Автореферат и диссертация по медицине (14.01.14) на тему:Сравнительная характеристика методов костной пластики дна верхнечелюстной пазухи с помощью тканеинженерной конструкции ММСК ЖТ и остеопластических материалов

На правах рукописи

Шураев Александр Игоревич

СРАВНИТЕЛЬНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА МЕТОДОВ КОСТНОЙ

ПЛАСТИКИ ДНА ВЕРХНЕЧЕЛЮСТНОЙ ПАЗУХИ С ПОМОЩЬЮ ТКАНЕИНЖЕНЕРНОЙ КОНСТРУКЦИИ ММСК ЖТ И ОСТЕОПЛА СТИЧЕСКИХ МА ТЕ РИАЛОВ

14.01.14. - «Стоматология»

Автореферат

Диссертации на соискание ученой степени Кандидата медицинских наук

31 ЯНВ 2013

Москва - 2012

005048880

Работа выполнена в ФГБУ "Центральный научно-исследовательский институт стоматологии и челюстно-лицевой хирургии" Министерства Здравохранения Российской Федерации

Научные руководители:

Член. корр. РАМН, Заслуженный деятель науки РФ.,

д.м.н., профессор, Анатолий Алексеевич Кулаков

д.б.н., профессор Дмитрий Вадимович Гольдштейн

Официальные оппопенты:

Ярыгин Константин Никитич - член.-корр. РАМН, доктор медицинских наук, профессор, заведующий лабораторией клеточной биологии НИИ биомедицинской химии им. В.Н Ореховича РАМН и лабораторией клеточных технологий и тканевой инженерии НИИ общей патологии и патофизиологии РАМН.

Миргазизов Марсель Закеевич - д.м.н, профессор кафедры клинической стоматологии и имплантологии Института повышения квалификации ФМБА России.

Ведущая организация: ГБОУ ВПО "Московский государственный медико-стоматологический университет им. А.И. Евдокимова" Минзрава России

Защита состоится "13" февраля 2013 года в 14.00 на заседании Диссертационного совета (Д. 208.120.01) при ФГБОУ ДПО «Институт повышения квалификации Федерального медико-биологического агентства России» по адресу: 125371, г. Москва, Волоколамское шоссе, 91.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ДПО Института повышения квалификации ФМБА России по адресу: 125371, Москва, Волоколамское шоссе, 91

Автореферат разослан 11.01.2013

Ученый секретарь диссертационного совета,

доктор медицинских наук, профессор Е.С. Кипарисова

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ

ММСК ЖТ - мультипотентные мезенхимальные стромальные

клетки жировой ткани

ТИК - тканеинженерная конструкция

РИР (ОТП) - обогащенная тромбоцитарная плазма

В У/ТУ - костная ткань

К.Г//ТУ (РВСТ) - рыхловолокнистая соединительная ткань РЬУ/ТУ - фиброзная ткань ОПТГ - ортопантомограмма КТ — компьютерная томограмма

Общая характеристика работы Актуальность исследования

Восстановление костной ткани остается сложной и актуальной задачей для современной хирургической стоматологии и челюстно-лицевой хирургии. В последние годы ведутся активные поиски имплантационного материала, который по своим свойствам мог бы соответствовать аутокости. Продолжают разрабатываться методики по устранению дефицита костной в области дна верхнечелюстной пазухи. Одной из самых распространенных методик увеличения высоты альвеолярного отростка является синус-лифтинг. (Васильев A.B., 2004; TestoriT., FrancettiL, UedaM., 2008); Большое значение в развитии операций на верхней челюсти с целью последующей внутрикостной имплантации имели теоретические и практические исследования проведенные Н. Tatum (Tatum.,1993;). На основании данных этих исследований можно говорить об эффективности таких операций.

Чаще всего в стоматологической практике используют остеоиндуктивные материалы на основе гидроксиапатитов, в частности биологического происхождения. В настоящее время тканевая инженерия является одной из наиболее молодых отраслей в медицине, базирующейся на принципах трансплантации тканей. Используемый в ней междисциплинарный подходнаправлен в первую очередь на создание новых биокомпозиционных материалов для восстановления утраченных функций отдельных тканей или органов в целом (Yamada Y et al., 2012;). Основные принципы данного подхода заключаются в разработке и применении при имплантации в поврежденный орган или ткань носителей из биодеградирующих материалов, которые используются в сочетании

либо с донорскими клетками и/или с биоактивными веществами (Sun X et al., 2008;).Технологии тканевой инженерии позволяют создавать тканевые эквиваленты костной ткани, используя аутогенные стромальные клетки, нанесенные на биосовместимый синтетический или биологический материал- тканеинженерные конструкции. Механизм регенерации основан на восстановлении утраченной в результате заболевания или травмы костной ткани за счет пролиферации, дифференцировки трансплантируемых клеток, а так же активизации собственных репаративных процессов в зоне поражения после трансплантации тканеинженерной конструкции.Мультипотентные мезенхимальные стромальные клетки взрослого организма (ММСК) являются оптимальными для применения в практической медицине, которые наилучшим образом подходят для регенерации костной ткани; обладают способностью к направленной дифференцировке в стволовые остеогенные клетки предшественники, а высокая скорость пролиферации ММСК позволяет нарастить достаточное количество клеток для трансплантации (GuoX. étal., 2004 и др.). Одним из перспективных источников ММСК является ЖТ.Трансплантируемая в зону дефекта тканеинженерная конструкция, позволит добиться восстановления утраченной ткани в результате пролиферации и дифференцировки трансплантируемых клеток. Использование тканеинженерных конструкций на основе ММСК ЖТ позволит сократить сроки лечения больных с выраженным дефицитом костной ткани в области дна верхнечелюстной пазухи.

Цель исследования Повышение эффективности хирургического лечения пациентов с выраженной атрофией альвеолярного отростка в проекции дна верхнечелюстной пазухи с помощью тканеинженерной конструкции

на основе мезенхимальных стромальных клеток, выделенных из жировой ткани (ТИК ММСК ЖТ). Задачи исследования

1. Сравнить морфологическую характеристику костного регенерата, полученного при проведении дентальной имплантации после выполненного синуслифтинга с помощью остеопластических материалов - Вю-Озб, Остеоматрикса с ТИКЖТ

2. Провести количественный анализ полученного регенерата на основание гистоморфологического исследования.

3. Провести сравнительный анализ результатов лечения при рентгенологическом обследовании пациентов с ТИК ММСК ЖТ, Вю-Обб и Остеоматрикс

4. Оценить качественные характеристики костного регенерата при применении ТИК ММСК ЖТ, Вю-ОБв и Остеоматрикс для увеличениее высоты альвеолярного отростка в проекции дна верхнечелюстной пазухи.

Научная новизна исследования

Впервые в клинической практике проведен сравнительный гистоморфологический и рентгенологический анализ результатов хирургического лечения с использованием тканеинженерной конструкции на основе мезенхимальных стромальных клеток, выделенных из жировой ткани (ТИК ММСК ЖТ) и остеопластических материалов Вю-Обб и Остеоматрикс в области дна верхнечелюстной пазухи.

Впервые выявлено,что объем костного регенерата, полученного при проведении операции аугментации верхнечелюстной пазухи ТИК ЖТ оставался неизменным.

Качественные характеристики костного регенерата, полученного при трансплантации ТИК ММСК ЖТ позволяют проводить операцию внутрикостной имплантации через 4 месяца.

Практическая значимость

Использование ТИК ММСК ЖТ для устранения дефицита костной ткани в области дна верхнечелюстного синуса позволяет сократить сроки реабилитации пациентов.

Данные настоящего исследования подтверждают перспективу использования ММСК ЖТ для повышения эффективности хирургического лечения пациентов с атрофией костной ткани в проекции дна верхнечелюстной пазухи..

Личный вклад

Непосредственное участие автора в проведении всех операций по аугментации верхнечелюстных пазух, морфологическом исследовании, написании научных статей, оформлении и написании диссертационной работы.

Научные положения, выносимые на защиту

1. Тканеинженерная конструкция, состоящая из остеоплатического материала "Остеоматрикс" и культуры мультипотентных мезенхимальных стромальных клеток жировой ткани, обладает необходимыми остеоиндуктивными и остеокондуктивными свойствами для устранения дефицита костной ткани в области дна верхнечелюстного синуса.

2. На основании гистоморфологического анализа было выявлено, что процент вновь образованной костной ткани в группе ТИК ММСК ЖТ составляет - более 41%, фиброзной ткани - 8%, в группе сравнения: вновь образованная костная ткань — 15%, фиброзная ткань — 40%.

Внедрение результатов работы в практику

Результаты работы внедрены и применяются в ФГБУ "ЦНИИС и ЧЛХ" Минздравсоцразвития России.

Апробация работы Материалы диссертации доложены на конференциях: На XI Ежегодный научный форум «Стоматология - 2009» (Москва 2009);ХУП Российский национальный конгресс «Человек и лекарство». (Москва 2010); на I Конференции молодых ученых, проводенной ФГБУ'ЦНИИС и ЧЛХ" Минздравсоцразвития России(Москва 2010).

Диссертационная работа апробирована на совместном заседании отделения клинической и экспериментальной имплантологии, отдела ортопедической стоматологии и имплантологии, отдела рентгенологии, отдела амбулаторной хирургической стоматологии, отдела детской челюстно-лицевой хирургии и стоматологии, научно-организационного отдела, отделения пародонтологии, отдела общей патологии ФГБУ "ЦНИИС и ЧЛХ" Минздравсоцразвития России.

Публикации

По теме диссертации опубликовано 4 научных работы в журналах, рекомендованных перечнем ВАК Минобрнауки РФ.

Структура и объем диссертации Диссертация изложена на 101 странице машинописного текста, состоит из введения и четырех глав: обзора литературы, материалов и методов, результатов исследования, обсуждения, выводов и списка литературы, включающего 167 источников (63 отечественных и 104 зарубежных). Диссертация содержит 3 таблицы и иллюстрирована 53 рисунком.

Содержание работы Материалы и методы В исследовании принимали участие пациенты с выраженной атрофией альвеолярного гребня верхней челюсти, дефицитом костной ткани в области дна верхнечелюстной пазухи, верифицированной рентгенологически по KT. При включении пациента в клиническое исследование минимальная высота костной ткани в области дна верхнечелюстного синуса составляла 0,8 мм, максимальное значение не превышало 4 мм. С целью исключения различных патологических процессов верхнечелюстных пазух каждый пациент, включенный в исследование проходил консультацию у оториноларинголога. Согласно данным клинико-рентгенологического обследования, сбора анамнеза, совместно с врачом ортопедом согласовывался индивидуальный план лечения.

Одним из основных критериев включения в клиническое исследование являлась подписанная форма информированного согласия на участие в исследовании.

Выбор материала - носителя - "Остеоматрикса" был обоснован ранее проведенными экспериментальными исследования (Волков A.B., Алексеева И.С., Кулаков A.A., Гольдштейн Д.В., Шустров С.А., А.И. Шураев, Арутюнян И.В., Бухарова Т.Б., Ржанинова A.A., Большакова Г.Б., Григорьян A.C. 2010 гг). Пациенты были разделены на две группы (основная и сравнения).

Для получения стромально-васкулярной фракции жировую ткань (СВФ ЖТ) выделяли из липоаспирата, полученного у пациентов в области передней брюшной стенки. Липоаспирацию проводили под местной инфильтрационной анестезией по стандартной методике в области передней брюшной стенки: проводили гидропрепаровку мягких тканей физиологическим

раствором с добавлением адреналина и лидокаина, затем через разрез в 3-5 мм вводили канюлю со шприцом и проводили забор жировой ткани. Обогощенная тромбоцитарная плазма (ОТП) использовалась для предотвращеня вымывания клеток с носителя. Для получения ОТП осуществляли забор крови, далее проводили центрифугирование в тчение 10 мин при скорости 1100 об/мин. Супернатант, содержащий плазму крови с тромбоцитами, переносили в новую пробирку. Тромбоциты осаждали центрифугированием при скорости 3600 об/мин. в течение 15 мин и ресуспензировали осадок в половине объема супернатанта. Выделение клеток проводили согласно стандартному протоколу (КЛУеншег1, А.УетрпсЬ, В.РгепсЬ, 2006). Остеогенная дифференцировка проводили в течение 14 суток по стандартному протоколу. В качестве носителя для изготовления ТИК ЖТ использовали материал «Остеоматрикс» (ООО «Конектбиофарм», рег. удостов. ФС по надзору в сфере здравоохранения и социального развития № ФС 01033997/2696-05). Материал представляет собой высокоочищенный костный матрикс с сохраненными коллагеновым и минеральным компонентами и природной архитектоникой. «Остеоматрикс» использовался в виде крошки и блоков размером ~ 5x5x5 мм. На материал - носитель наслаивали смесь культуры клеток и обогащенной тромбоцитами плазмы (РИР), содержащую 7х10б клеток в смЗ, и по каплям добавляли раствор тромбина 50 Ед/мл на 10% растворе хлорида кальция до полимеризации.

Основная группа (12 человек). Синус-лифтинг проводился с использованием тканеинженерной конструкция на основе аутогенных мезенхимальных стромальных клеток жировой ткани с преддифференцировковкой в остеогенном направлении мультипотентными мезенхимальными стромальными клетками

жировой ткани (ММСК ЖТ); у 50% пациентов из данной группы проведена операция двусторонней аугментации верхнечелюстных пазух. С приминением ТИК ММСК ЖТ, установлено 40 имплантатов системы Bicon и 6 имплантатов системы Astra-Tech. Группа сравнения (86 пациентов). В группу сравнения вошли пациенты, котрые были разделены на две подгруппы: первая подгруппа - было проведено увеличение высоты альвеолярного отростка в области дна верхнечелюстной пазухи с использованием материала BioOss + PRP, вторая подгруппа увеличение высоты альвеолярного отростка в области дна верхнечелюстной пазухи было проведено с использованием Остеоматрикс+ PRP.

В первой подгруппе (80 пациентов) при аугментации верхнечелюстных пазух применялся «Bio-Oss spongiosa»Geistlich (Швейцария) у 24 (30%) пациентов была проведена двустороння аугментация, а у 56 (70%) пациентов аугментация верхнечелюстной пазухи проведена с одной стороны. Во второй подгруппе (6 пациентов) применялся Остеоматрикс (Россия), в 100% случаев аугментация верхнечелюстных пазух пациентам была проведена с одной стороны. В группе сравнения установлено 387 имплантов системы Bicon, Astra-Tech, Semados, Xive. В клиническом исследовании приняли участие пациенты от 20 до 60 лет. (табл. 1)

Таблица 1

Характеристика пациентов по полу и возрасту в зависимости от вида использованного материала при

Пол Возраст

20-29 30-39 40-49 50-59

мужчины женщины мужчины женщины мужчины женщины мужчины женщины

ТИК ММСК ЖТ 1 - - 5 2 4

Bio-Oss - 2 2 7 18 28 11 12

Остеоматрикс - - - 1 5

При аугментации верхнечелюстного синуса с использованием материала - носителя Остеоматрикс (Конектбиофарм, Россия) в сочетании с мультипотентными мезенхимальными стромальными клетками жировой ткани (ММСК ЖТ) внутрикостная имплантация проводилась через 4 мес., а при применении Bio-Oss (Geitsgliht, Швейцария) и Остеоматрикс (Россия) - через 6 мес. Сроки проведения дентальной имплантации после трансплантации ТИК ЖТ, и имплантации Bio-Oss и Остеоматрикс, были обусловлены результатами ранее проведенного эксперименального исследования по регенерации костей черепа кроликов при имплантации остеоиндуктивных материалов и трансплантации ТИК (Волков А.В, Алексеева И.С., Кулаков A.A., Гольдштейн Д.В. 2010 гг).

Операции аугментации верхнечелюстных пазух выполнялись по протоколу проведения открытого синус-лифтинга.

Оперативное вмешательство проводилось под комбинированной премедикацией: за 30 мин. до операции внутримышечно вводилось 2,0 мл седуксена, 2,0 мл анальгина, 2,0 мл тавегила, 0,5 мл 0,1% атропина. Также проводилась проводниковая и инфильтрационная анестезия 2%-ным раствором Ultracain DS Forte с добавлением 1:100000 раствора адреналина.

Разрез слизистой и надкостницы проводился по гребню альвеолярного отростка или несколько небно в области отсутствующих зубов, дополнительно проводились вертикальные разрезы по вестибулярной поверхности альвеолярного гребня, отступя на ширину одного зуба дистально и медиально. Распатором проводилось отслаивание слизисто-надкостничного лоскута для создания доступа к верхнечелюстному синусу. После оценки анатомических особенностей с помощью алмазного шаровидного бора

и прямого наконечника с обильной ирригацией физиологическим раствором ЫаС1 на скорости 20000 об/мин формировалось костное окно округлой или овальной формы на глубину пока не визуализировалась слизистая пазухи. После подлома костной пластинки с помощью специальных кюрет проводилась отслойка слизистой оболочки пазухи с целью достижения мобильности слизистой и формирования полости. В сформированную полость вводился остеопластический материал. После заполнения полости остеопластическим материалом слизисто-надкостничный лоскут адаптировали к ложу, накладывали швы. После применения ТИК ММСК ЖТ при аугментации верхнечелюстного синуса операция внутрикостной имплантации проводилась через 4 мес., а в наблюдении с использованием Вю-С^ и Остематрикса операция внутрикостной имплантации была проведена через 6 мес. Перед операцией имплантации все пациенты проходили повторное клинико-лабораторное обследование. Операция внутрикостной имплантации проводилась под комбинированной премедикацией и местным обезболиванием. Через 4 месяца после внутрикостной имплантации всем пациентам было проведено рациональное протезирование с помощью несъемных конструкций.

Гистологические методы. Для изучения характеристик костного регенерата через 4 месяца после проведения трансплантации ТИК ЖТ и 6 месяцев после имплантации Вю-0$5 и Остеоматрикса проводили гистологическое исследование. Образцы тканей забирались 2 мм трепаном в виде столбиков. Забор образцов тканей проводился перед формированием ложа для установки дентального имплантата. Морфометрический анализ вновь образованного костного регенерата проводился на выбранных случайным образом гистологических срезах с помощью

программного обеспечения Random. Непосредственно после извлечения образцы тканей фиксировались в 10%-ном нейтральном формалине ("Biooptica", Italy) 48 ч. После промывки в проточной воде биопсийный материал декальцинировался в растворе соляной/муравьиной кислоты ("Biooptica", Italy) в течение 8 ч. Далее образцы подвергались стандартной гистологической проводке и заливались в парафин (Гистомикс Экстра, Биовитрум, Германия). Гистологические срезы получались на микротоме ("Leica", Germany) с шагом в 7 мкм. Срезы окрашивались гематоксилином и эозином по Бокку и по Массон-Голднеру. Морфометрический анализ проводился с использованием метода ЗО-морфометрии (программное обеспечение "Image-Pro", США) и заключался в определении объемных процентах костной ткани(ВУ/ТУ), рыхло-волокнистой соединительной ткани (RfV/TV), фиброзной ткани (FbV/TV), относительно всех тканей в регенерате. Доли тканевых компонентов регенерата получали как отношение площадей компонентов к общей площади поля зрения и представляли в процентном отношении.

Рентгенологическое исследование. За время клинического исследования на этапах лечения было обследовано 98 пациентов с дефектами зубных рядов в дистальных отделах верхней челюсти. Изучено 305 ортопантомограмм и 212 компьютерные томограммы (табл.2). Исследование проводилось на цифровом ортопантомографе (ORTHOPHOS XG 5 DS; Sirona,Germany) и конусном компьютерном томографе ("NEW ТОМ 3G", Italy). Рентгенологическое исследование проводилось на этапе планирования операции аугментации верхнечелюстной пазухи, через 6 месяцев после трансплантации Bio-Oss или Остеоматрикс,и через 4 месяца после трансплантации ТИК ММСК ЖТ непосредственно перед проведением операции

внутрикостной имплантации. Контрольное рентгенологическое исследование в основоной группе проводилось через 12, 24 и 36 месяцев после трансплантации ТИК. В группе сравнения рентгенологическое исследование проводилось через 12 месяцев после имплантации остеопластических материалов.

При оценке состояния верхнечелюстных синусов (128 пазух), после проведения синус-лифтинга, особое внимание уделялось реакции со стороны слизистой оболочки пазухи, а также на качество вновь образованной костной ткани. Оценена структура вновь образованного регенерата, а также взаимодействие имплантированного материала с материнской костной костью (табл.3).

Таблица 2

Общее колличество ОПТГ и КТ выполненных на этапах реабилитации пациентов.__

Материал Количество пациентов Количество ОПТГ проведенных на этапах лечения Количество КТ проведенных на этапах лечения

ТИК МСК ЖТ 12 41 27

Вю-Озэ 80 246 167

Остеоматрикс 6 18 18

ИТОГО: 98 305 212

Таблица 3

Рентгенологическая характеристика костного регенерата и реакции слизистой оболочки на имплантированный материал

Материал Структура материала Граница между материалом и материнской Реакция слитстой оболочки верхнечелюстной на п хи

однородная неоднородная Прослеживается Не прослеживается Бе1 изменений Гипертрофирована

ТИК МСК ЖТ (12 чел) 41,6% 583% 25% 75% 66% 34%

В1о-Оз$ (80 чел) 20% 80% 100% 0% 65% 35%

Остеоматрикс (6 чел) 19% 81% 95% 5% 69% 31%

Результаты собственных исследований

Всего за время проведения клинического исследования получено и оценено гистоморфологически 80 единиц столбчатой биопсии, 24 - при использовании ТИК ММСК ЖТ, 41 - при применении Вю-Обб и 15 единиц при использовании Остеоматрикс (Россия). У всех пациентов, участвовавших в клиническом исследовании, трансплантация тканеинженерной конструкции привела к формированию костной ткани и последующему успешному проведению внутрикостной имплантации.

Эффективность использования тканеинженерной конструкции на основе ММСК ЖТ определяли с помощью сравнения данных рентгенологического исследования и гистологического исследования столбчатой биопсии.

По данным рентгенологического исследования, проведенного через 4 месяца после трансплантации ТИК ЖТ, среднее значение увеличения кости по высоте после трансплантации ТИК ЖТ составило 10 мм, что позволило провести внутрикостную имплантацию. Костный регенерат по плотности соответствовал неизмененной костной ткани. Сформированная костная ткань, сливалась с костной тканью альвеолярного отростка. При проведении контрольного КТ-исследования через 36 месяцев после трансплантации объем костного регенерата не менялся.

По данным рентгенологического исследования, проведенного через 6 месяцев после имплантации Вю-Овв: среднее значение увеличение высоты составило 8 мм, регенерат имел неоднородную структуру, отличающуюся по плотности от кости альвеолярного отростка, отмечалось наличие мелких включений диаметром - 1-2 мм повышенной плотности. При имплантации Остеоматрикса: регенерат имел однородную структуру, повышенной плотности,

прослеживалась граница между регенератом и материнской костью, среднее значение увеличения высоты альвеолярного отростка составило 7,5 мм. Объем костного регенерата в обоих случаях через 12 месяцев после увеличения высоты альвеоялярного отростка не менялся.

При гистологическом исследовании через 4 мес. после трансплантации тканеинженерной конструкции определялось, что костный регенерат состоял преимущественно из зрелой пластинчатой костной ткани. Доля костной ткани составила 41,13%, а фиброзной - не более 10%. Среди балок губчатой кости определяются включения материала (9,39%), которые находятся в тесном контакте с новообразованной костной тканью и часто включены в ее архитектонику (рис 1). Рыхлая волокнистая соединительная ткань (РВСТ) заполняло все межбалочное пространство и содержала значительное количество сосудов (38,6%). Депозиты фибрина составили 2,44%, фиброзная ткань 8,43% Значительных инфильтративных, гигантоклеточных и воспалительных реакций на материал не выявлено (рис 1).

□ Кость 41 .1 3%

□ Материал 9,39%

□ Депозиты

фибрина 2,44 %

П Фиброзная ткань 8,43%

И РВСТ 38,60%

Рис. 1.Состав костного регенерата. Морфологическое исследование операционно-биопсийного материала пациентов через 4 мес. после трансплантации ТИК

Рис. 2. Окраска по Малори Рис. 3. Окраска гематоксилин-эозин Гистологическое исследование костного биоптата.

В - новообразованная костная ткань

М - материал;

Ret - ретикулярная строма костного мозга

На представленных гистологических препаратах определяется (Рис. 2,3): образование зрелой губчатой костной ткани с достаточно васкуляризированной ретикулярной стромой костного мозга. В толще костных балок включены гранулы остеопластического материала, включенного в архитектонику костных балок. Воспалительной и гигантоклеточной инфильтрации не отмечается.

Результаты гистоморфологического исследования при применении Bio-Oss и Остеоматрикс.

При статистической обработке данных морфометрического анализа образцовкостного регенератачерез 6 месяцев после имплантации остеопластического материала Bio-Oss и Остеоматрикс. Большая часть регенерата Bio-Oss состояла из фиброзной ткани (40,77%), доля нерезорбируемого материала составила 33,26%, депозиты фибрина - 11,63%. Костная ткань была представлена в основном ретикуло-фиброзной, незрелой и недостаточно минерализованной

тканью, доля которой была значительно меньше других составляющих структуру регенерата образований и составила 14,34%(рис. 4)

□ Костная ткань 14,34%

□ Материал

33,26%

□ Депозиты фибрина 11,63%

□ Фиброзная ткань 40,77%

Рис. 4 Морфологическое исследование онерационно-биопсийного материала пациентов через 6 мес. после трансплантации Вш-Oss.

Рис. 5. Гистоморфологическое исследование костного биоптата.

К - костная ткань;

М - костнопластический материал (Вю-Оэз)

Большая часть регенерата Остеоматрикс также состояла из фиброзной ткани - 38%, доля нерезорбируемого материала составила 28%, скопления фибрина (депозиты) - 18%. Доля вновь образованной костной ткани составила -16%. Костный регенерат представлен нерезорбируемым материалом Остеоматрикс вокруг которого хорошо выражена фиброзная ткань без признаков формирования костной ткани.

□ Костная

□ Фиброзная ткань 38%

□ Депозиты

ткань 1 6% И Материал 28%

18%

Рис. 6 Морфологическое исследование операционно-биопсийного материала пациентов через 6 мес. после трансплантации Остеоматрикс.

Рис. 7. Гистоморфологическое исследование костного биоптата.

К - костная ткань;

М - костнопластический материал (Остеоматрикс) В исследовании была проведена сравнительная оценка хорошо известных и широко применяемых осеопластических материалов Вю-Овэ, Остеоматрикс и новой методики применения тканеинженерной конструкции на основе мультипотентных мезенхимальных стромальных клеток жировой ткани. Клиническое исследование проводили на базе ФГУ «ЦНИИС»

Минздравсоцразвития совместно с ЗАО «РеМеТэкс».

Эффективность используемых методик лечения основывалась на клинических наблюдениях в послеоперационном периоде, данных рентгенологического обследования, лабораторных методов диагностики. Наряду с рентгенологическими методами исследования, особое значение уделяется прямым доказательным методам, таким как гистоморфологическое исследование костного

К

М

регенерата, в результате чего на сегодняшний день становится очевидно, что остеоиндуктивные материалы не могут обеспечить объемную долю губчатой кости в месте имплантации выше, чем 1824% через 6 мес. после синус-лифтинга (ОаНпс1о-МогепоР, Могепо-Иеэ^а!, АуПа-ОгйгО, РасНа1-Мо1таМ,. с1 а1), тогда как трансплантация аутокости или тканеинженерных конструкций на основе остеогенных клеток предшественников вне зависимости от типа носителя обеспечивают от 24 до 40% костной ткани в структуре регенерата в течение такого же срока (ЬатЬегЦ7, Ьёопаг<1А, БпопР. с1.а1). Осложнения

В основной группе через 8 месяцев после трансплантации ТИК ММСК ЖТ и через 4 месяца после операции внутрикостной имплантации у 17% (2 пациента) наблюдалось выраженное утолщение слизистой оболочки верхнечелюстной пазухи. После проведения антибактериального лечения состояние улучшилось. В группе сравнения во второй подгруппе при трансплантации материала Остеоматрикс через 8 месяцев после аугментации и через 4 месяца после проведения внутрикостной имплантации также отмечалось выраженное утолщение слизистой оболочки пазухи у 67% (4 пациентов) после проведения антибактериального лечения состояние нормализовалось.

Выводы

1. В клиническом исследовании показана и обоснована возможность применения тканеинженерной конструкции, состоящей из биорезорбируемого матрикса и преддифферинцированных в остеогенном направлении культуры ММСК ЖТ при операциях аугментации верхнечелюстных пазух.

2. Установлено, что через 4 месяця после трансплантации ТИК ММСК ЖТ в области дна верхнечелюстной пазухи регенерат состоит из новообразованной костной ткани - 41%. При имплантации материалов Вю-Овв и Остеоматрикс доля вновь образованной костной ткани в регенерате составила 14% и 16% соответственно.

3. Рентгенологическое исследование, проведенное через 4 месяца после трансплантации ТИК ММСК ЖТ показало, что костный регенерат по плотности соответствует неизмененной костной ткани. Рентгенологическое исследование, проведенное через 6 месяцев после имплантации Вю-Овв: регенерат имел неоднородную структуру, отличающуюся по плотности от кости альвеолярного отростка, отмечалось наличие мелких включений диаметром - 1-2 мм повышенной плотности. При имплантации Остеоматрикса: регенерат имел однородную структуру, повышенной плотности, прослеживалась граница между регенератом и материнской костью.

4. Прочность костного регенерата, образованного после трансплантации ТИК ЖТ позволяла проведение внутрикостной дентальной имплантации через 4 месяца.

Практические рекомендации

1. Применение тканеинженерной конструкции в сочетании с мультипотентными стромальными клетками жировой ткани показано при значительном дефиците костной ткани в области дна верхнечелюстного синуса не позволяющего проведение операции внутрикостной имплантации в данной области.

2. Важным фактором при проведении предоперационного планирования является применение компьютерной томограммы, с целью оценки дефицита объема костной ткани

в области дна пазухи, наличия костных перегородок, а также оценки состояния слизистой выстилающей верхнечелюстную пазуху

3. ОПТГ и KT являлись обязательными методами обследования, и выполнялась всем пациентам: при первичной консультации, через 4 мес. после проведения операции аугментации верхнечелюстной пазухи, непосредственно перед операцией внутрикостной имплантации, и через 4 мес. после операции внутрикостной имплантации при применении ТИК МСК ЖТ. При использовании Bio-Oss сроки проведения повторного рентгенологического обследования составляли 6 мес.

Список работ опубликованных по теме диссертации.

1. Волков А.В, Алексеева И.С, Кулаков А.А, Гольдштейн Д.В, Шустров С.А, Шураев А.И, Арутюнян И.В, Бухарова Т.Б, Ржанинова А.А, Большакова Г.Б, Григорьян A.C. Регенерация костей черепа взрослых кроликов при имплантации коммерческих остеоиндуктивных материалов и трансплантации тканеинженерной конструкции// Клеточные технологии в биологии и медицине. -2010. - №2. - С.72-77.

2. Алексеева И.С, Арутюнян И.В, Волков'А.В, Шураев А.И. Применение комбинированного клеточного трансплантата на основе аутологичных мультипотентных стромальных клеток жировой ткани у пациента с выраженным дефицитом костной ткани в области верхней челюсти // Стоматология. -2009. -№6.-С. 32-34.

3. Алексеева И.С., Кулаков A.A., Гольдштейн Д.В., Волков А.В, Шураев А.И. Клинические примеры трансплантации тканеинженерной конструкции для восполнения дефицита костной ткани в области дна верхнечелюстной пазухи //

Институт стоматологии. - 2012. - №1 (54). - С. 45-48.

4. Алексеева И.С., Кулаков A.A., Гольдштейн Д.В., Волков А.В, Шураев А.И. Опыт использования тканеинженерной конструкции для увеличения объема костной ткани на верхней челюсти (срок наблюдения до 21 месяца) //Российский биотерапевтический журнал. - 2012. - №1. - С. 75-78.

Подписано в печать:

09.12.2012

Заказ № 8060 Тираж - 100 экз. Печать трафаретная. Типография «11-й ФОРМАТ» ИНН 7726330900 115230, Москва, Варшавское ш., 36 (499) 788-78-56 www. autoreferat. ru

Актуальность исследования

Значительная атрофия костной ткани альвеолярного отростка верхней и нижней челюстей не позволяет использовать съемные протезы и затрудняет установку имплантатов. Восстановление костной ткани остается сложной и актуальной задачей современной хирургической стоматологии и челюстно-лицевой хирургии.

В последние десятилетия ведутся активные поиски, а также разработаны многие методики по восстановлению дефектов костной ткани в области верхней и нижней челюстей с целью проведения дальнейшей имплантации. Одной из самых распространенных методик увеличения высоты альвеолярного отростка является синус-лифтинг.

При проведении хирургического вмешательства на верхнечелюстной пазухе используются различные материалы, например, деминерализованная лиофилизированная кость, резорбируемый и нерезорбируемый гидроксиапатит, неорганический костный минерал (получаемый из костей крупного рогатого скота) и аутогенная кость. Исследования показывают высокую эффективность применения различных материалов.

При выборе материала для синус-лифтинга необходимо обращать внимание на возраст и состояние здоровья пациента, объем и локализацию пространства, которое нужно заполнить.

Чаще всего в практике используют остеоиндуктивные материалы на основе гидроксиапатитов, в частности - биологического происхождения, деминерализованную лиофилизированную аллогенкую кость, аутогенную кость. Иногда при необходимости заполнения большого объема и создания постоянного каркаса показано добавление небольшого количества плотного нерезорбируемого материала, например, гидроксиапатита. Однако при использовании любого материала скорость достижения эффекта и его степень определяются количеством материала и состоянием здоровья пациента.

Тканевая инженерия - одна из молодых отраслей медицины

Сегодня тканевая инженерия является одной из наиболее молодых и динамичных отраслей медицины. Она базируется на принципах безопасной трансплантации тканей. Используемый междисциплинарный подход направлен, в первую очередь, на создание новых биокомпозиционных материалов для восстановления утраченных функций отдельных тканей или органов в целом [121]. Основные принципы такого подхода: разработка и применение при имплантации в поврежденный орган или ткань носителей из биодеградирующих материалов, которые используются в сочетании либо с донорскими клетками и/или с биоактивными веществами [132].

Обзор основных подходов и технологий тканевой инженерии

Технологии тканевой инженерии позволяют создавать тканевые эквиваленты костной ткани, используя аутогенные клетки костной ткани, нанесенные на биосовместимый синтетический или биологический материал -тканеинженерные конструкции. Механизм регенерации основан на восстановлении утраченной в результате заболевания или травмы костной ткани за счет пролиферации и дифференцировки трансплантируемых клеток, а также - активизации собственных репаративных процессов в зоне поражения после трансплантации тканеинженерной конструкции, достигая, таким образом, органотипической регенерации костной ткани.

Мультипотентные мезенхимальные стромальные клетки взрослого организма (ММСК) оптимальны для применения в практической медицине:

- наилучшим образом подходят для регенерации костной ткани;

- обладают способностью к направленной дифференцировке в стволовые остеогенные клетки предшественники;

- высокая скорость пролиферации ММСК позволяет нарастить достаточное количество клеток для трансплантации [64; 96]. Одним из перспективных источников ММСК является жировая ткань.

Разработка методов восстановления костных дефектов с помощью тканеинженерных конструкций на основе ММСК и резорбируемого матрикса является эффективным и наиболее перспективным решением сложной клинической задачи стимуляции репаративного остеогенеза. Трансплантируемая в зону дефекта тканеинженерная конструкция позволит добиться органотипического восстановления утраченной ткани в результате пролиферации и дифференцировки трансплантируемых клеток, активизации механизмов репарации. Использование тканеинженерных конструкций на основе МСК позволит улучшить и сократить сроки лечения больных с выраженным дефицитом костной ткани в области дна верхнечелюстной пазухи.

Цель исследования

Повышение эффективности хирургического лечения пациентов с выраженной атрофией альвеолярного отростка в проекции дна верхнечелюстной пазухи с помощью тканеинженерной конструкции на основе мезенхимальных стромальных клеток, выделенных из жировой ткани (ТИК ММСК ЖТ).

Задачи исследования

1. Сравнить морфологическую характеристику костного регенерата, полученного при проведении дентальной имплантации после выполненного синуслифтинга с помощью остеопластических материалов - Вю-ОБв, Остеоматрикса с ТИК ЖТ.

2. Провести количественный анализ полученного регенерата на основание гистоморфологического исследования.

3. Провести сравнительный анализ результатов лечения при рентгенологическом обследовании пациентов с ТИК ММСК ЖТ, Вю-Овв и Остеоматрикс.

4. Оценить качественные характеристики костного регенерата при применении ТИК ММСК ЖТ, Вю-Озб и Остеоматрикс для увеличения высоты альвеолярного отростка в проекции дна верхнечелюстной пазухи.

Изучаемые явления

Процесс регенерации костной ткани в области дна верхнечелюстной пазухи после проведения операции синуслифтинга.

Объекты исследования

Костная ткань верхней челюсти в области дна верхнечелюстной пазухи, состояние верхнечелюстного синуса, тканеинженерная конструкция на основе ММСК.

Объем исследования

Анализ данных архива отделения клинической и экспериментальной имплантологии "ЦНИИС и ЧЛХ" Минздравсоцразвития за 2000-2008 гг., проведенных операций синус-лифтинга с использованием костнопластического-пластисческого материала Вю-Овв и аутокости.

Обследование и лечение 50 пациентов с выраженным дефицитом костной ткани в области дна верхнечелюстной пазухи.

Новизна исследования

Впервые в клинической практике проведен сравнительный гистоморфологический и рентгенологический анализ результатов хирургического лечения с использованием тканеинженерной конструкции на основе мезенхимальных стромальных клеток, выделенных из жировой ткани (ТИК ММСК ЖТ) и остеопластических материалов Вю-Овв и Остеоматрикс в области дна верхнечелюстной пазухи.

Впервые выявлено, что объем костного регенерата, полученного при проведении операции аугментации верхнечелюстной пазухи ТИК ЖТ остается неизменным.

Качественные характеристики костного регенерата, полученного при трансплантации ТИК ММСК ЖТ позволяют проводить операцию внутрикостной имплантации через 4 месяца.

Ожидаемые результаты и область применения

Сокращение сроков лечения, улучшение функциональных результатов, уменьшение послеоперационных осложнений. Основными направлениями, в которых планируется использование данного материала, являются челюстно-лицевая хирургия и хирургическая стоматология.

Апробация работы

Материалы диссертации доложены:

1. На XI Ежегодном научном форуме «Стоматология-2009» Москва, 2009 г.

2. На XVII Российском национальном конгрессе «Человек и лекарство», Москва, 12-16 апреля 2010 г. Доклад награжден дипломом.

3. На I Конференции молодых ученых проводимой "ЦНИИС и ЧЛХ" Минздравсоцразвития России - Москва, май 2010 г.

Работа обсуждена на совместном заседании отделения клинической и экспериментальной имплантологии "ЦНИИС и ЧЛХ" Минздравсоцразвития России.

Структура и объем диссертации

Диссертация изложена на 123 страницах машинописного текста, состоит из введения, обзора литературы, материалов и методов, результатов исследования, обсуждения, выводов и списка литературы, включающего 163 источника ( 62 отечественных и 101 зарубежный). В тексте содержится 52 рисунка, 5 таблиц, 3 диаграммы.

выводы

1. В клиническом исследовании показана и обоснована возможность применения тканеинженерной конструкции, состоящей из биорезорбируемого матрикса и преддифферинцированных в остеогенном направлении культуры ММСК ЖТ при операциях аугментации верхнечелюстных пазух.

2. Установлено, что через 4 месяца после трансплантации ТИК ММСК ЖТ в области дна верхнечелюстной пазухи регенерат состоит из новообразованной костной ткани - 41%. При имплантации материалов Вю-Овв и Остеоматрикс доля вновь образованной костной ткани в регенерате составила 14% и 16% соответственно.

3. Рентгенологическое исследование, проведенное через 4 месяца после трансплантации ТИК ММСК ЖТ показало, что костный регенерат по плотности соответствует неизмененной костной ткани. Рентгенологическое исследование, проведенное через 6 месяцев после имплантации Вю-Обб: регенерат имел неоднородную структуру, отличающуюся по плотности от кости альвеолярного отростка, отмечалось наличие мелких включений диаметром - 1-2 мм повышенной плотности. При имплантации Остеоматрикса: регенерат имел однородную структуру, повышенной плотности, прослеживалась граница между регенератом и материнской костью.

4. Прочность костного регенерата, образованного после трансплантации ТИК ЖТ позволяла проведение внутрикостной дентальной имплантации через 4 месяца.

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

1. Применение тканеинженерной конструкции в сочетании с мультипотентными стромальными клетками жировой ткани показано при значительном дефиците костной ткани в области дна верхнечелюстного синуса не позволяющего проведение операции внутрикостной имплантации в данной области.

2. Важным фактором при проведении предоперационного планирования является применение компьютерной томограммы, с целью оценки дефицита объема костной ткани в области дна пазухи, наличия костных перегородок, а также оценки состояния слизистой выстилающей верхнечелюстную пазуху

3. ОПТГ и КТ являлись обязательными методами обследования, и выполнялась всем пациентам: при первичной консультации, через 4 мес. после проведения операции аугментации верхнечелюстной пазухи, непосредственно перед операцией внутрикостной имплантации, и через 4 мес. после операции внутрикостной имплантации при применении ТИК МСК ЖТ. При, использовании Вю-Овв сроки проведения повторного рентгенологического обследования составляли 6 мес.