Введение к работе
Актуальность темы
Остеопластические материалы широко используются в пародонтологии, челюстно-лицевой хирургии и травматологии с целью оптимизации образования костной ткани (Дробышев А.Ю., 2001; Ленина С.А. с соавт., 2003; Кулаков А.А.с соавт., 2007). Эффективность остеопластических материалов во многом обусловлена наличием в их составе минералов с разными свойствами, а так же коллагеновых белков различных типов (Воложин А.И. с соавт., 1993; Friess W., 1998; Краснов А.П. с соавт., 2004). Однако большинство материалов не обладают прогнозируемыми и достаточно выраженными остеопластическими свойствами, особенно у пациентов со слабым репаративным остеогенезом, в силу наследственных или приобретенных качеств и в результате воздействия различных неблагоприятных факторов (Панин А.М., 2003; Кузнецов Г.В., 2004).
Соблюдение условий остеопластики, наличие многостенного костного дефекта, отсутствие воспалительного процесса, хорошая фиксация материала и сочетание различных материалов между собой позволяет получать наилучшие результаты (Панин А.М., 2003). Вместе с тем, остается много неясных моментов связанных с воздействием биоматериалов на остеогенез (Bruck, S.D., Mueller E.P.,1989). В то же время отсутствие на сегодняшний день комплекса оптимальных остеозамещающих материалов, обеспечивающих направленную регенерацию костной ткани, определяет необходимость дальнейших исследований в этом направлении.
Среди биоматериалов, способных перестраиваться является материал «Остеоматрикс», созданный на основе аллокостного коллагена, сульфатированных гликозаминогликанов и гидроксиапатита (Аснина С.А. с соавт., 2004; Панин А.М., 2003; Махова Ф.М., 2008; Лекишвили М.В., Панасюк А.Ф., 2008). Как показали проведённые экспериментальные и клинические испытания, этот материал обладает хорошей биоинтеграцией, высокой биосовместимостью, устойчивостью к биодеградации, способностью выполнять остеокондуктивную функцию. Вместе с тем, мало изучены остеогенные потенции данных биополимеров (Иванов С.Ю. и соавт. 2003; Панин А.М., 2003; Махова Ф.М., 2008).
Продолжается поиск и создание новых остеопластических материалов и изучение их влияния на остеогенез позволит определить наиболее эффективные остеозамещающие материалы, направленных на образование собственной костной ткани, что является актуальным для практической стоматологии.
Цель настоящего исследования:
Оценить эффективность восстановления структуры костной ткани на ранних и поздних этапах остеогенеза при использовании остеозамещающих материалов, содержащих сульфатированные гликозаминогликаны.
Задачи исследования:
-
Изучить в биоптатах костной ткани альвеолярного отростка верхней челюсти крыс содержание инсулиноподобного фактора роста-1, трансформирующего фактора роста-1, основного фактора роста фибробластов- и фактора некроза опухоли- на ранних этапах остеогенеза после имплантации остеопластического материала «Остеоматрикс».
-
В эксперименте оценить процессы минерализации межклеточного матрикса в биоптатах костной ткани верхней челюсти опытных животных по содержанию остеокальцина и щелочной фосфатазы после введения в область дефекта материала «Остеоматрикс» и его модификаций.
-
Исследовать в биоптатах костной ткани верхней челюсти опытных животных содержание факторов роста и белков, участвующих в процессах минерализации после имплантации модифицированного материала «Остеоматрикс» с добавлением бисфосфонатов и повышенного количества кристаллов гидроксиапатита.
-
Сопоставить количество образующихся белков в костных регенератах верхней челюсти опытных животных после имплантации остеопластических материалов, различающихся по составу.
-
Сравнить количество водорастворимых белков и пептидов в костной ткани верхней и нижней челюсти человека в зависимости от пола.
-
По количеству факторов роста, остеопротегерина, фактора некроза опухоли-, аннексина V, растворимого рецептора активации нуклеации каппа В лиганд, активности щелочной фосфатазы и лактатдегидрогеназы оценить влияние остеопластических материалов «Остеоматрикс» и «Биоматрикс» на созревание костной ткани челюстей в зоне их имплантации.
Научная новизна
Впервые в эксперименте определено количество факторов роста инсулиноподобного-1, фибробластов-, трансформирующего-1, белков и пептидов, участвующих в остеогенезе в области костного дефекта при имплантации остеозамещающих материалов, состоящих из коллагена и сульфатированных гликозаминогликанов. Показаны более выраженные остеокондуктивные свойства данных полимеров через неделю после имплантации.
Модификация биоматериала «Остеоматрикс» опосредованное дополнительным введением кристаллов гидроксиапатита и органической небелковой составляющей – бисфосфонатами, приводит к индуцированию синтеза факторов роста - ИФР-1 и ТФР-1 и увеличению количество остеокальцина и щелочной фосфатазы. Ещё большему росту количества исследованных факторов роста и белков, участвующих в минерализации, в регенератах костной ткани животных в эти сроки, способствовал новый остеозамещающий материал «Остеоиндуцин».
Впервые доказано, что количество белков, участвующих в ремоделировании интактной костной ткани верхней и нижней челюсти человека различно. На содержание исследованных показателей влияет половая принадлежность. Для лиц женского пола характерна активность щелочной фосфатазы и повышенное количество белка остеопротегерина, блокирующего остеокластогенез.
Практическая значимость работы
Полученные данные могут использоваться в практической стоматологии для предварительной оценки успешности установки пациенту внутрикостных дентальных имплантатов и других оперативных вмешательств, связанных с предварительной имплантацией остеозамещающих материалов, содержащих коллаген и сульфатированные гликозаминогликаны. Следует учитывать, что вторичный остеогенез в участках замещения остеопластическими материалами, содержащих коллаген и сульфатированные гликозаминогликаны через 3 месяца на нижней и 6 месяцев на верхней челюсти полностью не завершается. В случае имплантации материала «Остеоматрикс» в эти сроки синтез белков, участвующих в ремоделировании костной ткани челюстей человека происходит более интенсивно.
Наилучший остеоиндуктивный эффект на ранних сроках формирования костного регенерата достигается в случае имплантации биоматериалов, содержащих аллокостный коллаген, сульфатированные гликозаминогликаны с увеличенным количеством гидроксиапатита и включением бисфосфонатов, а также имеющих полисахаридную основу.
Основные положения, выносимые на защиту:
-
Имплантация остеозамещающих материалов «Остеоматрикс», «Остеоматрикс»+ГАП, «Остеоматрикс»+БФ, «Биоматрикс» и «Остеоиндуцин» в область дефекта альвеолярного отростка верхней челюсти крыс сопровождается изменениями в количестве факторов роста ИФР-1, ТФР-1, оФРФ-, остеогенного цитокина ФНО-, остеокальцина и щелочной фосфатазы в разные сроки остеорепарации, и их содержание в костных регенератах существенно отличается от данных полученных у животных, которым не проводили имплантацию остеозамещающих материалов.
-
Образование факторов роста и белков, участвующих в минерализации на ранних этапах формирования костного регенерата зависит от вида остеозамещающих материалов, содержащих аллокостный или ксенокостный коллаген и разное количество минеральных компонентов.
-
После имплантации остеопластических материалов «Биоматрикс» и «Остеоматрикс» в альвеолярный отросток верхней и нижней челюсти человека через 6 и 3 месяца соответственно, процесс остеогенеза не завершается, о чём свидетельствует увеличение водорастворимого белка, высокая активность щелочной фосфатазы, повышенное содержание оФРФ- и аннексина V. Процесс остеогенеза сочетается с остеорезорбцией, активируемой повышенным количеством sRANKL.
Внедрение результатов исследования
Результаты исследования внедрены в практическую деятельность поликлиники взрослого отделения хирургической стоматологии на базе стоматологического комплекса МГМСУ, а также используются в научном и педагогическом процессах на кафедрах хирургической стоматологии и челюстно-лицевой хирургии ФПДО и биохимии МГМСУ, кафедры стоматологии РМАПО.
Личный вклад
Автором лично выбрана тема и инициированно проведение данной работы, организовано выполнение всех экспериментальных изысканий на 72 животных, определены методы исследования и этапы выполнения. Автором обследовано 40 пациентов, которым имплантировали в костную ткань верхней и нижней челюсти остеопластические материалы «Остеоматрикс» и «Биоматрикс». Проведён анализ полученных результатов, сделаны научные выводы.
Апробация работы
Результаты исследования докладывались на 10-ом Международном конгрессе «Здоровье и образование в XXI веке», РУДН (Москва, 2009), на заседаниях кафедр хирургической стоматологии и челюстно-лицевой хирургии ФПДО, детской хирургической стоматологии, госпитальной хирургической стоматологии и челюстно-лицевой хирургии, биохимии МГМСУ, кафедры стоматологии РМАПО.
Публикации
По материалам диссертации опубликовано 8 печатных работ, из них 3 публикации – в журналах, рекомендованных ВАК Минобрнауки РФ.
Объём и структура диссертации
Материалы диссертации изложены на 135 страницах машинописного текста. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, главы материалы и методы, глав собственных исследований и обсуждения результатов исследования; выводов, практических рекомендаций и списка литературных источников, который включает 150 источников, из них 100 отечественных и 50 зарубежных авторов. Работа иллюстрирована 19 таблицами и 14 рисунками.
![Дентальная имплантация при недостаточном объеме костной ткани альвеолярной части нижней челюсти [Электронный ресурс]](/i/i/4392/197334.png "Дентальная имплантация при недостаточном объеме костной ткани альвеолярной части нижней челюсти [Электронный ресурс] Литвиненко Андрей Николаевич")
