Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Возможность использования различных по составу и происхождению остеопластических материалов для замещения костных дефектов челюстей 11
1.1 Остеопластические материалы на основе коллагена, применяемые в хирургической стоматологии 11
1.2 Остеопластические материалы на основе гидроксиапатита кальция, применяемые в хирургической стоматологии 14
Глава 2. Материал и методы исследования 22
2.1 Материалы и методы экспериментального исследования 22
2.2 Материал и методы клинической части исследования 25
2.3 Методы статистического анализа 27
Глава 3. Результаты экспериментально-морфологического исследования 31
3.1. Заживление искусственно воспроизведенного дефекта костной ткани под кровяным сгустком (контрольная группа) 31
3.2. Заживление искусственно воспроизведенного дефекта костной ткани после пластики дефекта остеопластическим материалом «Биальгин» (1-я основная группа) 45
3.3. Заживление искусственно воспроизведенного дефекта костной ткани после пластики дефекта остеопластическим материалом «Биопласт-Дент» (2-я основная группа) 58
3.4. Заживление искусственно воспроизведенного дефекта костной ткани после пластики дефекта остеопластическим материалом «Биоситалл» (3-я основная группа) 76
3.5. Изучение реакции мягких тканей при подкожной имплантации изучаемых остеопластических биоматериалов 86
Резюме 87
Глава 4. Результаты клинических исследований 88
4.1. Оценка эффективности лечения больных с костными дефектами челюстей без использования остеопластических материалов 89
4.2. Оценка эффективности лечения больных с костными дефектами челюстей с использованием остеопластических материалов на основе на-нодисперсного гидроксиапатита кальция («Биальгин») 95
4.3. Оценка эффективности лечения больных с костными дефектами челюстей с использованием остеопластических материалов на основе костного ксеноколлагена («Биопласт-Дент») 100
Заключение 111
Выводы 121
Практические рекомендации 122
Список литературы 124
- Остеопластические материалы на основе гидроксиапатита кальция, применяемые в хирургической стоматологии
- Заживление искусственно воспроизведенного дефекта костной ткани после пластики дефекта остеопластическим материалом «Биальгин» (1-я основная группа)
- Заживление искусственно воспроизведенного дефекта костной ткани после пластики дефекта остеопластическим материалом «Биоситалл» (3-я основная группа)
- Оценка эффективности лечения больных с костными дефектами челюстей с использованием остеопластических материалов на основе на-нодисперсного гидроксиапатита кальция («Биальгин»)
Введение к работе
Актуальность проблемы. Одной из важнейших проблем, с которой сталкиваются врачи-стоматологи в своей повседневной практике, является проблема регенерации костной ткани после различных хирургических вмешательств в челюстно-лицевой области. Дефицит костной ткани наблюдается при осложненных экстракционных и реконструкционных вмешательствах, в процессе проведения парадонтологического и имплантологического лечения, а также различных костнопластических операций (А.К. Иорданишвили, 2011; А.А. Кулаков с соавт., 2013; W.F. York, 2013).
Для этих целей, с наилучшим успехом, применяются различные препараты, изготовленные из натуральной костной ткани крупного рогатого скота, а также полностью искусственно синтезированные. В связи с проблемой контроля качества ксеногенных остеопластических материалов в последнее время наибольший интерес проявляется к синтетическим препаратам. Однако результаты применения подобных препаратов неоднозначны и нередко сопровождаются различными осложнениями вследствие возможного иммунного ответа (А.И. Воло-жин, 2009; В.Н. Балин, 2010; С.Ю. Иванов с соавт., 2014).
Для заполнения костных дефектов челюстей используют гипс, аутогенную костную щебенку, лиофилизированный аллотрансплантат, биокомпозиционные материалы на основе гидроксиапатита и -трикальцийфосфата (А.В. Федур-ченко, 2009; L.Bonferoni, 2012).
В то же время, в современной литературе недостаточно работ, посвященных сравнительному экспериментально-морфологическому изучению влияния различных по составу и происхождению остеопластических препаратов на динамику остеогенеза и заживления костных ран.
Крайне мало экспериментальных исследований по изучению свойств современных остеопластических материалов, проведенных на животных, результаты которых могут быть экстраполированы на клинику во время хирургического лечения хронического периодонтита, радикулярных кист челюстей, реплантации зуба при лечении хронического периодонтита, а так же костной пластики при удалении ретинированных зубов мудрости.
В этой связи, данное диссертационное исследование, выполненное в эксперименте на животных и клинических условиях, представляется актуальным и своевременным способом совершенствования хирургической стоматологической помощи.
Цель исследования. Повышение эффективности хирургических методов устранения костных дефектов челюстных костей за счет экспериментально-морфологического обоснования выбора стоматологических остеопластических материалов.
Задачи исследования:
1. Разработать экспериментальную модель для изучения свойств стоматологических остеопластических материалов и мониторинга качественных изменений костной ткани на протяжении длительного промежутка времени.
-
В экспериментальных условиях изучить характер и особенности течения репаративной регенерации кости под кровяным сгустком в искусственно созданном костном дефекте.
-
Исследовать особенности репаративного остеогенеза при замещении костного дефекта остеопластическим материалом ««Биальгин»» на основе ноно-дисперсного гидроксиапатит кальция.
-
Изучить динамику репаративного остеогенеза при пластике искусственно созданного костного дефекта остеопластическим материалом «Биопласт-Дент» на основе костного ксеноколлагена.
-
Исследовать особенности регенерации костного дефекта при его замещении остеопластическим материалом «Биоситалл» на основе пористой гид-роксиапатитной керамики и биологически активного стекла.
-
Оценить характер костного регенерата у пациентов основной и контрольной групп.
-
Изучить эффективность использования остеопластических материалов в клинике и оценить выраженность послеоперационных осложнений при заполнении различных по протяженности дефектов челюстных костей.
Научная новизна исследования
Впервые созданная экспериментальная модель для изучения свойств стоматологических остеопластических материалов позволяет объективно оценивать качественные изменения в костной ткани на протяжении от 1 до 3 лет.
На экспериментальных животных исследована динамика тканевых реакций на подсадку различных по происхождению остеопластических материалов с помощью морфологического метода.
Впервые установлено, что в основе комплекса тканевых реакций на инокуляцию препаратов «Биальгин» и «Биопласт-Дент» лежит репаративный процесс без признаков токсического эффекта и иммунного конфликта.
Установлено, что репаративный остегенез в группах с использованием препаратов «Биальгин» и «Биопласт-Дент» наиболее выражен к 15-30 суткам, что позволяет отнести их к остеокондуктивным средствам, в контрольной группе - к 90 суткам.
Впервые установлено, что препарат «Биоситалл» является преимущественно остеонейтральным материалом и значительно уступает по своей эффективности даже кровяному сгустку, не проявляя признаков ангио- и остеогенеза к 90-м суткам.
В эксперименте доказаны высокие возможности морфологической оценки костного регенерата, которые позволяют не только исследовать структуру новообразованной костной ткани, но и оценить особенности ее нео- и васкуляри-зации.
В экспериментально-морфологическом исследовании впервые установлен морфофункциональный характер клеточной дифференциации и созревания костных структур, установлена скорость и степень регенерации костной ткани в искусственно воспроизведенном дефекте при заживлении раны под кровяным сгустком и с использованием исследуемых остеопластических материалов.
Впервые в сравнительном аспекте изучены и обоснованы преимущества и недостатки использования остеопластических материалов «Биальгин», «Биоси-талл и «Биопласт-Дент» по сравнению с традиционным методом ведения костной раны под кровяным сгустком.
Практическая значимость результатов исследования
В ходе экспериментального исследования на животных изучен характер и сроки регенерации костной ткани. В эксперименте установлено, что заживление костной раны под кровяным сгустком часто сопровождается инфицированием и воспалением в ране.
Установлено, что различная скорость резорбирования остеопластиче-ских материалов на основе гидроксиапатита, -трикальцийфосфата и ксеноколла-гена позволяет оптимизировать выбор каждого препарата для пластики различных по размеру и протяженности костных дефектов челюстей, в связи с этим для этих материалов разработаны показания и методика применения в клинических условиях.
Подтверждена высокая эффективность остеопластического материала на основе нанодисперсного гидроксиапатита кальция «Биальгин» и костного ксено-коллагена «Биопласт-Дент».
Установлена низкая эффективность остеопластического препарата «Био-ситалл» на основе пористой гидроксиапатитной керамики и биологически активного стекла при пластики костных дефектов.
Проведенное экспериментально-морфологическое исследование позволяет уверенно прогнозировать качество костного регенерата при заживлении дефекта под кровяным сгустком и при использовании изученных остеопластиче-ских материалов, что имеет большую практическую значимость для планирования хирургического и имплантологического стоматологического лечения.
Полученные в ходе исследования данные могут использоваться в практической стоматологии для предварительной оценки исхода любого оперативного вмешательства на челюстных костях, связанного с имплантацией остеопласти-ческих материалов, содержащих нанодисперсный гидроксиапатит кальция и костный ксеноколлаген.
Основные научные положения, выносимые на защиту
1. Репарация кости под кровяным сгустком характеризуется хроническим пролиферативным интерстициальным воспалением, с активным образованием фиброзной ткани, стимулируемым тканевыми факторами роста.
3. Препараты «Биальгин» и «Биопласт-Дент» обладают высокой биосовместимостью, активируют новообразование и созревание костных структур в ране, интегрируются сформированным костным веществом в единый морфо-функциональный комплекс в сроки от 30 до 60 суток.
3. Остеопластический препарат «Биоситалл» является нерезорбируемым, не обладает остеокондуктивными свойствами, является преимущественно остео-нейтральным препаратом, выполняющим геометрию дефекта без стимуляции ангио- и остеогенеза.
4. Наименьший срок резорбции в искусственно воспроизведенной костной ране у препаратов на основе костного ксеноколлагена, наибольший - у препаратов на основе нонодисперсного гидроксиапатита кальция, включенного в полисахаридную матрицу альгината натрия.
Личный вклад автора в исследование
Диссертантом разработаны основные идеи и алгоритм обработки результатов проведённого исследования. Автор самостоятельно провел подробный анализ современной литературы, разработал методологические и методические основы исследования, лично выполнил основные методики исследования (экспериментальные, морфологические, рентгеноскопические, рентгенографические), разработал экспериментальную модель исследования, курировал животных в течение всего времени наблюдения. Автором разработаны протоколы исследований, позволяющие получить информацию по теме диссертации, осуществлять выкопировку сведений из официальной медицинской документации. Результаты исследований зафиксированы в протоколах экспериментальной работы. Статистическая обработка и анализ полученных данных выполнен автором самостоятельно. На основании проведённых исследований сделаны достоверные, обоснованные выводы и разработаны практические рекомендации. Авторский вклад в написание научных работ по теме диссертации – 70%.
Внедрение результатов исследований
Материалы диссертационного исследования используются в учебном процессе на кафедрах стоматологии, хирургической стоматологии, хирургической стоматологии и челюстно-лицевой хирургии детского возраста Ставропольской государственной медицинской академии.
Результаты исследования внедрены и используются в лечебной работе государственных и частных учреждений, в том числе стоматологической поликлинике №1 г. Ставрополя, стоматологической поликлинике г. Михайловска, стоматологических отделениях центральных районных больниц городов Буденновск и Ипатово Ставропольского края, в частных стоматологических клиниках «Фито-дент» и «Полет».
Публикации и апробация работы
По теме диссертации опубликованы 15 печатных работ, из них 6 - в журналах, рекомендованных ВАК Министерства образования и науки РФ, получен 1 патент РФ на изобретение.
Материалы диссертации доложены на конференции «Современные проблемы амбулаторной хирургии» (г. Ростов-на-Дону, 2011 г), VII Всероссийском научном форуме с международным участием «Стоматология 2011» (г. Москва, 2006), XI Научно-практической конференции стоматологов Ставропольского края «Актуальные проблемы стоматологии», (Ставрополь, 29-31 марта 2012), XV итоговой (межрегиональной) научной конференции студентов и молодых ученых (Ставрополь, 16-19 апреля 2012); IV Открытой межрегиональной научно-практической конференции молодых ученых и студентов «Актуальные проблемы
экспериментальной и клинической медицины», посвященной 65-летию отделения челюстно-лицевой хирургии (Ставрополь, 15-17 апреля 2013 г).
Апробация диссертации проведена на совместном межкафедральном заседании сотрудников кафедры стоматологии, челюстно-лицевой хирургии и хирургической стоматологии, стоматологии детского возраста СтГМУ.
Объем и структура диссертации
Остеопластические материалы на основе гидроксиапатита кальция, применяемые в хирургической стоматологии
Материалы для костной пластики должны быть безвредными и способными медленно резорбироваться с замещением на костную ткань, легко стерилизоваться и быть удобными для использования как в поликлинических, так и в стационарных условиях. Недостатки материалов биологического происхождения привели к разработке синтетических имплантационных материалов: различных видов кальций-фосфатной керамики: трикальцийфосфат (Vitlokit, Ceramit), биостекло (Pe-rioGlass, BioGran), гидроксиапатит (ГАП) и его композиции с коллагеном, суль-фатированными гликозаминогликанами-кератан и хондроитинсульфатом (Био-имплантат), а также с сульфатом (Haspet) и с фосфатом кальция [22, 24, 27, 67, 90, 99]. Данные материалы биосовместимы с минерализованными тканями организма, при их введении в кость не формируется соединительнотканной капсулы, а образуется прочная связь с костью - «bone - bonding» [41, 42, 50, 51, 90, 95, 106, 136]. Биостекло (Cravital, PerioGlass, BioGran) менее стабильны по сравнению с ГАП, вызывают более выраженную тканевую реакцию [128]. Трикальцийфос-фат по сравнению с ГА резорбируется значительно быстрее. ГАП обладает значительно большей стабильностью в костной ткани, вызывает меньшую тканевую реакцию [1, 120, 144]. Для медицинских целей в основном используются образцы ГАП, обработанные температурой. Такая обработка приводит к повышению биомеханических свойств. Синтетический ГАП используется в виде непористой (нерезорби-руемой) и пористой (резорбируемой) керамики [31, 66, 85, 92, 130, 137].
Непористая керамика (Osteograph/LD, PermaRidg, Calcitte, Interpore 200, Durapatite) в течение длительного времени в организме, как бы «замуровывается костью». Непосредственно в области занятой материалом, остеогенеза не происходит [100, 139]. Пористая ГАП керамика (Osteograph/LD, РНА Interpore 200, Алгипор) является остеокондуктором, то есть проводником регенерата, который прорастает имплантат. Одной из применяемой форм пористой керамики является ее грану-лят. В основе биологических эффектов при имплантации гранулята высокотемпературной керамики (Osteograph/LD, OsteoGen, Гидроксиапол) в костные дефекты лежит прорастание соединительной ткани, и в ее составе остеогенных элементов, в межгранулярные простанства. Это послужило основанием для использования данного материала в качестве покрытия эндопротезов, конструкций для остеосинтеза, дентальных имплантатов [8, 102, 108, 122, 128, 132, 138, 149]. Наиболее интенсивно процесс протекает преимущественно у поверхности конгломератов частиц ГА вблизи источников остеогенного ростка (стенки костного дефекта).
Твердая кальций-фосфатная керамика применяется с целью контурной пластики костной ткани: при атрофии альвеолярных отростков, восстановлении утраченной конфигурации лица, остеотомии костей лицевого скелета с последующим перемещением костных фрагментов [132, 133]. Одним из направлений в медицинской практике является применение биохимически активных образцов гидроксиапатита, так называемой «холодной» керамики, не подвергавшейся термической обработке. При инкубации культуры этих клеток in vitro на поверхности ГАП и последующим их переносом в мягкотканные структуры экспериментальных животных наблюдалась дифференцировка клеток в зрелые остеобласты, продуцирующие кость. Отмечено не только прямое, но и опосредованное действие ГАП на костные клетки [110, 112]. Инкубация культуры фибробластов десны человека, синовиальных клеток с образцами синтетического ГАП отмечалась стимуляция их пролифера-тивной активности. По теории Chin, Brostrom [131] механизм действия препарата состоит в высвобождении большого количества ионов Са, образующихся в результате внутри- и внеклеточного растворения ГАП, которые являются непосредственными регуляторами начала транскрипции РНК и синтеза белка. Инкубация ГАП с культурой дифференцированных клеток - остеобластов свода черепа крысы приводила к снижению пролиферативной активности клеток [94, 96]. Еще одним перспективным направлением является создание композиций синтетических материалов с антибактериальными средствами для лечения воспалительных заболеваний костной ткани. Проводились попытки использовать полиметилметакрилат в виде шариков, насыщенных гентамицином [119, 127], цефазолином [142] для лечения остеомиелита. Керамический ГА использовали для доставки антибиотиков в костные дефекты. С этой целью цилиндры пористого ГАП, пропитанные гентамицином, цефаперазоном, или фломоксефом вводились в костную ткань челюстей крыс. Показано, что максимальная концентрация антибиотика в костной ткани наблюдалась в течение 1 -и недели, а к 12 неделе высвобождалось 70% антибиотика. Оставшаяся часть антибиотика была в 5 раз больше минимальной ингибирующей концентрации по отношению к стафилококку [139]. Имеются данные об эффективности применения композиции ГАП с антибактериальными препаратами в клинической практике для лечения травматических повреждений НЧ, осложненных воспалительным процессом. Блоки пористого керамического ГАП насыщали цефалексином, норфлоксацином, гентами-цином [141, 143]. Использовались пасты ГАП с коллагеном и антибиотиком. Антибактериальный эффект в отношении микроорганизмов, чувствительных к препарату, при содержании в цементе 1% ванкомицина составил 2 недели, при содержании 5% - около 9 недель [112]. Группа кристаллических соединений с характерной символической формулой М10(ZO4)6Х2, образующих гексанальные пластинчатые призмы относится к апатитам. Гидроксиапатит кальция (ГАП) – Са10(РO4)6(ОН)2 является типичным апатитом с соотношением Са/Р=1, 67, содержанием воды 1,79% и теоретической плотностью 3,0 г/см3. ГАП включает в себя целый класс соединений с вариабельностью отношения Са/Р до термообработки (800-1000С) от 1,4 до 2,0. Различные отношения Са/Р при сохранении общих для этого класса кри 17 сталлографических характеристик объединяются широкими возможностями изоморфного замещения на поверхности и внутри кристаллов кальция на воду и на ион водорода [1, 7]. Керамические материалы нетоксичны и обладают высокой биосовместимостью [22, 43, 70], не обладают аллергенностью и не вызывают реакции отторжения. Они обладают высоким сродством с костной тканью. В связи с этим имплантаты из пористой фосфорно-кальциевой керамики, интегрируются с новообразованными костными структурами [146]. Гидроксиапа-тит (ГАП) применяют в виде порошка, гранулята и блоков, как в неотожженном виде, так и в форме высокотемпературной керамики [22, 99, 113].
Имплантированная керамика образует с костью полную остеоинтегра-цию, трабекулы костной ткани врастают в поры керамического имплантата почти без образования соединительно-тканных прослоек [23, 144]. Материал из непористой керамики обладает слабой остеоинтегративной активностью [99]. На основе ГАП разработаны различные мембраны для имплантатов с необходимыми свойствами [120, 122]. Авторами предложено для заполнения костных дефектов и пластики альвеолярного отростка использовать ГАП в комбинации с брефоостеопластом или тонкоизмельченной аутокостью. Положительные результаты получены при использовании ГАП в сочетании с очищенным коллагеном [111, 124, 139, 140]. Для предотвращения перемещения в мягкие ткани гранулированного и порошкообразованного ГАП предложено полость, образующуюся после удаления большой кисты на 2/3 глубины вначале заполнить фибриновым клеем, который быстро отвердевает. Оставшуюся часть полости заполняли смесью фибринового клея и ГАП, сверху наносили тонкую пленку фибринового клея [99, 111]. Керамика ГАП в виде гранул использована при лечении пародонтита и реконструктивных операциях на альвеолярных гребнях, коррекции вертикальной дистопии глазницы и т.д. [80, 88, 89, 104, 119]. В костных материалах подсаженная керамика ГАП выполняет роль механической опорной матрицы, по которой происходит новообразование структур костного регенерата, т.е. способна выполнять кондуктивную функцию, что оп 18 ределяется специфическими характеристиками материала. Возможно, наличие таксиса остеогенных клеток к керамике ГАП, в частности к его микропорам. Для остеогенетического ответа на подсадку керамики оптимальным считается размер пор около 100 мкм [12, 44, 73, 118]. Гранулированные и порошковидные формы ГАП использовали для замещения костных дефектов верхней и нижней челюсти при лечении кист, даже при наличии подвижных зубов [2, 97, 115, 133, 146]. Обосновал эффективность применения гранулята ГАП для замещения дефектов костной ткани человека Хамраев Т.С. [87]. Автор поднадкостнично подсаживал композиции на основе гранулята керамики и блоках, в коллагено-вом и карбилановом сетчатом футляре. Была показана, быстрая фиксация имплантата к кортикальной пластинке челюсти соединительно-тканными тяжами, которые образуются из клеток, прорастающими из надкостницы. Хамраев Т.С., заполняя у больных костные дефекты, образующиеся после цистэктомии, показал, что применение искусственных полимерных материалов уменьшает число послеоперационных осложнений и ускоряет процесс репара-тивного костеобразования.
Заживление искусственно воспроизведенного дефекта костной ткани после пластики дефекта остеопластическим материалом «Биальгин» (1-я основная группа)
На 15-е сутки эксперимента проведенные исследования показали, что ос-тоепластический материал просматривается в виде шаровидных конгломератов, лежащих поодиночке среди волокон зрелой грануляционной соединительной ткани замещающей строму красного костного мозга. Гранулы «Биальгина» просматривается в виде многочисленных прозрачных кристаллов небольшого размера, идущих от центра к периферии в радиальном направлении (рис. 23). Рис. 23. 15-е сутки эксперимента. Гранула имплантированного материала «Биальгин». Окраска альциановым синим. Ок. 10, об. 20 В центре массы визуализируются многочисленные фибробласты и макрофаги, последние из которых образуют многоядерные клетки фагоцитирующие материал. Вокруг материала сформирована соединительнотканная оболочка, состоящая из нескольких слоев оформленной рыхлой соединительной ткани, организованной параллельно в одном направлении.
Вокруг материала отмечается прорастание стромы красного костного мозга грубоволокнистой склеротизированной соединительной тканью состоящей из грубых пучков коллагеновых волокон, фиброархитектоника которых организована в разных направлениях (рис. 24). На периферии имплантированных гранул «Биальгина» соединительная ткань полностью подвергается склеротизиротизации. Просматривается врастание коллагеновых волокон в трабекулы, индуцируя их деструкцию. В единичных местах исследуемого материала грубоволокнистая склеротизированная ткань полностью замещает кость, образуя обширные спиралевидные завихрения. Наряду с данными патогистологическими изменениями на идентичных участках визуализируются обширные очаги тотального некроза (рис. 25). Рис. 25. 15-е сутки эксперимента. Очаги некроза трабекул и врастания склеротизированной соединительной ткани. Окраска по Ван-Гизон. Ок. 10, об. 20.
В областях, где склеротизированные коллагеновые пучки не проросли в строму костного мозга, наблюдается большое количество активных фибробла-стов, синтезирующих рыхлую соединительную ткань и ретикулоцитов, среди которых расположены единичные клетки системы мононуклеарных фагоцитов -моноциты и мигрирующие полиморфно-ядерные лейкоциты (нейтрофилы). Рис. 26. 15-е сутки эксперимента. Очаги кроветворения в красном костном мозге. Окраска альциановым синим. Ок. 10, об. 20. Отмечаются зоны с активным красным костным мозгом, в котором между кроветворными тяжами стромы и кровеносными капиллярами активно протекают процессы гемопоэза (рис. 26). Колониеобразующие клетки расположены в виде островков по своим морфологическим признакам. Повсеместно просматривается большое количество белых адипоцитов, единичных мегакариобластов и мегакариоцитов. На 30-е сутки эксперимента, совместно с описанными изменениями в сроки 15 суток, в некоторых зонах дефекта наблюдается пропитывание стромы красного костного мозга форменными элементами крови - эритроцитами.
Васкуляризация дефекта осуществляется в основном прекапиллярными ар-териолами и синусоидными капиллярами. Наряду с изменениями отмеченными выше, в кровеносном русле вокруг костного дефекта интенсивных патологических изменений не наблюдается. Встречаются единичные сосуды с пристеночными тромбами на стадии канализации и плазматического пропитывания стенки сосуда. Хрящевая основа подвергается деструкции. Матрикс его окрашен неоднородно, в нем просматриваются значительные активные зоны резорбции шаровидной формы (рис. 27). Рис. 27. 30-е сутки эксперимента. Шаровидные зоны резорбции хрящевой основы. Окраска альциановым синим. Ок. 10, об. 10 В их полости отмечается отслаивание матрикса внутрь содержащего волокна, клетки, а также формирование среди слущенной (отторженой) ткани единичных капилляров. Лакуны хряща частично исчезают, изогенные группы распадаются, хондроциты на стадии карио-и цитопикноза и карио-и циторекси-са, а также с многочисленными «тенями» хондроцитов. Деструкция хряща происходит за счет откалывания от его основной массы осколков, различной формы и конфигурации, которые проникают в толщу стро-мы костного мозга. Вокруг них образуются капсулы из рыхлой соединительной ткани ориентированной в разных направлениях. Рис. 28. 30-е сутки эксперимента. Капсулы из рыхлой соединительной ткани ориентированной в разных направлениях. Окраска альциановым синим. Ок. 10, об. 10 Визуализируются осколки, в которых хондроциты не просматриваются, матрикс выглядит как оксифильная гомогенная масса, т.е. приобретает вид гиалиновых тел (рис. 29). Целые костные трабекулы просматриваются в местах отдаленных от имплантированного стоматологического материала. Трабекулы утолщены, теряют арочное строение. Они плотно сращены между собой параллельно идущим направлениям костным пластинкам (рис. 30). В местах сращения костные ячейки уменьшаются и просматриваются как небольшие округлые или неправильной формы образования. Вокруг трабекул расположены мощные пучки соединительной ткани. При детальном изучении картины, наблюдаются единичные моменты врастания соединительной ткани в трабекулы. Рис. 29. 30-е сутки эксперимента. Матрикс хряща в виде гиалиновых тел. Окраска гематоксилином и эозином. Ок. 10, об. Рис. 30. 30-е сутки эксперимента. Неповрежденные трабекулы грудной кости. Окраска гематоксилином и эозином. Ок. 10, об. 10
К данному сроку наблюдения, в дефекте костный матрикс неоднородный, рыхлый, параллельное расположение костных пластинок отсутствует. Частично матрикс гомогенизируется, остеоциты не просматриваются. Отмечается активная деминерализация матрикса, вплоть до оголения коллагеновых волокон (рис. 31). По периферии трабекул наблюдается образование резорбционных вакуолей с остеокластами фагоцитирующие костный матрикс. Одновременно с данным процессом на концевых участках трабекул на небольшом расстоянии от остеокластов видны зоны разрыхления и некроза трабекул с образованием тканево-клеточного детрита.
В основном все костные трабекулы, которые попали в патологический очаг, подверглись распаду и находятся на значительном расстоянии друг от друга в виде небольших осколков разнообразной конфигурации и размеров. Вокруг них визуализируются соединительнотканные капсулы. В единичных осколках наблюдаются процессы энхондрального окостенения (рис. 32).
30-е сутки эксперимента. Образование энхондральной костной ткани в осколке трабекулы. Окраска гематоксилином и эозином. Ок. 10, об. 20 На 60-е сутки эксперимента энхондральная костная ткань образована в незначительном количестве. Она имеет выраженное оксифильное окрашивание, так как содержит коллаген I типа, остальной матрикс окрашен базофильно, содержит коллаген II типа. Причем в кости просматриваются процессы гипертрофии остеоцитов и кальцификации матрикса с началом процесса окостенения, проявляющиеся наличием в полостях разрушенного матрикса соединительной ткани с остеопрогениторными клетками и остеокластами. Визуализируются участки трабекул в которые по периферии врастают единичные волокна соединительной ткани, которая дает начало надкостнице.
Заживление искусственно воспроизведенного дефекта костной ткани после пластики дефекта остеопластическим материалом «Биоситалл» (3-я основная группа)
Костные трабекулы также претерпевают многочисленные изменения. Наблюдается процессы утолщения и слияния трабекул между собой, образуя сетчатую структуру. В матриксе костные пластинки теряют морфологическое строение, остеоциты становятся овальными, ядра округляются, костные лакуны не просматриваются.
На 30-е сутки наблюдения характерное морфологическое строение костных трабекул, параллельное расположение 2 - 3 рядов костных пластинок в матриксе просматривается только в участках кости, где они образуют костные ячейки.
В результате утолщения трабекул, происходит уменьшение количества костных ячеек путем слияния их от 2 до 4 между собой, образуя одну полость. В ячейках происходит активное разрастание стромы, в которой преобладают специализированные фибробласты - ретикулобласты синтезирующие ретикулярные волокна. Также отмечается формирование микроциркуляторного русла и эндоста кости путем образования одного слоя уплощенных остеопрогенитор-ных клеток с небольшим количеством соединительнотканных коллагеновых волокон проникающих в костный матрикс. Кроветворение в вышеописанных ячейках отсутствует, однако визуализируются единичные ячейки со зрелым красным костным мозгом с активным процессом гемопоэза (рис. 67). Рис. 67. 30-е сутки эксперимента. Образование сетчатой структуры из костных трабекул. Окраска гематоксилином и эозином. Ок. 10, об. 10 Помимо энергичной организации трабекул визуализируются зоны, с процессами их разрушения под действием большого количества остеокластов. Просматривается от 2 до 5 остеокластов одновременно расположенных на небольших участках кости (рис. 68). В местах, где они полностью разрушили кость, остеокласты находятся в свободном состоянии небольшими группами среди волокон соединительной ткани. В единичных осколках трабекул видны процессы вакуолизации остеоцитов с одновременным кариопикнозом ядер. Рис. 68. 30-е сутки эксперимента. Лизис костного матрикса остеокластами. Окраска гематоксилином и эозином. Ок. 10, об. 100
Матрикс деминерализован, коллагеновые волокна матрикса "оголены" и разволокнены с одновременным их прорастанием в окружающую соединительную ткань (рис. 69). В некоторых зонах имеет место тотальный некроз костных обломков трабекул (рис. 70), которые имеют вид бесструктурной зернистой массы напоминающей кость, вокруг которой образуется соединительнотканная капсула большим количеством клеточных элементов и единичных гигантских многоядерных клеток.
На 60-е сутки исследования при имплантации стоматологического материала «Биоситалл» продолжается активное повсеместное разрастание кровеносных сосудов, в которых наблюдаются процессы застойной гиперемии, стаза и неустойчивые агрегаты эритроцитов с одновременными явлениями множественных диапедезов. Просматриваются многочисленные кровоизлияния (рис. 71).
60-е сутки эксперимента. Образование неустойчивых агрегатов с диапедезом эритроцитов Окраска по Ван-Гизон. Ок. 10, об. 40 Явления нарушений реологических свойств крови, наблюдаются по всей толщине исследуемого образца грудной кости, особенно ярко данные изменения происходят в местах нахождения имплантационного материала. Проникновение форменных элементов крови просматривается и в самих кристаллах материала (рис. 72).
60-е сутки эксперимента. Проникновение форменных элементов крови и вакуолизация материала. Окраска по Маллори. Ок. 10, об. 20
Причем все клетки расположены только на периферических участках небольшими группами между палочкообразными кристаллами. Отмечается частичный некроз клеток путем цитопикноза и циторексиса. В самом материале визуализируются участки вакуолизации и разрушения структурных компонентов стоматологического материала «Биоситалл». Активное прорастание кровеносных сосудов также наблюдается в хрящевую основу суставных реберных ямок грудной кости. Причем рост сосудов просматривается именно в местах сочленения костных трабекул с хрящом (рис. 73). В данных местах хрящ в целом не имеет патогистологических изменений и особенностей. В его матриксе просматриваются обширные лакуны с неровными краями, разнообразных форм и размеров и разросшимися в них кровеносными сосудами и соединительнотканными элементами, в основном специализированными фибробластами. « .Ул ... T?
На 90-е сутки эксперимента повсеместно с вышеописанными изменениями в хряще, на периферии от мест прорастания кровеносных сосудов просматриваются участки, в которых происходят процессы интенсивного репара-тивного хондрогенеза с извращением регенераторного процесса, который приводит к образованию несвойственных хрящу конгломератов разнообразной формы и размеров, содержащие в матриксе единичные лакуны с изогенными группами включающих хондроциты на стадии некробиоза. Вместе с тем видны конгломераты в виде небольших округлых, закрученных спиралевидно или подковообразных форм, некоторые из которых связаны между собой небольшими мостиками (рис. 76). В основной массе они преобразованы в гиалиновые тела, с растрескиванием и отторжением матрикса. Между ними отмечается прорастание рыхлой соединительной ткани ориентированной в различных направлениях с картинами обширных в ней кровоизлияний (рис. 77).
90-е сутки эксперимента. Образование неправильной формы конг ломератов и гиалиновых тел в хрящевой основе. Окраска гематоксилином и эозином. Ок. 10, об. Рис. 77. 90-е сутки эксперимента. Хаотично расположенные волокна соединительной ткани с картинами обширных кровоизлияний. Окраска по Мал-лори. Ок. 10, об. 20
Таким образом, микроскопическое исследование грудной кости овец при введении экспериментального стоматологического материала «Биоситалл» приводит к различным реакциям со стороны организма. В кровеносном русле на 84 блюдаются нарушения реологических свойств крови, проявляющиеся застойными явлениями в сосудах и многочисленными картинами кровоизлияний. Застой крови в кровеносных сосудах по нашему мнению связан с процессами активной пролиферации коллагеновых волокон с частичным их склерозом, что приводит к нарушению движения и оттока крови вследствие сдавливания сосудистой стенки и вытеснения из стромы органа клеточных элементов.
Оценка эффективности лечения больных с костными дефектами челюстей с использованием остеопластических материалов на основе на-нодисперсного гидроксиапатита кальция («Биальгин»)
Рассмотрим хирургическое лечение больных с использованием остеопла-стических материалов для замещения костных дефектов челюстей на примере операции цистэктомии. В данной группе наблюдений нами использовались препараты «Биальгин». Результаты клинического использования данного остеоре-паративного средства показали, что наибольший эффект был достигнут в случаях с костными дефектами среднего и большого размера, что, по-видимому связано с длительной резорбцией данного материала в костной ране.
Образование надкостничного регенерата, а также скорость остео- и ан-гиогенеза в больших костных дефектах, заполненных данным препаратом, сопоставима с аналогичными процессами, протекающими при заживлении раны под кровяным сгустком в ранние сроки наблюдения (1-3 мес.). Однако, в более поздние сроки (6-12 мес.), в отличие от группы контроля, где к этому сроку еще не просматривалось восстановление трабекулярной структуры костной ткани, в группах с использованием биорезорбируемых средств отмечалось существенное изменение структуры регенерата в костной ране. Характер костного рисунка на рентгенограммах, выполненных спустя 8-10 мес. после операции с использованием препарата «Биальгин» был практически идентичен нативной кости. Кроме этого, количество послеоперационных осложнений в виде отека оперируемых тканей, воспаления, гиперемии в указанной группе наблюдений было существенно меньше, чем в группе контроля.
В данной группе больных было прооперировано 15 человек (6 мужчин и 9 женщин). Следует отметить, что хирургическое лечение больных со значительным по размеру и протяженности костными дефектами имеет ряд особенностей. К числу последних относится необходимость использования остеорепара-тивных средств с максимально длительным сроком резорбции. По результатам экспериментальных исследований к таким препаратам относится «Биальгин» Использование данного средства, по нашему мнению, показано даже при лечении значительных по протяженности и величине костных дефектах челюстных костей.
По данным, полученным в ходе экспериментального исследования, к основным достоинствам костного ксеноколлагена как пластического биоматериала относится его устойчивость к тканевым протеазам, к недостаткам - низкая токсичность, антигенность и механическая прочность. Источниками получения коллагена при изготовлении изделий для хирургической стоматологии и челю 101 стно-лицевой хирургии служат ткани богатые этим белком – склеры, кожа, сухожилия, перикард и мозговые оболочки животных (крупный рогатый скот). Важную роль в построении и метаболизме костной ткани играют протеоглика-ны и их функциональные группы - гликозаминогликаны, которые представляют собой линейные полисахариды, построенные из разных дисахаридных субъединиц. В альвеолярной костной ткани они представлены в основном сГАГ -хондроитин сульфатами. сГАГ являются важным компонентом экстрацеллю-лярного матрикса; в периодонте они располагаются в соединительной ткани десны, в стенках сосудов и вдоль всей периодонтальной мембраны. Установлено, что синтез сГАГ всегда предшествует синтезу коллагена [39, 40]. Таким образом, при введении дополнительных количеств сГАГ у клетки возникает возможность сразу приступить к синтезу коллагена, что ускоряет процесс репарации. сГАГ взаимодействуют с молекулами коллагена и влияют на образование коллагеновых волокон (способствуют правильной укладке молекул тропокол-лагена в фибриллах, а фибрилл - в волокнах), ограничивая при этом их рост в толщину. сГАГ стимулируют ангиогенез, связывают факторы роста [71]. сГАГ связывают соли кальция и контролируют ход минерализации органического матрикса кости. Подавляя активность ферментов, разрушающих межклеточный матрице, биосинтез медиаторов воспаления и ингибируя действие свободных радикалов, сГАГ обладают также противовоспалительным эффектом.
Учитывая все вышеизложенное, в клинической части исследования использовали препарат на основе костного ксеноколлагена и сГАГ – «Биопласт-Дент». В данной группе больных было прооперировано 10 человек (5 мужчин и 5 женщин). Необходимо отметить, что результаты использования препаратов на основе костного недеминерализованного коллагена и сульфатированных глико-зааминогликанов показали достаточно высокую эффективность данного вида остеорепаративных средств при оперативном лечении одонтогенных кист челюстей. В данной группе больных количество послеоперационных осложнений было минимальным – 1 случай из 17 (5,8%). Однако, как показали наши иссле 102 дования, показания к использованию биорезорбируемых средств на основе костного коллагена ограничено величиной и протяженностью костного дефекта.
