Введение к работе
Актуальность исследования. Природные катаклизмы, технизация жизни и военные конфликты неуклонно повышают травматизм челюстно-лицевой области, нередко ведущий к утрате костных тканей. Высока частота заболеваний, приводящих к необходимости оперативного лечения (опухоли, кисты, воспалительные поражения), после которых остаются дефекты костей лицевого скелета. В среднем они составляют около 58 % от всех поражений костей лицевого скелета (Ю. И. Вернадский, 1999; М.Б. Швырков, 2001; В.М. Безруков, В.П. Ипполитов, Г.Л. Могильницкий, 2003).
При заполнении костной полости кровью с последующей фибринизацией сгустка и образованием костеподобной, а затем и костной ткани на его основе, процесс восстановления кости длится от 1,5-2 лет (А. В. Ярошкевич, 1996) до 5 лет (Г. П. Вернадская, 1995).
Накоплен большой опыт костнопластических операций, разработаны десятки путей и способов подготовки и консервации костного материала. Для замещения костных дефектов в последние десятилетия предложены различные небиологические материалы (металлы, керамика, полимеры).
Однако, в ряде случаев использования имплантатов структура восстанавливаемого органа резко отличается от нормальной. После пересадки имплантаты остаются чужеродными элементами и, в лучшем случае, не участвуют в метаболизме организма. Часто имплантаты не могут нести полноценную функциональную нагрузку. Нередко они не создают физиологические условия в функционирующем органе, так как биомеханически несовместимы с тканями реципиента. Из-за этого рано или поздно происходит их отторжение (В. В. Паникаровский, 1963).
При всех успехах трансплантации кости нельзя не указать, что далеко не всегда оперативное вмешательство, необходимое для взятия аутотрансплантата, бывает оправдано, так как при этом вызывается дополнительная травма донорского участка организма, а основным недостатком аллотрансплантации, до настоящего времени считавшейся более перспективной, является проблема иммунной совместимости материала донора и реципиента.
Существуют четыре различных механизма, которые позволяют осуществить восстановление костной ткани: остеокондукция (или "ползущая" замена), остсоиндукция, дистракционный остеогенез по Г. А. Илизарову и остеогенез путем трансплантации витальных костеобразующих клеток.
СПтрвстг «/>,
Костная ткань, как и все мезенхимальные ткани, имеет единую клетку-предшественника. В экспериментах с трансплантацией костного мозга обнаружена его остеогенная активность. При культивировании костного мозга была выделена чистая культура фибробластоподобных клеток, развившихся из клеток-предшественников, которые составляют около 4 % от костномозговых клеток (АЛ. Фриденштейн, К.С. Лалыкина, 1973; А.Я. Фриденштейн, Е.Х. Лурия, 1980; Н.В. Лациник, СЮ. Сидорович, и др., 1980). Существует два пула клеток-предшественников: детерминированный - находящийся в костном мозге и индуцибельный. Последний циркулирует в периферической крови и разносится в различные органы и ткани. Благодаря этому пулу, под действием определенных стимулирующих факторов возникает эктопический остеогенез.
Использование культуры стромальных клеток было бы идеальным вариантом при восстановлении утраченных костных структур. Однако, цена оборудования и расходных материалов при культивировании этих клеток пока настолько велика, что делает широкое клиническое применение данной технологии затруднительной.
Поэтому в клинической практике дефекты костной ткани замещают с помощью аутотрансплантации костного мозга (КМ) (О.М. Сирый, 1987 О.Т. Милиянчук, 1989; W. Besly, 1999).
В последние годы, для замещения дефектов костной ткани используют клетки КМ в сочетании с различными носителями и наполнителями (В. П. Пюрик, 1987; И et al., 1996; Kinoshita et al., 1997). Показаны преимущества, изучены морфологические особенности костных регенератов на разных сроках исследования. Известно, что изменения химического состава (минеральной и органической фаз регенерата) могут серьёзно влиять на характер формирующейся костной субстанции. Введение в состав аутотрансплантата КМ препаратов, содержащих различное количество Са, Р, микроэлементов, обработанные разным способом виды костного матрикса могут значительно изменять свойства заместительного материала и сроки замещения. В доступной литературе мы не обнаружили работ, посвященных биохимическим аспектам регенерации костной ткани при аутотрансплантации КМ в сочетании с различными видами и формами гидроксиапатита (ГА).
Цель исследования: Разработать и внедрить методику замещения дефектов и костных полостей челюстных костей аутотрансплантатами костного мозга в сочетании с препаратами резорбирующегося гидрокспапатита.
Задачи:
Изучить эффективность сочетанного применения аутокостного мозга с препаратами резорбирующегося ГА в эксперименте на животных.
Провести сравнительный биохимический и морфологический анализ костных регенератов, полученных в эксперименте в разные сроки после трансплантации КМ с ГА.
Установить биохимические и морфологические особенности регенерациии костной ткани при использовании ГА и его комбинации с КМ.
Провести сравнительный анаша использования КМ в комбинации с ГА с контрольной группой (без применения заместительных материалов).
Определить клинико-рентгенологичекие и биохимико-морфологические сроки созревания костных регенератов при трансплантации ГА и сочетания КМ с ГА.
Научная новизна:
Впервые проведено экспериментальное исследование возможности использования трансплантатов аутокостного мозга с препаратами ГА и изучены особенности репаративной регенерации после трансплантации КМ в сочетании с препаратами ГА. Установлено, что резорбируемыи ГА оптимально подходит в качестве носителя костномозговых клеток.
Впервые проведен анаше биохимического состава аутотрансплантатов КМ в сочетании с препаратами ГА и костных регенератов, полученных на их основе. Отмечено ускорение накопления органической и минеральной фаз костной ткани и более ранняя минерализация по сравнению с регенератами после трансплантации ГА без КМ.
Впервые проведен сравнительный анализ клинических, рентгенологических, биохимических и морфологических данных после аутотрансплантации КМ с препаратами ГА.
Практическая значимость.
Разработан новый трансплантат для замещения костных полостей в виде комбинации аутологичного КМ с резорбнруемым ГА. Показана эффективность клинического применения предложенной комбинации при замещении полостпых дефектов челюсти по сравнению с заполнением полости кровяным сгустком или ГА без КМ.
Показана целесообразность использования высокочувствительных методик капиллярного электрофореза и установки «Нанофор» для определения количественного состава минеральной фазы образцов костпых регеператов малых размеров.
Использование КМ в сочетании с препаратами ГА приводит к сокращению сроков реабилитации и формированию полноценного регенерата на месте дефекта.-
Апробация работы: Основные материалы диссертации доложены на общеинститутской конференции ЦНИИС, симпозиуме «Полимерные и аллогенные материалы в реконструктивной хиургии челюстно-лицевой области» в рамках VII съезда СтАР, 2002, Российско - Южно - Корейском семинаре-презентации инновационных научно-технических проектов в области биологии (Пущино, 2002).
Диссертация апробирована в ЦНИИС на совместном заседании сотрудников отделений реконструктивной и пластической хирургии с группой имплантологии и эктопротезирования, восстановительной хирургии и микрохирургии лица и шеи, реабилитационно-диспансерного отделения, отделения пародонтологии, клинико-биохимической лаборатории 27 февраля 2004 года.
Научные положения, выносимые на защиту:
Комбинация аутологичного костного мозга с ГА эффективнее, чем чистый ГА влияет на темпы образования костного регенерата. Заполнение костного дефекта препаратом ГА улучшает регенерацию костной ткани, однако, зависит от вида материала и размеров полости. Применение аутологичного КМ в комбинации с ГА влияет на образование костной ткани по всему объёму замещаемого дефекта за счёт присутствующих в КМ клеток-предшекственников.
Биохимические параметры после трансплантации КМ и ГА свидетельствуют о ещё не окончательно завершённом формировании костного регенерата, когда клинически и рентгенологически он представляется полноценным. Наиболее показательными биохимическими критериями после аутотрансплантации КМ с ГА могут служить определение Са/Р молярного коэффициента и содержание сульфата в костном регенерате.
Внедрение результатов исследования.
Результаты работы используются в практической деятельности отделения
восстановительной и пластической хирургии ЦНИИС.
Публикации. По теме диссертации опубликовано 6 научных работ.
Структура и объем диссертации.
Диссертация состоит из введения, обзора литературы, главы «Материалы и методы исследования», глав «Результаты собственных исследований», «Обсуждение полученных результатов», содержащих результаты собственных исследований, заключения, выводов, практических рекомендаций и списка литературы. Диссертация изложена на 121 странице машинописного текста, содержит И таблиц, 34 рисунка. Указатель литературы включает 207 источников, из них отечественных — 97, зарубежных— ПО.
