Введение к работе
з Актуальность проблемы
Актуальной проблемой стоматологии и челюстно-лицевой хирургии является поиск остеопластических материалов для заполнения костных дефектов, в том числе, при выполнении операций на тканях пародонта. С этой целью применяют разнообразные материалы аутогенного, аллогенного, ксеногенного происхождения, синтетические, а также мембраны для направленной регенерации костной ткани. Большое распространение получили костно-пластические материалы на основе коллагена, гидроксиапатита, других фосфорно-кальциевых соединений и с введением в их состав различных бактерицидных компонентов, стимуляторов регенерации и т.д. (В.К. Леонтьев и др., 1995; А.И. Воложин и др., 1996; 1999; B.C. Агапов и др., 1999; С.Г. Курдюмов и др., 2000).
Среди остеопластических материалов исследованы в эксперименте и рекомендованы в практику гелевые композиции (Нидаль А.А.-А., 1997; А.И.Воложин и др., 2002-2005; А.В.Войнов, 2005;В.В.Сарычев, 2005).
Разработаны и предложены в практику различные композиции гелей для костной пластики. В качестве основы геля для введения в ткань рекомендованы полиакриламидный гель, гиалуроновая кислота и коллаген. Эти высокомолекулярные вещества с полимерными свойствами разрешены к применению в клинике в качестве имплантационных материалов. К настоящему времени гели, основанные на полиакриламиде, используются нечасто, так как дают высокий процент осложнений, о чем свидетельствуют данные литературы (А.И. Неробеев, 2002). Более перспективным является применение в качестве гелевой основы гиалуроновой кислоты. Она используется в косметологии и других разделах медицины как наружное средство и при введении в ткань, например, для устранения морщин. Имеется удачный опыт применения геля на основе гиалуроновой кислоты в соединении с гидроксиапатитом для придания этой композиции остеоинтегративных свойств (В.В. Сойфер, 2005).Такой гель способствует новообразованию костной ткани в искусственно вызванных дефектах
челюсти. Гели могут быть использованы для заполнения пространства между мембраной и минерализованными тканями пародонта для направленной регенерации тканей пародонта. Мембраны для направленной регенерации костной ткани широко используют в пародонтологии (Nyman et al., 1982; Drammond et al, 1995; Buns, 1995). Однако необходимо дальнейшее совершенствование гелевых форм материалов, так как в клинических условиях нередко необходимо стимулировать заживление костной раны у пациентов со сниженным репаративным потенциалом, что встречается при иммунодефицитном состоянии, сахарном диабете, патологии печени и т.д.
В связи с этим актуальной проблемой стоматологии и патофизиологии является разработка усовершенствованного варианта остеоинтегративного геля, содержащего остеостимулирующие и остеоиндуктивные факторы. К ним относятся морфогенетические протеины, которые выделены и сравнительно недавно их начали использовать в практической медицине. Очень мало известно о гелях, основанных на коллагене, они используются главным образом в косметологии, офтальмологии. Коллагеновый гель, обладающий остеоиндуктивным свойством, еще не разработан, что является актуальной проблемой медицины. На создание и изучение остеоинтегративной способности таких гелей, основанных на коллагене, содержащем гидроксиапатит и неколлагеновые белки кости, направлена настоящая экспериментальная работа.
Цель. Доклиническая оценка на экспериментальных моделях новой композиции остеоинтегративного геля на основе коллагена, синтетического гидроксиапатита и с введением в его состав неколлагеновых белков кости. Задачи: 1. Оценить динамику заживления костной раны челюсти при использовании коллагенового геля с гидроксиапатитом и неколлагеновыми белками кости в эксперименте на молодых половозрелых крысах.
-
Изучить особенности заживления костной раны челюсти при использовании коллагенового геля с гидроксиапатитом и неколлагеновыми белками кости в эксперименте на «старых» крысах.
-
Определить особенности заживления костной раны челюсти при использовании коллагенового геля с гидроксиапатитом и неколлагеновыми белками кости в эксперименте на «старых» крысах в условиях иммунодефицитного состояния.
-
Изучить характер заживления костного дефекта в челюсти при его заполнении коллагеновым гелем с гидроксиапатитом и неколлагеновыми белками кости в эксперименте на собаках.
-
Дать оценку применения коллагенового геля с гидроксиапатитом и неколлагеновыми белками кости в сочетании с мембраной «Пародонкол» для ускорения заполнения костной раны челюсти в эксперименте на собаках.
Научная новизна
Научной новизной являются данные о том, что введение в костную рану гелевой композиции коллаген/гидроксиапатит/неколлагеновые белки кости (КГ/ГАП/НБК) приводит к сдвигу фаз костной регенерации на более ранние сроки и способствует ускорению заживления дефекта ветви нижней челюсти. Впервые показано, что ускорение репарации костной ткани при введении в рану остеопластического коллагенового геля с НБК проявляется в более раннем заполнении дефекта костными балочками на фоне активной сосудистой реакции и перестройки с участием остеокластов. Регенерация кости нижней челюсти у «старых» крыс с нормальным иммунитетом идет медленнее, чем у молодых животных. Еще больше отстают темпы регенерации кости у старых животных с иммуно дефицитным состоянием. Введение этим животным в костную рану геля, содержащего НБК, приводит к сокращению объема деструктивных изменений и увеличению количества сосудов, врастающих в зону дефекта. Однако полной нормализации
6 репаративного процесса не происходит. Новыми являются данные о том, что сочетанное применение мембраны «Пародонкол» и коллагенового геля, содержащего ГАП и НБК, в области экспериментально воспроизведенных костных дефектов на альвеолярном отростке собак, приводило к ускорению заживления костной раны благодаря построению костного вещества и его оссификации.
Практическая значимость
Разработан и экспериментально апробирован на модели костной раны челюсти крыс и собак состав остеоинтегративного геля на основе коллагена, содержащего синтетический гидроксиапатит и неколлагеновые белки кости. При разработке новых композиций остеопластических гелей для стоматологии и челюстно-лицевой хирургии обоснована необходимость их испытания на экспериментальных моделях костного дефекта челюсти животных с нормальным и сниженным иммунитетом.
Применять коллагеновый гель нового состава с неколлагеновыми белками кости целесообразно в сочетании с мембраной для направленной регенерации костной ткани, которая способствует восстановлению костного дефекта. Рекомендуется проведение клинической апробации коллагенового геля, содержащего синтетический гидроксиапатит и неколлагеновые белки кости геля в стоматологии и челюстно-лицевой хирургии. Соотношение компонентов геля, источники их получения, консистентность и метод стерилизации следует уточнить в соответствии с имеющимся законодательством и условиями применения в клинике.
Основные положения, выносимые на защиту:
1. Ускорение репарации костной ткани при введении в рану челюсти молодых крыс коллагенового геля содержащего гидроксиапатит и неколлагеновые белки кости проявляется в более раннем заполнении дефекта анастомозирующими новообразованными костными
балочками на фоне неоваскулогенеза, активной сосудистой реакции и явлениями перестройки с участием остеокластов. В результате регенерации и перестройки новообразованная костная ткань через 90 сут после нанесения травмы теряет границу с окружающей костной тканью.
Регенерация нижней челюсти у «старых» крыс идет медленнее, чем у молодых животных. Значительно отстают темпы регенерации кости у старых животных с иммунодефицитным состоянием, которым вводили в костную рану коллагеновыи гель, содержащий гидроксиапатит, но без неколлагеновых белков кости. Особенностью регенерации кости у животных с иммунодефицитом является развитие деструктивных процессов и ослабление остеобластической реакции на фоне снижения интенсивности ангиогенеза.
У животных с иммунодефицитным состоянием, которым в костную рану челюсти вводили коллагеновыи гель, содержащий гидроксиапатит и неколлагеновые белки кости, объем деструктивных изменений сокращается, и возрастает количество сосудов, врастающих в зону дефекта.
Применение мембраны «Пародонкол» на основе коллагена и гидроксиапатита способствует осуществлению костно-регенераторного процесса в дефектах альвеолярных отростков собак. Гелевая композиция на основе коллагена и гидроксиапатита, введенная в костные дефекты, оссифицируется, построение костного регенерата в ее присутствии протекает более активно. Сочетанное применение мембраны «Пародонкол» и коллагенового геля, содержащего гидроксиапатит и неколлагеновые белки кости, в область экспериментально воспроизведенных костных дефектов приводит к оптимальному эффекту, который выражается в ускорении заживления костной раны благодаря построению костного вещества и его оссификации.
Апробация работы
Основные положения и результаты исследований по теме диссертации
доложены и обсуждены на III Всероссийской научно-практической
конференции «Образование, наука и практика в стоматологии» 07.02.06 г.;
на совместном совещании сотрудников кафедры госпитальной
терапевтической стоматологии и кафедры патофизиологии
стоматологического факультета ГОУ ВПО МГМСУ Росздрава 27.06.07 г. Личное участие соискателя в разработке проблемы
Все исследования по теме диссертации выполнены соискателем лично или при его непосредственном участии.
Внедрение результатов работы
Результаты исследования внедрены в дальнейшую научную работу на кафедре госпитальной терапевтической стоматологии ГОУ ВПО МГМСУ Росздрава, а также в учебный процесс и научную работу кафедры патологического физиологии стоматологического факультета ГОУ ВПО МГМСУ Росздрава.
Публикации
По теме диссертационного исследования опубликовано 4 научные работы, в том числе 1 работа в журнале, рекомендованном ВАК Минобрнауки РФ.
Объем и структура диссертации.
Диссертация изложена на 141 странице машинописного текста. Состоит из введения обзора литературы и глав «Материалы и методы исследования», «Собственные результаты», обсуждения, заключения, выводов, практических рекомендаций, списка литературы, состоящего из 205 источников, из них 76 отечественных и 129 иностранных. Диссертация иллюстрирована 75 рис.
