич, Воложин Александр Ильич.

Официальные оппоненты:

доктор медицинских наук, профессор

доктор медицинских наук, профессор

Балин Виктор Николаевич, Чейлахьян Рубен Карлович.

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

Защита состоится 18 февраля 2009 г., в 10 часов на заседании Диссертационного совета (Д 208.111.01) при ФГУ «Центральный научно-исследовательский институт стоматологии и челюстно-лицевой хирургии Росмедтехнологий» по адресу: 119991, г. Москва, ГСП-2, ул. Тимура Фрунзе, д. 16 (конференц-зал).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГУ «Центральный научно-исследовательский институт стоматологии и челюстно-лицевой хирургии Росмедтехнологий» по адресу: г. Москва, ул. Тимура Фрунзе, д. 16.

Автореферат разослан « 16 » января 2009 года.

Ученый секретарь диссертационного Совета,- .

кандидат медицинских наук ' ШчЛ/' И.Е.Гусева

Общая характеристика работы

Актуальность темы

В практической медицине, в том числе, в стоматологии, челюстно-лицевой хирургии и травматологии, используются резорбируемые и биостабильные композиционные материалы для замещения костных дефектов после травмы, удаления опухолей, устранения врожденных и приобретенных дефектов костей лицевого скелета, в дентальной имплантологии, при лечении зубов (Воложин А.И. и соавт., 2000-2008; Григорьян A.C. и соавт., 2000,2003; Кулаков A.A. и соавт., 2007). Среди резорбируемых остеопластических материалов большое распространение получили композиты, состоящие из коллагена и синтетического минерала, гидроксиапатита и трикальцийфосфата. К ним относится серия материалов: Колапол, Гапкол и др., которые обладают высокой степенью биосовместимости, технологичны при изготовлении, имеют невысокую стоимость, обладают хорошими остеопластическими свойствами.

В механизме остеопластического действия этих материалов основная роль принадлежит их остеокондуктивным свойствам. Недостатком материалов является низкая способность инициировать построение костной ткани из-за отсутствия специфических стимуляторов-остеоиндукторов (морфогенетических протеинов и др.). Высокая скорость резорбции этих материалов не позволяет новообразованной костной ткани своевременно заполнять образовавшиеся пространства. В связи с этим продолжительность реабилитации пациентов после оперативного вмешательства отличается длительностью и, кроме того, повышается риск послеоперационных осложнений. С целью придания этим материалам свойств инициировать построение костной ткани в их состав вводят компоненты межклеточного матрикса: гиалуроновую кислоту, хондроитин-сульфат (И.С. Мальгинова, 2004), неколлагеновые костные белки и другие компоненты. Тем не менее, высокая скорость резорбции коллагенсодержащих остеопластических материалов является их существенным недостатком, который устраняется

применением синтетических биорезорбируемых полимеров, в первую очередь, полилактида (ПЛ). Скорость его резорбции зависит от молекулярной массы и пористости: с их увеличением возрастает интенсивность биодеградации в тканях (Huang H., Zhao Y., Liu Z., 2003; Tsuji H., 2003; Chosa N., Taira M., Saitoh S., 2004). Повысить остеопластическую эффективность применения пористого ПЛ возможно путем введения в его состав синтетического гидроксиапатита (ГАП), который усиливает остеокондуктивные свойства материала. Что касается остеостимулирующих свойств минералнаполненных пористых композитов на основе ПЛ, то с этой целью применяются современные клеточные технологии и в первую очередь, мезенхимальные стромальные клетки (МСК) костного мозга, нанесенные на поверхность композита. Эти клетки, дифференцированные в остеогенном направлении, продуцируют костные факторы роста и способствуют построению кости из собственных клеток-предшественников со стороны материнского ложа. Исследований в качестве имплантационного материала ПЛ с разной пористостью, содержащего ГАП с применением современных клеточных технологий применительно к стоматологии и челюстно-лицевой хирургии проведено не было, что послужило основанием для выполнения настоящей работы.

Цель исследования: изучить и обосновать на основании лабораторных и экспериментальных исследований остеопластических свойств плотных и пористых композиций полилактида наполненных синтетическим ГАП и с использованием МСК костного мозга эффективность их последующего применения в челюстно-лицевой хирургии.

Задачи исследования:

1. Разработать методику формирования слоя культивированных костных клеток на поверхности остеопластического материала ПЛ из МСК костного мозга.

2. Сформировать слой МСК и культивированных костных клеток на поверхности остеопластического материала ПЛ.

3. Провести оценку адгезивных свойств и пролиферативной активности культивированных костных клеток на материале ПЛ.

4. Оценить жизнеспособность костных клеток в динамике их культивирования на поверхности остеопластического материала ПЛ, наполненного ГАП

5. В эксперименте на собаках определить скорость резорбции композита ПЛ с разной пористостью и наполненного ГАП в дефекте челюсти и трубчатой кости скелета.

6. Изучить особенности репаративных процессов в дефекте челюсти и трубчатой кости скелета при использовании имплантата из минералнаполненного ПЛ с различной пористостью.

Научная новизна

Впервые установлено, что «чистый» ПЛ и в композиции с ГАП не токсичен по отношению к фибробластам кожи и МСК и способен сохранять их жизнеспособность длительное время.

Впервые показано, что композит из ПЛ позволяет МСК прикрепляться к его поверхности, активно пролиферировать и не препятствует дифференцировки в остеогенном направлении при использовании основного фактора роста фибробластов и дексаметазона.

Впервые установлено, что введение в состав ПЛ мелкодисперсного ГАП увеличивает число прикрепившихся клеток к поверхности композита и остеогенный потенциал МСК, о чем свидетельствует существенное увеличение числа клеток, экспрессирующих щелочную фосфатазу, коллагена ] -го типа и формирующих остеогенные узелки.

Впервые установлена жизнеспособность костных клеток в динамике их культивирования на поверхности ПЛ, наполненного ГАП.

Показано, что в дефекте челюсти скорость резорбции композита ПЛ, наполненного ГАП с разной пористостью происходит медленней чем в плечевой кости.

Доказано, что оптимальные результаты по темпам замещения дефекта костным регенератом через 9 месяцев эксперимента при имплантации в костные дефекты пористого композиционного материала из ПЛ, наполненного ГАП наблюдаются при его плотности 0.38-^0.42, когда в регенерате формируется новообразованная губчатая костная ткань, проявляющая отчётливые тенденции к созреванию костного матрикса.

Практическая значимость

Для производства имплантатов из ПЛ однородно наполненных ГАП показано преимущество способа их получения непосредственно в среде сверхкритического диоксида углерода (ск-С02), при котором совмещаются процессы синтеза, экстракции токсичных примесей и формирования пористой структуры полимерных композитов в одном технологическом цикле и на одном оборудовании.

Введение в состав пористого ПЛ мелкокристаллического ГАП повышает способность композита, введенного в кости собаки, инициировать построение костной ткани. Заселение МСК поверхности имплантата из ПЛ, наполненного ГАП способствует прикреплению к их поверхности и остеогенной дифференцировке.

Для последующих клинических испытаний следует учитывать, что в костных дефектах угла нижней челюсти процесс замещения имплантатов из ПЛ, наполненного ГАП костной тканью происходит гораздо медленнее, чем в дефектах плечевой кости.

Научные положения, выносимые на защиту

1. Доказано отсутствие токсичности чистого и наполненного синтетическим ГАП ПЛ по отношению к фибробластам кожи и МСК костного мозга. Выявлена высокая способность этих клеток прикрепляться в поверхности композитов, пролиферировать и дифференцироваться в остеогенном направлении под влиянием основного фактора роста фибробластов и дексаметазона.

2. Установлено увеличение под влиянием ГАП в композиции с ПЛ остеогенного потенциала МСК, экспрессия клетками щелочной фосфатазы, коллагена 1-го типа и формирования остеогенных узелков после применения специфического митогенного фактора.

3. Установлено, что оптимальные темпы замещения дефекта костным регенератом к 9 месяцу эксперимента на собаках наблюдаются при имплантации в костные дефекты ПЛ, наполненного ГАП с плотностью композиции 0.38-^0.42. Формирование новообразованной губчатой костной ткани проявляет отчётливые тенденции созревания костного матрикса, и формирования на периферии дефекта пластинчатой кости.

Внедрение результатов исследования

Полученные данные используются в учебном процессе ФГУ «Центральный научно-исследовательский институт стоматологии и челюстно-лицевой хирургии Росмедтехнологий», на кафедре патофизиологии стоматологического факультета ГОУ ВПО «Московский государственный медико-стоматологический университет Росздрава».

Апробация диссертации.

Материалы диссертации доложены на XI ежегодном научном форуме «Стоматология 2007» посвященном 45-летию ЦНИИС (Москва, 2007), на

третьей международной конференции «Болезни цивилизации в аспекте учения В.И.Вернадского» (Москва, 10-12 октября 2005) и др.

Диссертационная работа апробирована на совместном заседании сотрудников отделения экспериментальной имплантологии и отделений ФГУ «Центральный научно-исследовательский институт стоматологии и челюстно-лицевой хирургии Росмедтехнологий».

Публикации

По теме диссертации опубликовано 8 научных работ, в том числе 2 в центральной печати.

Объем и структура диссертации

Диссертация написана на 139 страницах машинописного текста, состоит из введения, 5 глав, выводов, практических рекомендаций, списка использованной литературы, в том числе 55 отечественных авторов и 137 иностранных. В диссертации представлено 6 таблиц и 56 рисунка.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ Методы лабораторных исследований

Исследование проведено в 2 этапа. На 1-м этапе в лабораторных условиях in vitro изучены свойства поверхности ПЛ и ПЛ, наполненного ГАП (ПЛ+ГАП). В качестве носителей для МСК тестировали используемый в травматологии и ортопедии в качестве имплантациоиного материала 1 -«чистый» ПЛ и 2 - ПЛ, содержащий 30% (по весу) ГАП (ПЛ+ГАП).

Биорезорбируемые композиты изготавливались на основе аморфного ПЛ (0,Ь-полилактид, Medisorb® 100 DL HIGH IV) с молекулярной массой Mw~ 100000 производства компании Alkermes (Бостон, МА, США)

Минеральным наполнителем являлся порошкообразный (размер частиц ~ R2 мкм) синтетический ГАП - Са10(РО4)6(ОН)2 производства фирмы ЗАО НПО "Полистом" (г. Москва). Технология получения композиций ПЛ и ПЛ+ГАП для лабораторных исследований in vitro (в том числе со стволовыми клетками) заключалась в следующем. В матрице пресс-формы вручную формировали композицию, состоящую из ПЛ и наполнителя: ГАП. Гранулы ПЛ охлаждались в среде жидкого азота в течение 3 минут. После чего помещались в кофемолку и измельчались до состояния пудры. Компоненты композиции взвешивались на аналитических весах. Затем их тщательно перемешивали в фарфоровой ступке с добавлением этанола для улучшения смешения. После этого композицию просушивали в вакуумной сушилке при комнатной температуре в течение 60 минут. Образцы получали методом прямого компрессионного прессования на гидравлическом прессе с применением съёмной пресс-формы. Для лабораторных исследований с использованием клеточных технологий были изготовлены пластинки из ПЛ и ПЛ+ГАП размером 15 х 15 мм и толщиной 1,5 мм.

Для производства имплантатов в экспериментальных исследованиях на собаках использовался разработанный [Попов В.К. и соавт., 2004] способ получения биорезорбируемых пористых минерал-полимерных композитов, однородно наполненных ГАП непосредственно в среде сверхкритического диоксида углерода (ск-С02). Для изготовления имплантатов заданной формы, плотности и пористости, соответствующая тефлоновая пресс-форма в металлическом каркасе, содержащая тщательно перемешанную смесью исходных порошков ПЛ и ГАП, помещалась в реактор высокого давления, который затем заполнялся ск-С02 при давлении 10 МПа и температуре 40°С. В результате были получены образцы биорезорбируемых минерал-полимерных имплантатов в виде таблеток диаметром 20 и высотой 10 мм, представленных на рис.1.

Рис.1. Имплантаты из пористых биорезорбируемых мииерал-полимерных композитов (ПЛ/ГАП) синтезированные в ск-ССЬ. а - имплантаты округлой формы диаметром 20мм с толщиной 10мм в центре и 6 мм по краям, б - микроструктура имплантатов (СЭМ).

Для дальнейших исследований in vivo были изготовлены образцы двух типов с разной плотностью: 1-й тип — р = 0.46^0.50 г/см3, и 2-й тип - р = 0.38-0.42 г/см3.

На 1-м этапе исследования полученные пластинки ПЛ и ПЛ+ГАП изучены по следующим показателям: фактура поверхности, ее цитотоксичность по отношению к фибробластам и МСК костного мозга, эффективность прикрепления клеток к поверхности и их способность к пролиферации. Далее изучена способность МСК к индукции остеогенной дифференцировки по показателям экспрессии щелочной фосфатазы, формирования коллагена первого типа и образования остеогенных узелков.

Для оценки цитотоксичиости тестируемых материалов и их влияния на эффективность прикрепления и пролиферации клеток были взяты культуры диплоидных постнатальных фибробластов и клеток стромы костного мозга человека. Клетки культивировали на среде ДМЕМ с добавлением 10% эмбриональной телячьей сыворотки (фирма ПанЭко, РФ) в пластиковых одноразовых флаконах и в 24 или 96-луночных планшетах (фирма Nunk, Дания) при 37°С в условиях насыщающей влажности в атмосфере с 5%С0г.

Эффективность прикрепления клеток к поверхности образцов оценивали по количеству прикрепленных клеток, их морфологии, жизнеспособности и распределению по поверхности образца. В ходе предварительного эксперимента было подобрано оптимальное время для прикрепления МСК и фибробластов к подложке (культуральному пластику). В обоих случаях оно составило - 120 мин. За это время клетки полностью прикреплялись к пластинкам и начинали распластываться.

Для поклеточного метода оценки жизнеспособности in situ применяли окрашивание флуоресцеиндиацетатом и бромистым этидием (ФДА-ЭБ). Эффективность пролиферации клеток на образцах оценивались по количеству клеток, их морфологии и характеру распределения по поверхности образцов. Количество клеток, выращенных на тестируемых образцах, оценивалось двумя способами: прямым подсчетом в камере Горяева и с помощью МТТ-теста. Количество клеток оценивали на 7-е и 14-е сутки культивирования на поверхности тестируемых образцов.

Для индукции остеогенной дифференцировки использовали основной фактор роста фибробластов (ФРФ) (Sigma, США) в концентрации 20 нг/мл и дексаметазон (Dex) (Sigma, США) в концентрации 10"8 М. Оценка остеогенной дифференцировки клеток производилась по интенсивности минерализации и с помощью окраски на щелочную фосфатазу. Цитохимическое выявление щелочной фосфатазы проводили с использованием нафтол-АБ-фосфата и прочного синего PP. Осаждение минерала в матриксе регистрировали по методу Косса. Клетки обрабатывали раствором 1%-водного азотнокислого серебра в течение 20 мин, промывали водой и фиксировали 2,5% раствором тиосульфата натрия.

Для изучения организации клеточного слоя на поверхности композитов методом сканирующей электронной микроскопии образцы пластин с расположенными на их поверхности клетками после 14 дней культивирования фиксировали в 2,5% растворе глутарового альдегида на 0,13 М какодилатном буфере с рН=7,4. Затем их дофиксировали 2%

раствором 0s04) обезвоживали и высушивали методом перехода критической точки на аппарате «Hitachi НСР-2». Полученные препараты наклеивали с помощью токопроводящего клея на столики, напыляли медью в атмосфере аргона на приборе «Balzers SCD 040» и исследовали в сканирующем электронном микроскопе «Philips SEM-515».

Методы изучения заживления костного дефекта под влиянием имплантатов из ПЛ+ГАП с разной пористостью

В матрице пресс-формы вручную формировали композицию, состоящую из ПЛ и наполнителя: ГАП. Гранулы ПЛ охлаждались в среде жидкого азота в течение 3 минут, и измельчались до состояния пудры. Компоненты композиции взвешивали на аналитических весах, тщательно перемешивали в фарфоровой ступке с добавлением этанола; просушивали в вакуумной сушилке. Образцы получали методом прямого компрессионного прессования на гидравлическом прессе с применением съёмной пресс-формы. В результате применения данной технологии получены образцы минералнаполненного ПЛ в виде таблеток диаметром 20 и высотой 10 мм. Образцы были двух типов с разной плотностью: 1-й тип - 0.46-Ю.50 г/см3, и 2-й тип - 0.38-0.42 г/см3.

Операцию по имплантации образцов композитов в костную ткань проведены у 6 беспородных собак в возрасте 2-4 лет весом около 8-10 кг. Все манипуляции, произведённые в целях данного эксперимента полностью соответствуют европейской конвенции о защите позвоночных животных, используемых для экспериментов или в научных целях. Под коллипсоловым наркозом с премедикацией седуксеном у собак в условиях операционной вивария выстригали шерсть в области плеча и угла нижней челюсти, скальпелем разрезали кожу, тупым путем раздвигали мягкие ткани до кости. С помощью физиодиспенсора при скорости вращения 300 об/мин с охлаждением водой в середине диафиза плеча делали отверстие шириной 10 мм до костно-мозгового канала. В отверстие вставляли один из имплантатов,

предварительно адаптировав его диаметр под размер отверстия. Имплантат фиксировали с двух сторон тонкой титановой лигатурной проволокой к кости через отверстия, выполненные физиодиспенсором. Аналогичные процедуры производили в области угла нижней челюсти на границе тела и ветви. Отверстие не затрагивало корни зубов и нижнечелюстной канал. Операцию проводили с обеих сторон, справа вводили имплантаты 1-го типа, слева - 2-го типа. Мягкие ткани укладывали на место, кожу ушивали прерывистыми швами из резорбируемого материала.

Животных выводили из опыта в сроки 6 и 9 месяцев после операции введением избыточной дозы гексенала. Выделяли плечевые кости и нижние челюсти, скелетировали их, выпиливали участки кости в области имплантированного материала вместе с прилежащей костной тканью. Фиксировали в течение 48 часов в 10% нейтрализованном формалине и отмывали в проточной воде от фиксатора. Деминерализация материала происходила в 25% процентном растворе Трилона Б. Удаляли фиксирующие проволочные швы. Дегидратация в спиртах восходящей концентрации, заливка в парафин и изготовление срезов толщиной б -8 мкм на микротоме HG-125 (Microm -ФРГ). На предметное стекло монтировали по 2 - 4 среза, окрашивали гематоксилином и эозином. Визуализация и микрофотосъёмка гистопрепаратов происходила в микроскопе Axioplan 2 (Zeiss - ФРГ). Изучение процесса формирования регенерата при имплантации в костные дефекты композиционного материала происходило по следующим гистоморфологическим критерием: 1 - интенсивность образования в регенерате костных структур; 2 - степень зрелости новообразованной костной ткани по характеру организации трабекулярных систем и дифференциации костного матрикса; 3 - отношение удельного веса соединительнотканной и костной компонент регенерата; 4 - темпы резорбции имплантационного материала по морфологическим критериям.

Обработка полученных результатов проведена на компьютере IDM PC Pentium IV с использованием пакета прикладных программ - Statistica. Для оценки достоверности различий между различными группами использовался непараметрический метод (Wald-Wolfowitz runs test), динамика внутри группы оценивалась Т-тестом (t-test for dependent samples). Цифровые данные, полученные в ходе исследований, подвергались статистической обработке с использованием t-критерия Стьюдента. Различия между группами считали достоверными t>2 и при р<0,05.

Результаты собственных исследований и их обсуждение

В результате проведенного исследования было установлено, что введение ГАП в состав ПЛ, несмотря на тщательное смешивание, не приводит к равномерному распределению минерала в композите, кристаллы группируются с образованием участков с ГАП различной формы и размером до 500 мкм. Эти участки перемежаются с зонами чистого ПЛ. Объединение кристаллов в конгломераты является известным фактом и объясняется их высокой поверхностной энергией (т.н. укрупнение кристаллов - эффект Освальда).

Исключительно важным показателем была оценка цитотоксичности образцов с помощью МТТ - теста (окрашивание клеток 3-(4,5-диметилтиазолил-2)-2,5-дифенилтетразолий бромидом). Как чистый ПЛ, так и наполненный ГАП не проявлял токсичности ни по отношению к фибробластам кожи ни к МСК, что послужило основанием для продолжения исследований с использованием клеточных технологий. Следующим показателем была эффективность прикрепления клеток к поверхности композитов. Средний уровень прикрепления клеток обнаружен для образцов ПЛ и ПЛ+ГАП, он был существенно ниже, чем тот же показатель прикрепления клеток к пластику лунки (контроль). Было показано, что введение ГАП в состав ПЛ существенно, в 1,5 раза, увеличивает число прикрепившихся клеток к поверхности композита, что является, безусловно,

полезным результатом для дальнейшего использования клеточных технологий на практике. Пролиферация МСК на поверхности композитов является следующим важным показателем. Было показано, что прирост клеток для образца чистого ПЛ был слабый. Введение ГАП в ПЛ приводило к существенному увеличению степени пролиферации МСК, что объясняется наличием на поверхности кристаллов ГАП. На поверхности образцов ПЛ+ГАП суммарное количество клеток на образцах превышало таковое в контроле, что может быть связано как с увеличением поверхности, пригодной для роста клеток, так и со стимулирующим действием ГАП на МСК.

При помощи окрашивания клеток акридиновым оранжевым было видно, что на образцах ПЛ и ПЛ+ГАП за 14 дней культивирования клетки слабо контурируются из-за неровности рельефа и взаимного наложения. Чтобы удостовериться в присутствии жизнеспособных клеток, проведены дополнительные эксперименты по их окрашиванию с помощью метода ФДА-ЭБ, который является высоко специфичным тестом на живые клетки, которые окрашиваются в зеленый цвет, а погибшие - в красный. На препаратах определяется плотный зеленый «ковер» из живых клеток. Полученные данные свидетельствуют о том, что ПЛ, наполненный ГАП обладает необходимыми свойствами для формирования на поверхности слоя МСК, которые активно пролиферируют и за 14 дней достигают плотного монослоя. Эти клетки под влиянием основного фактора роста фибробластов и дексаметазона подвергаются остеогенной дифференциации со всеми присущими для этого процесса признаками: экспрессией щелочной фосфатазы, синтезом минерализующегося коллагена-1 и образованием остеогенных узелков.

Таким образом, минералнаполненный ПЛ является биорезорбируемым композитом, который обладает всеми необходимыми свойствами для костной пластики. Результаты лабораторных исследований были учтены в

экспериментальном разделе работы, задами которого были существенно расширены с учетом ее доклинической направленности.

Экспериментальные исследования были проведены на собаках, которым имплантировали пористый ПЛ, содержащий 30% по весу ГАП производства ЗАО НПО «Полистом».

В отличие от предыдущего лабораторного исследования поверхность имплантатов для собак мы не заселяли МСК. Обосновывали это тем, что имплантаты были введены молодым животным в костную ткань, в которой костный мозг, надкостница и жировая ткань содержат достаточное количество МСК. Являясь аутологичными, эти МСК наиболее эффективны для остеогенеза, тем более, что как свидетельствуют данные литературы, ГАП содержащийся в ПЛ, способствует размножению и дифференцировке клеток в остеогенном направлении.

В работе применены имплантаты в виде таблеток диаметром 20 и высотой 10 мм из ПЛ+ГАП с двумя разными показателями пористости, что отразилось на их плотности: 1-й тип - 0.46-Ю.50 г/см3, и 2-й тип - 0.38+0.42 г/см3.

Анализ полученных данных дал нам возможность помимо предположений придти к вполне конкретным и объективным заключениям, которые отвечают задачам, поставленным в настоящем исследовании.

В процессе формирования регенерата в костном дефекте вновь образующаяся ткань проходит определённые стадии, вначале формируется соединительнотканная основа регенерата, она расценивается как остеогенная ткань. Эта ткань имела определённые особенности: для неё было характерно образование сплетений из пучков коллагеновых фибрилл с относительно небольшим числом фибробластов, за исключением случаев, когда имело место образование лимфомакрофагальных инфильтратов. Между тяжами этой соединительной ткани определялись широкие пространства, либо свободные от структурных элементов («пустые» пространства), либо содержащие различных размеров и формы включения ячеистого либо

мелкозернистого слабо окрашенного вещества, который расценивали, как «остатки нерезорбировавшегося композиционного материала». Отметим, что помимо описанных «пустот» между соединительно-тканными тяжами мы наблюдали в ряде случаев, особенно на 6 месяце эксперимента обширные «пустые» территории в центральных отделах регенерата.

Образование таких полей обусловлены наличием в тканевом материале не рассосавшихся фрагментов имплантационного материала, либо с тем, что процесс его резорбции in vivo, напротив, был настолько быстрым, что замещения композиции регенератом в таких её участках не наступало. Резорбирующиеся имплантационные материалы, в частности на основе ГАП, как правило, свидетельствуют о себе образованием депозитов слабо окрашенного либо опалесцирующего ячеистого, либо мелкозернистого вещества. Естественно, что если речь идёт о ГАП, то после декальцинации на стадии гистологической обработки тканевых объектов в препаратах он отсутствует. По-видимому, в имплантационный материал проникают элементы тканевой жидкости, в частности, белки и гликозаминогликаны, что определяет окраску депозитов имплантационного материала. Поэтому мы сочли правомочным сопоставлять обе структурные детерминанты (депозиты нерезорбировавшегося композиционного материала и «пустые» пространства) в группах наблюдений.

Оценка степени дифференциации костной компоненты регенерата проводили, опираясь на величину костных трабекул, их организацию в трабекулярные системы, степень зрелости костного матрикса. Чем более ранней являлась стадия созревания регенерата, тем более примитивными выглядели костные трабекулы, их матрикс обычно был лишён выраженной волокнистости, а клетки располагались в нём иррегулярно, ещё не приобретая вытянутую форму остеоцитов.

По мере созревания, костные трабекулы становились всё более вытянутыми и широкими, они принимали форму аркад, объединялись в узко-или широкопетлистую сетку костного регенерата. Исследование не показало

полного замещения композиционного материала костным регенератом, в его составе обнаруживались включения соединительной ткани. Для определения этих пропорций проведен анализ микрофотограмм с гистопрепаратов, полученных в различных группах наблюдений с применением принципов морфометрии. В фотошопе на микрофотограммах с помощью Lasso выделяли костные структуры и соединительнотканную компоненту регенерата, а так же «пустые» пространства и определяли на гистограммах величину их площадей. По отношению полученных показателей к площади регенерата вычисляли удельный вес означенных структурных детерминант в процентах (табл. 1).

Таблица 1

Морфометрические показатели в группах наблюдений

Локализация костного дефекта Доля структурных детерминант регенерата в %%

Новообразованная костная ткань Соединительная ткань Площадь «пустых» пространств

Плеч, кость 6 м 30-35 35-40 30-35

Н/чел 6 м 10-15 20-25 45-50

Плеч . кость 9 м. 20 -25 45-50 20 -25

Н/чел 9 м. 20-25 45-50 25-30

Плеч . кость . 6 м 10-15 30-35 45-50

Н/чел 6 м 10-15 30-35 45-50

Плеч . кость 9 м. 65-75 15-30 10-15

Н/чел 9 м. 15-20 40-50 25-30

Через 6 месяцев после имплантации композиции ПЛ с ГАП с плотностью материала 0.46-Ю.50 в гистологических препаратах наблюдались картины резорбции композиции с сохранением некоторой части её остатков в составе регенерата. При этом отмечалась интимная связь вещества композиции с новообразованными соединительнотканными и костными структурами. Местами наблюдалось проникновение новообразованного костного матрикса остеоидного типа в депозиты композиции и создавалось впечатление её оссификации. Не обнаруживалось признаков патологических процессов, возникших в ответ на имплантирование пластического материала.

Лишь в отдельных наблюдениях в краевой зоне материнской кости отмечались картины умеренно выраженной рарефикации, и кое-где в соединительнотканной строме регенерата встречались небольшие очаговые лимфомакрофагальные инфильтраты, остаточные проявления асептических воспалительных реакций на травмирующие воздействие операции имплантации.

В нижней челюсти регенерат лишь частично замещал композиционный материал. Костные структуры преобладали в его пристеночных участках, где они спаяны с материнской костью. В составе центральных отделов регенерата преобладала груботяжистая соединительная ткань, только некоторую его часть составляло новообразованное костное вещество, изредка оформленное в трабекулярные системы с фиброзным костным матриксом (рис.2 а, б).

Рис.2а. Микрофотограмма. Нижняя челюсть, бмес. Врастание

соединительнотканных тяжей в пластический материал. Мелкоячеистая субстанция пластического материала с включениями новообразованного костного вещества вблизи от края материнской кости. XI00.

Рис.2б. Микрофотограмма. Нижняя челюсть, 6 мес. Матрикс костной трабекулы имеет грубоволокнистый характер. К трабекуле прилежат тяжи

клеточноволокнистой соединительной ткани и депозиты композиции. Х400.

Соотношения структурных детерминант регенерата в дефектах плечевой кости к 6 месяцам наблюдений были следующие: доля площади новообразованной кости составила - 30 - 35%, соединительной ткани - 35 -

40%, «пустых» пространств - 30 - 35%. В нижней челюсти эти показатели составили: для костной ткани 10 - 15%, соединительной ткани - 20 - 25%, «пустых» пространств - 45 - 50%.

Для 9-месячных сроков наблюдений было типичным интенсивное формирование в дефектах плечевой кости и нижней челюсти регенерата, превалирующая часть которого была представлена юными костными трабекулами, между которыми располагались островки рыхлой либо более фибриллизированной соединительной ткани. Типичным было наличие в костном регенерате депозитов нерезорбировавшегося композиционного материала в виде мелко зернистого либо крупно ячеистого оксифильного вещества. Нередко в таких депозитах имплантационного материала наблюдалось отложение новообразованного костного, обычно остеоидного вещества.

К 9 месяцу наблюдений доля новообразованной костной ткани регенерата в регенерате дефекта плечевой кости составляла 20 - 25%, соединительной ткани - 45 - 50%, «пустых» пространств - 20 - 25%. В дефектах нижней челюсти доля структурных детерминант регенерата составляла: для новообразованной костной ткани - 20 - 25%, соединительной ткани - 45 - 50%, «пустых» пространств - 25 - 30%. Таким образом, различия в удельном весе структурных детерминант регенерата в дефектах плечевой кости и нижней челюсти к 9 месяцу наблюдений нивелировались.

При имплантации композиции с плотностью 0.38+0.42 регенерат, заполнивший дефекты плечевой кости, к 6 месяцу состоял преимущественно из соединительной ткани, включающей в себя остатки нерезорбировавшегося композиционного материала, а так же отложения незрелого новообразованного костного вещества. С увеличением сроков наблюдения до 9 месяцев наблюдалось созревание новообразованных костных структур. Новая костная ткань имела губчатое строение, большинство трабекулярных систем имели фиброзное строение матрикса. Одновременно некоторая часть пристеночно расположенных новообразованных костных структур

регенерата проявляла тенденцию созревания, о чём свидетельствовало появление участков пластинчатого матрикса.

Резко увеличивался по сравнению с 6-месячным сроком наблюдений этой группы и соответствующим сроком группы с имплантацией в дефект плечевой кости композиции, имеющей плотность 0.46-0.50, удельный вес новообразованных костных структур. Одновременно, снижался удельный вес соединительнотканной компоненты и «пустых пространств».

Следовательно, имплантация в костные дефекты композиционного материала из ПЛ с ГАП с плотностью 0.38-0.42 позволяет получить в дефектах плечевой кости более совершенное замещение имплантированного материала костным регенератом, который к 9-му месяцу наблюдений организуется в трабекуляриые системы губчатой костной гкани и проявляет отчётливые тенденции созревания костного матрикса, приобретая в пристеночных участках пластинчатое строение.

В костных дефектах нижней челюсти процесс замещения имплантата костной тканью происходит гораздо медленнее и новообразованная кость до 9 месяца опыта остаётся несовершенной (рис.За, б).

Рис.За Микрофотограмма. Нижняя челюсть, 9 месяцев. В грубоволокнистом матриксе новообразованных костных трабекул регенерата видны отложения

нерезорбировавшегося композиционного материала. Х200.

Рис.Зб. Микрофотограмма. Нижняя челюсть, 9 месяцев. Мощные новообразованные костные трабекулы заполняют периферические отделы дефекта. На остальном протяжении в дефекте -рыхлая соединительная ткань. В матриксе новообразованной костной ткани отложения нерезорбировавшегося композиционного материала. Х50._,

V-»-1,; . I л

ВЫВОДЫ

1. Полилактид в чистом виде и наполненный ГАП не токсичен по отношению к фибробластам кожи, а также стволовым мезенхимальным клеткам костного мозга и способен сохранять их жизнеспособность длительное время.

2. Композит из Полилактида позволяет стволовым мезенхимальным клеткам прикрепляться к его поверхности, активно пролиферировать и не препятствует их дифференцировки в остеогенном направлении при использовании специфических стимулов: основного фактора роста фибробластов и дексаметазона.

3. Введение в состав Полилактида мелкодисперсного ГАП увеличивает как число прикрепившихся клеток к поверхности композита, так и остеогенный потенциал стволовых мезенхимальных клеток костного мозга, о чем свидетельствует существенное увеличение числа клеток, экспрессирующих щелочную фосфатазу, коллагена 1-го типа и формирующих остеогенные узелки после применения специфического митогенного фактора.

4. По данным экспериментального гистоморфологического изучения тканевого материала и морфометрического анализа, оптимальные результаты по темпам замещения дефекта костным регенератом получены к 9 месяцу эксперимента при имплантации в костные дефекты Полилактида, наполненного ГАП с плотностью 0.38+0.42см3. В регенерате формируется новообразованная губчатая костная ткань, которая проявляет отчётливые тенденции к созреванию костного матрикса, о чём свидетельствует появление в костном матриксе на периферии костного дефекта участков пластинчатого строения.

5. В костных дефектах угла нижней челюсти процесс замещения имплантатов из Полилактида, наполненного ГАП костной тканью

происходит гораздо медленнее, чем в дефектах плечевой кости, что объясняется функциональными и структурными различиями костей, а также скоростью репаративной регенерации костей лицевого скелета.

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

1. Для клинической апробации рекомендуется применение имплантатов из пористого полилактида однородно наполненного ГАП, оптимальная величина пор создает плотность композита р = 0.38^-0.42 г/см3. Для производства имплантатов из полилактида используется среда сверхкритического диоксида углерода (ск-ССЬ) при котором совмещаются процессы синтеза, экстракции токсичных примесей и формирования пористой структуры полимерных композитов в одном технологическом цикле.

2. Рекомендуется введение в состав полилактида мелкокристаллического синтетического ГАП, который способствует прикреплению, размножению и остеогенной дифференцировке мезенхимальных стволовых клеток костного мозга.

3. Пористый полилактид, наполненный ГАП рекомендуется для заполнения костных дефектов в челюстно-лицевой области.

Список работ, опубликованных по теме диссертации

1. Заживление костного дефекта в присутствии пористого полилактида наполненного гидроксиапатитом в эксперименте // Материалы третьей международной конференции «Болезни цивилизации в аспекте учения В.И.Вернадского». - М., 10-12 октября 2005. - С. 235-236 (в соавт. с Поповым В.К., Докторовым A.A., Воложиным А.И.).

2. Возможности применения стволовых мезенхимальных клеток костного мозга в стоматологии // «Актуальные вопросы стоматологии» Материалы межрегиональной научно-практической конференции,

посвященной 100-летию создания Саратовского одонтологического общества. - Саратов, 2005. - С. 113-115. (в соавт. с Воложиным А.И., Татаренко-Козьминой Т.Ю., Денисовом-Никольским Ю.И., Мальгиновым H.H., А.А.Докторовым).

3. Реакция костной ткани на имплантацию в кость пористого полилактида, по данным сканирующей микроскопии в эксперименте // Биомедицинские технологии (репродукция тканей и биопротезирование). -М., 2006. - С. 138-153. (в соавт. с Поповым В.К., Докторовым A.A., Воложиным А.И).

4. Применение мезенхимальных стволовых клеток для придания остеоиндуктивных свойств имплантационным материалам // Материалы ежегодной всероссийская и международная конференции РАМН «Стволовые клетки и перспектива их использования в здравоохранении». М., 2006. - С.56-58. (в соавт. Воложиным А.И., Денисовым-Никольским Ю.И., Докторовым A.A., Татаренко-Козьминой, Матвеевой В.Н., Мальгиновым H.H., Холодовым C.B., Вольпертом У.В.).

5. Технология применения мезенхимальных стромальных клеток для усиления остеоинтеграции имплантационных материалов // Материалы 5-й международной конференции «Высокие медицинские технологии XXI века. - М., 2006. - С. 29. (в соавт. Денисовым-Никольскиим Ю.И., Татаренко-Козьминым Т.Ю., Воложиным А.И., Лосевым Ф.Ф., Докторовым A.A., Мальгиновым H.H., Холодовым C.B., Вольпертум У.В., Е.Н.Фроловой).

6. Разработка конструкций из мезенхимальных стволовых клеток (МСК) и полилактида, наполненного гидроксиапатитом. // Российский вестник дентальной имплантологии. - 2007. - №3/4 (15\16), С 36-41. (в соавт. с Жарковым A.B., Докторовым А.И., Холодовым C.B., Воложиным А.И.)

7. Характеристика пролиферативных свойств стволовых клеток костного мозга на поверхности титана и золота // Материалы XI

ежегодного научного форума «Стоматология 2007» посвященного 45-летию ЦНИИС. - М, 2007. - С. 226 - 229. (в соавт. Воложиным А.И., Денисовым-Никольским Ю.И., Докторовым A.A., Мальгиновым H.H., Лосевым Ф.Ф., Татаренко-Козьминой Т.Ю., Б.А.Жилкиным, Д.В.Тетюхиным, Вольпертом У.В., О.О.Янушевичем, Е.Н.Фроловой, Г.А. Воложиным).

8. Процессы регенерации в костных дефектах при имплантации в них композиционного материала различной плотности на основе полилактида наполненного гидроксиапатитом (экспериментально-морфологическое исследование) // Стоматология. - 2009 - №1. - С. 1723 (в соавт. Кулаковым A.A., A.C. Грнгорьяном,, Л.И. Кротовой, В.К. Поповым, А.И. Воложиным).

Для заметок

Заказ № 58/01/09 Подписано в печать 15.01.2009 Тираж 100 экз. Усл. пл. 1,5

ООО "Цифровичок", тел. (495) 797-75-76; (495) 649-83-30 I,С^Чj www.cfr.ru ; e-mail:info@cfr.ru

Актуальность

В практической медицине, в том числе, в стоматологии, челюстно-лицевой хирургии и травматологии, используются резорбируемые и биостабильные композиционные материалы для замещения костных дефектов после травмы, удаления опухолей, устранения врожденных и приобретенных дефектов костей лицевого скелета, в дентальной имплантологии, при лечении зубов (Воложин А.И. и соавт., 2000-2008; Григорьян А.С. и соавт., 2000,2003а,б; Кулаков А.А. и соавт., 2007). Среди резорбируемых остеопластических материалов большое распространение получили композиты, состоящие из коллагена и синтетического минерала, гидроксиапатита и трикальцийфосфата. К ним относится серия материалов: Колапол, Гапкол и др., которые обладают высокой степенью биосовместимости, технологичны при изготовлении, имеют невысокую стоимость, обладают хорошими остеопластическими свойствами.

В механизме остеопластического действия этих материалов основная роль принадлежит их остеокондуктивным свойствам. Недостатком материалов является низкая способность инициировать построение костной ткани из-за отсутствия специфических стимуляторов-остеоиндукторов (морфогенетических протеинов и др.). Высокая скорость резорбции этих материалов не позволяет новообразованной костной ткани своевременно заполнять образовавшиеся пространства. В связи с этим продолжительность реабилитации пациентов после оперативного вмешательства отличается длительностью и, кроме того, повышается риск послеоперационных осложнений. С целью придания этим материалам свойств инициировать построение костной ткани в их состав вводят компоненты межклеточного матрикса: гиалуроновую кислоту, хондроитин-сульфат (И.С. Мальгинова, 2004), неколлагеновые костные белки и другие компоненты. Тем не менее, высокая скорость резорбции коллагенсодержащих остеопластических материалов является их существенным недостатком, который устраняется применением синтетических биорезорбируемых полимеров, в первую очередь, полилактида (ПЛ). Скорость его резорбции зависит от молекулярной массы и пористости: с их увеличением возрастает интенсивность биодеградации в тканях (Huang Н., Zhao Y., Liu Z., 2003; Tsuji H., 2003; Chosa N., Taira M., Saitoh S., 2004). Повысить остеопластическую эффективность применения пористого ПЛ возможно путем введения в его состав синтетического гидроксиапатита (ГАП), который усиливает остеокондуктивные свойства материала. Что касается остеостимулирующих свойств минералнаполненных пористых композитов на основе ПЛ, то с этой целью применяются современные клеточные технологии и в первую очередь, мезенхимальные стромальные клетки (МСК) костного мозга, нанесенные на поверхность композита. Эти клетки, дифференцированные в остеогенном направлении, продуцируют костные факторы роста и способствуют построению кости из собственных клеток-предшественников со стороны материнского ложа. Исследований в качестве имплантационного материала ПЛ с разной пористостью, содержащего ГАП с применением современных клеточных технологий применительно к стоматологии и челюстно-лицевой хирургии проведено не было, что послужило основанием для выполнения настоящей работы.

Цель исследования: изучить и обосновать на основании лабораторных и экспериментальных исследований остеопластических свойств плотных и пористых композиций полилактида наполненных синтетическим ГАП и с использованием МСК костного мозга эффективность их последующего применения в челюстно-лицевой хирургии.

Задачи исследования:

1. Разработать методику формирования слоя культивированных костных клеток на поверхности остеопластического материала ПЛ из МСК костного мозга.

2. Сформировать слой МСК и культивированных костных клеток на поверхности остеопластического материала ПЛ.

3. Провести оценку адгезивных свойств и пролиферативной активности культивированных костных клеток на материале ПЛ.

4. Оценить жизнеспособность костных клеток в динамике их культивирования на поверхности остеопластического материала ПЛ, наполненного ГАП

5. В эксперименте на собаках (продолжительностью до 9 месяцев) определить скорость резорбции композита ПЛ с разной пористостью и наполненного ГАП в дефекте челюсти и трубчатой кости скелета.

6. Изучить особенности репаративных процессов в дефекте челюсти и трубчатой кости скелета при использовании имплантата из минералнаполненного ПЛ с различной пористостью.

Научная новизна

Впервые установлено, что «чистый» ПЛ и в композиции с ГАП не токсичен по отношению к фибробластам кожи и МСК и способен сохранять их жизнеспособность длительное время.

Впервые показано, что композит из ПЛ позволяет МСК прикрепляться к его поверхности, активно пролиферировать и не препятствует дифференцировки в остеогенном направлении при использовании основного фактора роста фибробластов и дексаметазона.

Впервые установлено, что введение в состав ПЛ мелкодисперсного ГАП увеличивает число прикрепившихся клеток к поверхности композита и остеогенный потенциал МСК, о чем свидетельствует существенное увеличение числа клеток, экспрессирующих щелочную фосфатазу, коллагена 1-го типа и формирующих остеогенные узелки.

Впервые установлена жизнеспособность костных клеток в динамике их культивирования на поверхности ПЛ, наполненного ГАП.

Показано, что в дефекте челюсти скорость резорбции композита ПЛ, наполненного ГАП с разной пористостью происходит медленней чем в плечевой кости.

Доказано, что оптимальные результаты по темпам замещения дефекта костным регенератом через 9 месяцев эксперимента при имплантации в костные дефекты пористого композиционного материала из ПЛ, наполненного ГАП наблюдаются при его плотности 0.38-Ю.42, когда в регенерате формируется новообразованная губчатая костная ткань, проявляющая отчётливые тенденции к созреванию костного матрикса.

Практическая значимость

Для производства имплантатов из ПЛ однородно наполненных ГАП показано преимущество способа их получения непосредственно в среде сверхкритического диоксида углерода (ск-СОг), при котором совмещаются процессы синтеза, экстракции токсичных примесей и формирования пористой структуры полимерных композитов в одном технологическом цикле и на одном оборудовании.

Введение в состав пористого ПЛ мелкокристаллического ГАП повышает способность композита, введенного в кости собаки, инициировать построение костной ткани. Заселение МСК поверхности имплантата из ПЛ, наполненного

ГАП способствует прикреплению к их поверхности и остеогенной дифференцировке.

Для последующих клинических испытаний следует учитывать, что в костных дефектах угла нижней челюсти процесс замещения имплантатов из ПЛ, наполненного ГАП костной тканью происходит гораздо медленнее, чем в дефектах плечевой кости.

Научные положения, выносимые па защиту

1. Доказано отсутствие токсичности чистого и наполненного синтетическим ГАП ПЛ по отношению к фибробластам кожи и МСК костного мозга. Выявлена высокая способность этих клеток прикрепляться в поверхности композитов, пролиферировать и дифференцироваться в остеогенном направлении под влиянием основного фактора роста фибробластов и дексаметазона.

2. Установлено увеличение под влиянием ГАП в композиции с ПЛ остеогенного потенциала МСК, экспрессия клетками щелочной фосфатазы, коллагена 1-го типа и формирования остеогенных узелков после применения специфического митогенного фактора.

3. Установлено, что оптимальные темпы замещения дефекта костным регенератом к 9 месяцу эксперимента на собаках наблюдаются при имплантации в костные дефекты ПЛ, наполненного ГАП с плотностью композиции 0.38-Ю.42. Формирование новообразованной губчатой костной ткани проявляет отчётливые тенденции созревания костного матрикса, и формирования на периферии дефекта пластинчатой кости.

Внедрение результатов исследования

Полученные данные используются в учебном процессе ФГУ «Центральный научно-исследовательский институт стоматологии и челюстно-лицевой хирургии Росмедтехнологий», на кафедре патофизиологии стоматологического факультета ГОУ ВПО «Московский государственный медико-стоматологический университет Росздрава».

Апробация диссертации.

Материалы диссертации доложены на XI ежегодном научном форуме «Стоматология 2007» посвященном 45-летию ЦНИИС (Москва, 2007), на третьей международной конференции «Болезни цивилизации в аспекте учения В.И.Вернадского» (Москва, 10-12 октября 2005) и др.

Диссертационная работа апробирована на совместном заседании сотрудников отделения экспериментальной имплантологии и отделений ФГУ «Центральный научно-исследовательский институт стоматологии и челюстно-лицевой хирургии Росмедтехнологий».

Публикации

По теме диссертации опубликовано 8 научных работ, в том числе 2 в центральной печати.

Объем и структура диссертации

Диссертация написана на 139 страницах машинописного текста, состоит из введения, 5 глав, выводов, практических рекомендаций, списка использованной литературы, в том числе 55 отечественных авторов и 137 иностранных. В диссертации представлено 6 таблиц и 56 рисунка.

ВЫВОДЫ

1. Полилактид в чистом виде и наполненный ГАП не токсичен по отношению к фибробластам кожи, а также стволовым мезенхимальным клеткам костного мозга и способен сохранять их жизнеспособность длительное время.

2. Композит из Полилактида позволяет стволовым мезенхимальным клеткам прикрепляться к его поверхности, активно пролиферировать и не препятствует их дифференцировки в остеогенном направлении при использовании специфических стимулов: основного фактора роста фибробластов и дексаметазона.

3. Введение в состав Полилактида мелкодисперсного ГАП увеличивает как число прикрепившихся клеток к поверхности композита, так и остеогенный потенциал стволовых мезенхимальных клеток костного мозга, о чем свидетельствует существенное увеличение числа клеток, экспрессирующих щелочную фосфатазу, коллагена 1-го типа и формирующих остеогенные узелки после применения специфического митогенного фактора.

4. По данным экспериментального гистоморфологического изучения тканевого материала и морфометрического анализа, оптимальные результаты по темпам замещения дефекта костным регенератом получены к 9 месяцу эксперимента при имплантации в костные дефекты Полилактида, наполненного ГАП с плотностью 0.38-Ю.42см3. В регенерате формируется новообразованная губчатая костная ткань, которая проявляет отчётливые тенденции к созреванию костного матрикса, о чём свидетельствует появление в костном матриксе на периферии костного дефекта участков пластинчатого строения.

5. В костных дефектах угла нижней челюсти процесс замещения имплантатов из Полилактида, наполненного ГАП костной тканью происходит гораздо медленнее, чем в дефектах плечевой кости, что объясняется функциональными и структурными различиями костей, а также скоростью репаративной регенерации костей лицевого скелета.

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

1. Для клинической апробации рекомендуется применение имплантатов из пористого полилактида однородно наполненного ГАП, оптимальная о величина пор создает плотность композита р = 0.38-Ю.42 г/см . Для производства имплантатов из полилактида используется среда сверхкритического диоксида углерода (ск-СОг) при котором совмещаются процессы синтеза, экстракции токсичных примесей и формирования пористой структуры полимерных композитов в одном технологическом цикле.

2. Рекомендуется введение в состав полилактида мелкокристаллического синтетического ГАП, который способствует прикреплению, размножению и остеогенной дифференцировке мезенхимальных стволовых клеток костного мозга.

3. Пористый полилактид, наполненный ГАП рекомендуется для заполнения костных дефектов в челюстно-лицевой области.