авторефераты диссертаций www.x-pdf.ru
БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА
 

На правах рукописи

МУХАМЕТШИН

Роман Фларидович

РАЗРАБОТКА НОВОГО СИНТЕТИЧЕСКОГО БИОМАТЕРИАЛА

НА ОСНОВЕ ПОЛИОКСИБУТИРАТОВ ДЛЯ ЗАМЕЩЕНИЯ ДЕФЕКТОВ

КОСТНОЙ ТКАНИ

(ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНО-КЛИНИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ)

14.01.14 – стоматология

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени

кандидата медицинских наук

Саратов – 2015

Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении высшего

профессионального

образования

«Нижегородская

государственная

медицинская

академия»

Министерства

здравоохранения

Российской

Федерации

Научный руководитель доктор медицинских наук, профессор

Иванов Сергей Юрьевич

Официальные оппоненты:

Амхадова Малкан Абдрашидовна – доктор медицинских наук,

профессор, ГБУЗ МО «МОНИКИ им. М. Ф. Владимирского», кафедра

челюстно-лицевой хирургии и хирургической стоматологии, профессор

кафедры;

Байриков Иван Михайлович – доктор медицинских наук, профессор,

ГБОУ ВПО Самарский ГМУ Минздрава России, кафедра челюстно-лицевой

хирургии и стоматологии, заведующий кафедрой.

Ведущая организация ГБОУ ВПО «Первый

Московский ГМУ им. И.М.

Сеченова» Минздрава России.

Защита диссертации состоится « »

2016

года в ___ часов на

заседании

диссертационного

совета

Д

208.094.04

при

ГБОУ

ВПО

«Саратовский ГМУ

им. В.И. Разумовского» Минздрава России по адресу:

410012, г. Саратов, ул. Б. Казачья, 112

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке ГБОУ ВПО

«Саратовский ГМУ им. В.И. Разумовского» Минздрава России и на сайте

организации http://sgmu.ru

Автореферат разослан «___» __________ 2015 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

доктор медицинских наук, профессор

Музурова Л.В.

3

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность исследования. В настоящее время постоянно возрастает

количество

стоматологических

больных

с

адентией.

Это

делает

востребованным методы дентальной имплантологии. Однако установка

дентальных

имплантатов

часто

требует

замещения

костной

ткани

посредством направленной костной регенерации. В этих целях используются

различные

материалы,

среди

которых

наиболее

распространены

аутотрансплантаты, аллотрансплантаты, ксенотрансплантаты, синтетические

биоматериалы [Богоутдинова А.В., 2005; Берченко Г.Н., 2010].

В последнее время идут постоянные разработки новых синтетических

материалов на основе полимеров. Сегодня применяются синтетические

материалы на основе гидроксиапатита, материалы на основе трикальций-

фосфата, синтетические костные имплантаты на основе

керамики,

коллагеновых и неколлагеновых белков, биодеградируемых полимеров.

Синтетические биоматериалы характеризуются низкой токсичностью и

антигенностью, высокой механической прочностью, отсутствием риска

инфицирования рецепиента, большей эргономичностью при использовании.

Но не один из используемых материалов для имплантатов не обладает всем

набором необходимых свойств в полной мере.

При замещении костной ткани возникает проблема замещения

участков со сложной формой с поднутрениями (полости кист, лунки

удаленных зубов, полость верхнечелюстного синуса при синуслифтинге).

Количество больных

с одонтогенными кистами не уменьшается, а с

радикулярными кистами составлет 90% от всех больных с кистозными

образованиями челюстей [Биберман Я.Н., 2009].

После проведения операции цистэктомии с резекцией верхушки корня

зуба и удалением третьего нижнего моляра формируются костные дефекты,

которые требуют замещения костной ткани. При заживлении таких ран под

кровяным сгустком далеко не всегда формируется качественная костная

4

ткань, так как он может распадаться, провоцируя при этом воспалительный

процесс, который способствует расхождению швов. Во всех сложных

случаях использование синтетических материалов в виде порошка не

является эффективным, необходимы синтетические материалы в виде паст и

гелей [Биомин Т.Г., 2009; Долгалев А.А., 2009].

Полиоксибутират обладает таким ценным биологическим свойством,

как биосовместимость [Жаркова И.И. и соавт., 2012]. В связи с этим

полиоксибутират

используется

для

разработки

ряда

изделий

для

герниопластики, стоматологии, кардиохирургии, ортопедии и других

областей. Это дает возможность применять его в челюстно-лицевой

хирургии для восстановления костной ткани [Бонарцев А.П. и соавт., 2011;

Aza P.N., 1995]. Гидрогели на основе альгината широко применяются в

тканевой инженерии. Альгинаты являются полисахаридами, получаемыми

из морских водорослей. Они относятся к семейству маннуроновой и

гулуроновой кислот, характеризуются последовательностью состава, могут

образовывать

нерастворимый

гидрогель,

при

добавлении

к

ним

двухвалентных катионов. В связи с ионными взаимодействиями в

альгинатах идет

обратимое гелеобразование, поэтому эти

гели

характеризуются высокой биосовместимостью. Но по отдельности эти

биоматериалы не полностью удовлетворяют требованиям новых систем для

регенерации костной ткани.

Таким образом, разработка нового синтетического материала в форме

пасты

для замещения и восстановления костных дефектов остается

актуальной

задачей,

что

и

обусловливает

актуальность

темы

диссертационной работы.

Цель исследования: разработка и экспериментально-клиническое

исследование синтетического материала на основе полиоксибутирата,

альгината

и

наногидроксиапатита

в

виде

пасты

для

повышения

эффективности восстановления костных дефектов.

5

Задачи исследования:

1.

Разработать методику получения синтетического костезамещающего

материала, который содержит микрочастицы из композита полиоксибутират

/гидроксиапатит в альгинатном гидрогеле в виде пасты.

2.

Провести

токсикологические

исследования

и

исследовать

биосовместимость разработанного материала на культуре клеток.

3.

Провести исследование разработанного материала на регенерацию

костных дефектов в эксперименте на животных.

4.

Оценить

эффективность

материала

в

клинике

хирургической

стоматологии.

Научная новизна работы:

1.

В

результате

выполненного

исследования

получен

новый

синтетический костезамещающий материал, содержащий микрочастицы из

композита ПОБ/ГАП в альгинатном гидрогеле в виде пасты.

2.

Впервые

в

практике

хирургической

стоматологии

использован

синтетический

костезамещающий

материал

таргетного

действия,

содержащий микрочастицы из композита ПОБ/ГАП в альгинатном гидрогеле

в виде пасты. В экспериментальных исследованиях доказано, что новый

материал характеризуется остеокондуктивными свойствами, не вызывает

воспалительной реакции, резорбируется с участием гигантских клеток

инородных тел в отличие от использования ксеногенного костного

недеминерализованного коллагена.

3.

Впервые изучена и доказана биосовместимость синтетического

костезамещающего материала, содержащего микрочастицы из композита

ПОБ/ГАП

в

альгинатном

гидрогеле

в

виде

пасты

посредством

культивирования на культуре мезенхимальных стволовых клеток человека in

vitro. В экспериментальных исследованиях показано, что в альгинат –

хорошая

среда

для

поддержания

жизнеспособности

клеток,

но

он

недостаточен для их роста и пролиферации; внесение же в пасту из альгината

6

твердых микрочастиц позволяет улучшить рост живых клеток, что

предположительно объясняется тем, что микрочастицы характеризуются

хорошей адгезией и используются клетками как подложка для прикрепления

и дальнейшего активного роста.

4.

Впервые теоретически обоснована, экспериментально и клинически

доказана целесообразность применения нового синтетического материала на

основе ПОБ, альгината и наноГАП в виде пасты для замещения сложных

дефектов костной ткани.

Практическая значимость:

1.

Разработанный новый синтетический материал на основе ПОБ,

альгината и наноГАП в виде пасты расширяет возможности техники

направленной костной регенерации при закрытии послеоперационных

дефектов челюстей, не приводит к формированию гранулематозного

воспаления, формирующегося в период до 90 дней при закрытии костного

дефекта материалом ПОБ.

2.

Применение созданного синтетического материала на основе ПОБ,

альгината и наноГАП в виде пасты основывается на выборе в конкретной

клинической ситуации и может быть рекомендовано для использования

врачами стоматологами-хирургами в

технике направленной тканевой

регенерации.

3.

Использование синтетического материала на основе ПОБ, альгината и

наноГАП в виде пасты позволит успешно замещать костные дефекты

участков со сложной формой с поднутрениями, избегая постоперационных

воспалений.

Основные положения диссертации, выносимые на защиту:

1.

Синтетический материал на основе ПОБ, наноГАП и альгината натрия

в виде пасты характеризуется полной биосовместимостью с органами и

тканями

и

хорошими

матриксными

свойствами

(микропористостью,

динамикой биодеградации) для кости.

костной регенерации, ускоряет сроки заживления

дефектов

альвеолярной

кости,

снижает

риск

осложнений.

послеоперационных

послеоперационных

Апробация

результатов

диссертации.

Результаты

проведенных

исследований внедрены в практику и используются на кафедре челюстно-

лицевой хирургии и имплантологии факультета повышения квалификации

врачей ГБОУ ВПО «Нижегородская государственная медицинская академия

Минздрава России, в стоматологической клинике ООО «Анатомия улыбки»,

Центре дентальной имплантологии НижГМА, а также при проведении лекций

и практических занятий по подготовке клинических ординаторов, интернов и

слушателей факультета повышения квалификации врачей.

Личный вклад автора. Автором разработан алгоритм выполненного

исследования, который включает: цели исследования, методологическую

последовательность осуществления экспериментальной и клинической

составляющих. Автор провел детальный анализ специальной отечественной

и зарубежной литературы по исследуемой проблеме. Осуществил участие во

всех

экспериментальных,

морфологических

и

лабораторных

исследованиях, провел оперативное лечение и курацию больных в период

наблюдения за ними. Автором были проанализированы результаты всех

исследований, включая лабораторные, морфологические, клинические и

рентгенологические, сделаны достоверные и

обоснованные выводы,

разработан ряд практических рекомендаций.

7

2.

Синтетический материал на основе ПОБ, наноГАП и альгината натрия

благодаря своим структурным и биологическим свойствам обеспечивает

активную остеокондукцию при восстановлении костного дефекта.

3.

Клиническое применение разработанного материала на основе ПОБ,

альгината и наноГАП в виде пасты при закрытии послеоперационных

костных дефектов челюстей повышает эффективность метода направленной

8

Публикации. По теме научного исследования опубликованы три

научные статьи в изданиях, рекомендованных ВАК РФ. Основные положения

диссертации

обсуждались

на

Всероссийской

научно-практической

конференции «Актуальные вопросы стоматологии» (Н. Новгород, 2012),

симпозиуме

«Актуальные

вопросы

амбулаторной

хирургической

стоматологии» (Москва, 2013).

Объем и структура диссертации. Диссертационная работа изложена

на 125 страницах машинописного текста, включает введение, четыре главы,

заключение, выводы и практические рекомендации, список литературы.

Диссертация содержит две таблицы и 78 рисунков. Библиографический

список содержит 167 источников, из них

132 отечественных и 35

зарубежных авторов.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Материалы и методы исследования. Исследовательская работа

одобрена локальным этическим комитетом ГБОУ ВПО НижГМА Минздрава

России (протокол № 10).

Исследование

включало

две

части:

экспериментальную

и

клиническую.

Экспериментальная часть включала себя три этапа:

I этап

выделение полимера, отработка технологии получения

материала и

изготовление экспериментальных

образцов в условиях

лаборатории;

II этап

исследование биосовместимости разработанного материала на

крысах;

III этап

изучение свойств разработанного материала при регенерации

костных дефектов. Этап проводился на базе ФГБУН НЦБМТ ФМБА России

на свиньях породы «мини-пиг».

I

и

II

этапы осуществлялись на

базе лаборатории

кафедры

9

биоинженерии биологического факультета Московского государственного

университета им. М.В. Ломоносова, Института биохимии им. А.Н. Баха РАН,

с

участием

кафедры

челюстно-лицевой

хирургии

и

имплантологии

факультета повышения квалификации врачей.

Экспериментальные исследования in vivo проводились на животных

моделях.

В рамках экспериментального исследования были решены следующие

задачи:

выделен полимер;

отработана технология получения материала;

в лабораторных условиях изготовлены экспериментальные образцы;

проведено исследование биосовместимости разработанного материала

in vitro на культуре мезенхимальных стволовых клетках человека;

проведено исследование in vivo по регенерации костной ткани у крыс и

мини-пигов с применением пасты на основе разработанного материала.

С

целью

реализации

экспериментальной

части

исследования

использовались

лабораторные,

оптические,

морфологические

методы

исследования, позволившие:

отработать технологию создания пасты на основе ПОБ и альгината;

получить

экспериментальные

образцы

и

проанализировать

их

характеристики.

С целью получения пасты использовали поли-3-оксибутират, который

получили микробиологическим путем. Его молекулярная масса-52 кДА.

Также в качестве компонентов для пасты-композита

использовали

гидроксиапатит и альгинат натрия.

Полимер выделялся и очищался из биомассы Azotobacter chroococcum в

пять стадий:

10

экстракция хлороформа при встряхивании на качалке в течение 12

часов при 370 С выделялся ПОБ из бактериальной массы;

раствор ПОБ с помощью фильтрования отделялся от клеточных

остатков;

осаждение изопропиловым спиртом ПОБ для выделения из раствора

хлороформа;

ПОБ

многократно

растворялся

в

хлороформе

и

осаждался

изопропанолом;

ПОБ высушивался при 60о С.

Микрочастицы с инкапсулированным гидроксиапатитом получили

методом двухэтапного эмульгирования W/O/W. Эмульсию гидроксиапатита в

3%-м растворе полимера (1:5 по массе) поэтапно добавляли в 100 мл водного

раствора

поливинилового

спирта

(ПВС)

концентрации

1,5%.

Перемешивание осуществляли с помощью верхнеприводной мешалки при

600 800 об/мин. Микрокапсулы отделяли через центрифугу после полного

испарения органического растворителя, потом промывали дистиллированной

водой с целью удаления эмульгатора.

Нужная

форма материала достигнута посредством тщательного

эмульгирования микрочастиц в 1%-м растворе альгината натрия в

соотношении 60/40 (масса/объем). Полученная эмульсия должна храниться в

герметичной упаковке с целью избежания высыхания и изменения

количественного состава, механических характеристик.

Полученный

материал

был

исследован

методами:

световой

микроскопии, электронной сканирующей микроскопии, дифференциальной

сканирующей калометрии.

Было проведено исследование биосовместимости in vitro на культуре

мезенхимальных стволовых клеток.

Для оценки биосовместимости пасты in vitro использовали модель

системы с добавлением в альгинатный золь CaCl2, что позволило придать

11

прочность конструкции. С целью контроля использовали альгинатный гель

без полимерных микрочастиц. В эксперименте применяли фибробласты

зеленой мартышки линии COS-1. Клетки культивировались в среде DMEM с

содержанием глюкозы 4,5 г/л, 10%-й эмбриональной телячьей сыворотки

(ЭТС), 100 МЕ/мл пенициллина и 100 мкг/мл стрептомицина. Клетки

инкубировались при 37ºC в атмосфере с

5%-м CO2, смена среды

производилась ежедневно. Шесть образцов размером 5х5 мм помещались в

лунки 96-луночного планшета; на каждый образец наносили клеточную

суспензию сверху; 4000 клеток на образец. Планшеты инкубировали 2, 5, 7,

9, 12 суток. Фибробласты снимали с подложки раствором трипсина-версена,

их подсчитывали при помощи

камеры Горяева. Биосовместимость

оценивали с помощью посредством теста на выживаемость клеток.

Количество живых клеток определяли с помощью калибровочной кривой.

Было

проведено

экспериментальное

исследование

свойств

разработанного материала на основе ПОБ при регенерации костных

дефектов.

Исследование материала в эксперименте на животных проводилось в

два этапа.

На первом этапе проводили эксперимент на 20 крысах породы Wistar,

которым сформировали цилиндрический дефект диаметром 2 мм и

заполнили его исследуемым материалом, закрыли мембраной из ПОБ. Рану

ушили послойно. После двух недель животных вывели из эксперимента,

после чего выделили

фрагмент костной ткани с исследуемой областью.

Фрагмент

зафиксировали

в

растворе

формалина

и

направили

на

гистологический анализ.

Второй этап был проведен на трех половозрелых мини-пигах.

Животным под внутривенным наркозом

и местной анестезией провели

скелетирование тела нижней челюсти справа и слева, потом сформировали

четыре цилиндрических дефекта размерами 10х10х5мм. Трем животным

12

опытной группы, дефект кости заполнили исследуемым материалом и

закрыли мембраной на основе

ПОБ. Раны ушили, а трем животным из

контрольной группы в костный дефект поместили ксеногенный костный

недеминерализованный коллаген и так же как в экспериментальной группе

животных, закрыли мембраной.

Рану также послойно ушили.

Процесс

заживления кости анализировали через 3 и 6 месяцев, при этом выделенные

фрагменты кости (по четыре от каждого животного) в растворе формалина

направили на гистологический анализ.

Эксперименты на животных были проведены согласно этическим

принципам,

установленным

Европейской

конвенцией

по

защите

позвоночных животных, используемых для экспериментальных и других

научных целей. Экспериментальная работа была одобрена этическим

комитетом НижГМА.

Экспериментальная часть исследования (результаты)

Разработанная система

это паста из микросфер с гидроксиапатитом

в альгинатном золе. Система разработана специально с целью применения

для заполнения дефектов костной ткани. Средний диаметр полученных

микрочастиц составил 52 ± 11 мкм. Данная методика позволяет получать

микрочастицы с размером от единицы до 300

400 мкм. Такой размер был

выбран, так как он соразмерен с клетками, которые смогут прикрепляться к

опорному субстрату из микрочастиц и расти на нем. На фотографии, которую

получили методом сканирующей электронной микроскопии (СЭМ), видна

высокопористая поверхность микрочастиц,

состоящая из переплетенных

полимерных

тяжей.

Такая

характеристика

поверхности

может

способствовать прикреплению клеток к микрочастицам и росту на них

(рис.1).

13

Рис. 1. Композитные микрочастицы с гидроксиапатитом: а-световая; б-

микрофотография

Основное отличие пасты от простого альгинатного геля заключается в

наличии твердых микрочастиц размером 52 ± 11 мкм при размере клеток 25-

35 мкм. Можно предположить, что данные частицы обладают хорошей

адгезией, в связи с чем клетки могут использовать их как подложку для

прикрепления и последующего активного роста.

Таким образом, структура разработанного материала имеет элементы

твердой подложки, а также вещество способное поддерживать оптимальное

микроокружение для клеточной культуры (рис. 2).

Рис. 2. Биополимерная паста из микрочастиц ГАП–ПОБ в альгинатном геле

14

Данные сканирующей электронной микроскопии показали скопление

микрочастиц, которые связанны между собой и погружены в альгинатный

гель. Отчетливо наблюдаются

кристаллы гидроксиапатита, которые

находятся на поверхности микрочастиц. Это важно в полученной системе,

так как данная конструкция должна стимулировать формирование костной

ткани посредством остеостимулирующих свойств гидроксиапатита, который

находится на поверхности микрочастиц и высвобождается в процессе их

биодеградации.

Введение гидроксиапатита и альгината в полимерную систему

существенно меняет общий вид кривых дифференциальной сканирующей

калориметрии (рис. 3).

Рис. 3. Дифференциальная сканирующая калориметрия, термограмма

материала из ПОБ

При введении альгината и гидроксиапатита появляется широкий

дополнительный пик плавления в области низких температур (от 30° до 100°

С), а основной пик плавления полимерного композита в области высоких

температур также смещается в область более низких температур. Появление

пиков плавления в области низких температур свидетельствует о снижении

общей степени кристалличности в композите матрикса.

Результаты

исследования

биосовместимости

показали,

что

при

15

культивировании в альгинатном геле количество живых клеток сохраняется

на постоянном уровне, что характеризует альгинат как эффективную среду

для поддержания жизнеспособности клеток. Но при этом альгинат

недостаточен для роста клеток и их пролиферации.

При

гистологическом

сравнении

образцов

подкожно-жировой

клетчатки

крыс

через

14

суток

после

имплантации

костного

недеминерализованного ксеноколлагена было выявлено следующее:

поверхность материала окружена рыхлой соединительной тканью с

инфильтрацией плазмоцитами и макрофагами;

соединительная ткань

состоит из рыхлых и плотных пучков

коллагеновых волокон;

кровеносные сосуды с обычным кровенаполнением;

материал набухший, деструирующий, расслаивающийся на волокна,

имеются начальные признаки резорбции гигантскими клетками инородных

тел (рис. 4-7).

Рис. 4. Резорбция материала ГАП

ПОБ в подкожно-жировой клетчатке

у крыс на 14-й день после

имплантации. Материал рыхлый в

трещины и поры проникают

клеточные элементы. Окраска

гематоксилин и эозин, Х 20

Рис. 5. Резорбция материала ГАП

ПОБ на 14 сутки после имплантации.

Окраска гематоксилин и эозин, Х 32

16

Рис. 6. Гранулематозное воспаление

Рис. 7. Набухание, разволокнение и

на 14-е сутки после имплантации

деструкция материала Остеопласт на

ксеноколлагена. Окраска

14-е сутки имплантации в подкожно-

гематоксилин и эозин, Х 20

жировую клетчатку, Х 32

В рамках исследования процесса

регенерации костного дефекта в

бедренной кости крысы было выявлено следующее:

имплантация материала ПОБ не ухудшает условия регенерации кости;

материал характеризуется остеокондуктивными свойствами, что

показывает распространение костного регенерата по поверхности болюса

материала;

имплантация материала ПОБ не вызывает воспаления кости;

материал резорбируется с участием гигантских клеток инородных тел,

а также не меняет направление распространения фронта регенерации, что

видно по эффективному восстановлению анатомической целостности

кортикальной пластинки бедренной кости.

Фрагменты костной ткани с моделью раны кости нижней челюсти у

мини-пигов размером в 1 см, заполненные материалом ГАП ПОБ и закрытые

мембраной из ПОБ, были исследованы на 30, 90 и 180 дни после операции.

В рамках исследования было выявлено:

регенерация костной ткани распространяется с материнской кости от

периферии к центру регенерата;

17

в соединительной ткани присутствуют остатки остеопластического

материала с недиференцированной соединительной тканью вокруг них;

на

180-е

сутки

в

кортикальной

пластинке

обнаруживается

воронкообразный круглый дефект, который заполнен соединительной

тканью;

на

поверхности

костных

балок

присутствует

много

активных

остеобластов, а на границе фиброзной и костной ткани наблюдаются очаги с

ретикулофиброзной костной тканью.

При гистологическом исследовании образцов костной ткани через 180

дней после имплантации в критический дефект кости материла ксеногенного

костного недеминерализованного коллагена и закрытии снаружи дефекта

мембраной ПОБ обращало на себя внимание то, что, несмотря на нормальное

формирование

кортикальной

пластинки

в

нижележащих

отделах,

выявляются очаги грубоволокнистой соединительной ткани с разряжением

костного вещества, выраженным фиброзом межбалочного пространства,

проникающего по ходу костномозгового канала во все направления.

В варианте, где в дефект был имплантирован материал на основе

ксеногенного костного недеминерализованного коллагена с перекрытием

мембраной из ПАБ выявлено, следующее:

кортикальная пластинка формируется нормально, но в нижних ее

отделах обнаруживаются очаги с грубоволокнистой соединительной тканью

с разреженным костным веществом;

наблюдается выраженный фиброз

межбалочного пространства,

распространенный по ходу костномозгового канала во всех направлениях;

развивается хроническое гранулематолезное воспаление примерно с 90

дня после имплантации, при этом на месте его очага формируется зона

фиброза межбалочного пространства, примерно к 180 суткам (рис. 8).

18

Рис. 8. Формирование кортикальной пластинки через 180 дней после

операции. Окраска альциановым синим, Х 32

Таким образом, сравнительный анализ влияния имплантации ГАП ПОБ

и материала на основе костного недеминерализованного коллагена с

закрытием дефекта в обоих вариантах мембраной ПОБ показал, что в группе

с имплантированным ГАП ПОБ к 180-м суткам после его имплантации

костный дефект полностью заживает; кортикальная пластинка формируется и

в группе с имплантацией материала на основе ксеногенного костного

недеминерализованного коллагена, но при этом возникает

хроническое

продуктивное воспаление, вызывающее разрежение костной ткани, что

снижает уровень механических характеристик кости. В связи с этим

использование материала ГАП ПОБ для закрытия костного дефекта должно

быть более эффективным в клинической практике.

Клиническая часть исследования

В клинике кафедры челюстно-лицевой хирургии и имплантологии

НижГМА проведены обследование и лечение 101 пациента.

В исследование включали пациентов с диагнозами «ретенция, дистопия

зуба» и «частичная потеря зубов, осложненная недостаточным объемом

19

кости альвеолярного отростка верхней челюсти», как наиболее часто

встречаемыми в практике хирургической стоматологии.

Пациенты

были

разделены

на

две

группы:

контрольную

и

экспериментальную. Экспериментальную группу составили 50 человек: 25

пациентов с диагнозом «ретенция, дистопия зуба». Которым дефект,

образовавшийся после удаления зуба, закрывали материалом на основе ПОБ;

25 пациентов с диагнозом «частичная потеря зубов, осложненная

недостаточным объемом кости альвеолярного отростка верхней челюсти».

При проведении операции «синус-лифтинг» использовали разработанный

материал на основе ПОБ.

Контрольную группу составил 51 человек: 25 пациентов с диагнозом

«ретенция, дистопия зуба», у которых дефект образовавшийся после

удаления зуба, заживал без заполнения лунки материалом под сгустком;

26 пациентов с диагнозом «частичная потеря зубов, осложненная

недостаточным объемом кости альвеолярного отростка верхней челюсти».

При проведении операции «синус-лифтинг» использовали материал

ксеногенного происхождения «Остеопласт-К».

Всем пациентам было проведено предоперационное Rg- исследование

(рис. 9).

Рис.9. Пациент Д. Ортопантомограмма до операции

Операция

«удаление

ретенированного

зуба»

проводилась

под

20

торусальной анестезией Sol. Ultracaini D-S forte 4% 4.0. Осуществлялся Г-

образный разрез над ретенированным зубом, распатором отслаивали

слизисто-надкостничный лоскут от кости. Бором формировали доступ к

нижнему третьему моляру с вестибулярной и ретромолярной сторон.

Удаление зуба проводили прямым элеватором (рис. 10).

Рис. 10. Удаление зуба

После удаления зуба производили тщательную ревизию лунки, острые

края костной раны сглаживали фрезой, рану обрабатывали антисептическим

раствором 0,05%-го хлоргексидина.

Материал извлекали из стерильной упаковки, укладывали в дефект

(рис. 11).

Рис. 11. Заполнение дефекта материалом ПОБ

Слизисто-надкостничный лоскут мобилизовывали и ушивали рану

узловыми и матрацными швами, шовным материалом Vicryl 4.0. Проводили

контрольное рентгенологическое обследование через шесть месяцев после

операции (рис. 12).

21

Рис. 12. Ортопантомограмма пациента Д. через 6 месяцев

Перед проведением операции «синус-лифтинг» было проведено

предоперационное Rg- исследование (рис. 13).

Рис. 13. Ортопантомограмма пациента Г. до операции

«синус-лифтинг» с реконструкцией альвеолярного отростка верхней

челюсти справа

Операцию проводили под инфильтрационной анестезией Sol. Ultracaini

DS forte 4% 4 ml. Производили трапецевидный разрез на вестибулярной

поверхности альвеолярного отростка верхней челюсти, отслаивали слизисто-

надкостничный лоскут. На передне-боковой стенке верхнечелюстного синуса

прямым наконечником алмазным шаровидным бором малого диаметра при

скорости 15000 об/мин, формировали U-образное костное окно. Гладилкой

отслаивали и приподнимали слизистую оболочку синуса (рис. 14).

22

Рис. 14. Сформированный доступ

В образовавшийся дефект укладывали материал на основе ПОБ (рис.

15).

Рис. 15. Заполнение дефекта материалом ПОБ

Костным

фрагментом,

полученным

при

формировании

окна,

перерывался дефект. Мобилизованный слизисто-надкостничный лоскут,

укладывали на место и ушивали рану узловыми и П-образными швами

шовным материалом Vicryl 5.0.

В

реабилитационный

период

проводили

фармакотерапию,

включающую

назначение

антибактериальных,

антигистаминных,

анальгезирующих средств в течение 7 дней.

В 1-е сутки после проведения операций пациенты испытывали

незначительные болевые ощущения, которые купировались приемом

анальгезирующих средств.

Период наиболее выраженного отека приходился на 3 4-е сутки после

23

операции, на 6-е сутки отмечалось отсутствие отека. Раны заживали

первичным натяжением. Швы снимали на 10-е сутки. Через 3, 6, 12 месяцев

проводили повторную ортопантомографию (рис. 16).

Рис. 16. Ортопантомограмма пациента Г. через 6 месяцев после

операции «синус-лифтинг» с реконструкцией альвеолярного отростка

верхней челюсти справа

На

рентгенограммах,

выполненных

через

3

месяца,

отмечали

уменьшение костного дефекта за счет новообразования костной ткани по

краям дефекта, первые признаки остеогенеза. Через 6 и 12 месяцев границы

костного дефекта сливались с собственной неповрежденной костной тканью

(рис.12,

рис.16).

При

визуальном

и

пальпаторном

обследовании

оперированных тканей не выявляли изменений архитектоники ни у одного

пациента экспериментальной группы. В контрольной группе убыль костной

ткани составляла 15 20% от первоначального объема.

Таким

образом,

по

результатам

клинического

внедрения

биокомпозиционного

материала на основе

ПОБ при хирургических

стоматологических вмешательствах можно отметить, что новый материал не

вызывает воспалительных процессов в послеоперационном периоде, хорошо

переносится пациентами, ускоряет регенерацию костной ткани в зоне

сформированных дефектов после хирургических вмешательств. Впервые при

24

проведении синус-лифтинга был использован биокомпозиционный материал

на основе ПОБ без добавления аутокости, и при этом получен планируемый

прирост костной ткани.

ВЫВОДЫ

1.

В результате отработки технологии соединения полиоксибутирата с

наноразмерным гидроксиапатитом с получением микрочастиц и насыщения

ими

альгинатного

гидрогеля

разработан

новый

синтетический

костезамещающий материал.

2.

Разработанный материал в виде пасты, содержащей полиоксибутират/

гидроксиапатит/альгинат имеет хорошую биосовместимость, что доказано in

vivo в эксперименте на животной модели

подкожной имплантации

материала крысам. При гистологическом исследовании образцов подкожно-

жировой клетчатки крыс через 14 суток после имплантации материала

гидроксиапатит

полиоксибутират

было

выявлено,

что

поверхность

материала окружена рыхлой соединительной тканью, которая построена из

рыхлых пучков коллагеновых волокон. В них обнаруживались

редкие

лимфо- и плазмоциты, а так же макрофаги. Кровеносные сосуды с обычным

кровенаполнением, а нейтрофилов не было выявлено. Материал имеет

начальные признаки резорбции гигантскими клетками инородных тел,

которые активной каемкой проникают в толщу материала и растворяют его.

Полиоксибутират вызывает умеренное образование соединительнотканной

капсулы, построенной из рыхловолокнистой соединительной ткани без

выраженных признаков хронического продуктивного воспаления.

3.

Экспериментально-морфологическое исследование показало, что

применение

разработанного

синтетического

материала

на

основе

полиоксибутират/гидроксиапатит для восстановления костных дефектов

улучшает регенерацию кости и не вызывает хронического воспаления.

Гистологическое исследование при восполнении критических дефектов у

свиней породы «мини-пиг» показало, что материал обладает выраженными

25

остеокондуктивными

свойствами.

При

закрытии

костного

дефекта

материалом из полиоксибутирата, регенерация костной ткани идет с

материнской кости от периферии к центру регенерата, причем центр

регенерата

на

30-е

сутки

уже

заполняется

грубоволокнистой

соединительной тканью. На сроке 90 дней

выявлено, что дно костного

дефекта и глубокие слои раневого канала заполнились

зрелой костной

тканью трабекулярного строения. На 180-е сутки эксперимента образование

кортикальной пластинки с закрытием дефекта практически завершилось.

4.

При использовании материала в клинике хирургической стоматологии

не наблюдалось воспалительных явлений. На контрольных рентгенограммах

через 3, 6, 12 месяцев сохранялся объем альвеолярной кости, что создавало

необходимые условия для дальнейшей имплантации.

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

1.

Для замещения дефектов челюстных костей сложной формы (полости

кист, лунки удаленных зубов, полость верхнечелюстного синуса при

синуслифтинге) эффективно использование костезамещающего материала в

виде пасты на основе ПОБ/ГАП/альгинат натрия.

2.

При проведении направленной регенерации кости и наличии

одностеночного костного дефекта возможно применение разработанного

материала в виде пасты без дополнительного перекрытия костного дефекта

изолирующей мембраной. Использование материала в форме пасты

эргономично, улучшает заполнение сложных по форме костных дефектов и

сокращает время операции, связанное с заполнением костного дефекта

материалом.

3.

При удалении зубов мудрости, рекомендуется заполнять лунку

разработанным материалом на основе ПОБ/ГАП/альгинат натрия, что

позволяет улучшить течение послеоперационного периода и оптимизировать

заживление костного дефекта.

26

4.

Применение материала на основе ПОБ/ГАП/альгинат натрия при

любом виде костной пластики позволит исключить возможные негативные

реакции со стороны организма (иммунный ответ и гранулематозное

воспаление), связанные с применением ксеногенных материалов.

Список работ, опубликованных по теме диссертации

1.

Разработка, in vivo и in vitro исследование костно-пластического

материала на основе композиции гидроксиапатита, полиоксибутирата и

альгината натрия/ Ю.В. Гажва, А.П. Бонарцев, Р.Ф. Мухаметшин, И.И.

Жаркова, Н.В. Андреева, Т.К. Махина, В.Л. Мышкина, А.Е. Беспалова, А.Л.

Зернов, В.М. Рябова, Э.В. Иванова, Г.А. Бонарцева, А.А. Миронов, К.В.

Шайтан, А.В. Волков, А.А. Мураев, С.Ю. Иванов // Современные технологии

медицины. 2014. Т.6, № 1. – С. 6-13.

2.

Синтетические

материалы,

используемые

в

стоматологии

для

замещения дефектов костной ткани/ С.Ю. Иванов, Р.Ф. Мухаметшин, А.А.

Мураев, А.В. Бонарцев, В.М. Рябова //Современные проблемы науки и

образования. 2013. № 1. – С. 60.

3.

Synthetic materials used for the substitution of bone defects. Critical review

/ Р.Ф. Мухаметшин, А.А. Мураев // Современные проблемы науки и

образования. – 2012.

№ 3. – URL: http://www.science-education.ru/103-6409.

Список сокращений:

27

ГАП

гидроксиапатит

ДСК

дифференциальная сканирующая калориметрия

МСК – мезенхимальные стволовые клетки

ПВС – поливиниловый спирт

ПОБ

полиоксибутират

СЭМ – сканирующая электронная микроскопия

МУХАМЕТШИН

28

Роман Фларидович

РАЗРАБОТКА НОВОГО СИНТЕТИЧЕСКОГО БИОМАТЕРИАЛА

НА ОСНОВЕ ПОЛИОКСИБУТИРАТОВ ДЛЯ ЗАМЕЩЕНИЯ ДЕФЕКТОВ

КОСТНОЙ ТКАНИ

(ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНО-КЛИНИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ)

14.01.14 - стоматология

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени

кандидата медицинских наук

Подписано в печать

Отпечатано в типографии



Похожие работы:

«НОСОВИЧ Дмитрий Владимирович ОСОБЕННОСТИ ТЕЧЕНИЯ ПЕРВИЧНОГО И ПОВТОРНОГО ИНФАРКТА МИОКАРДА У МУЖЧИН МОЛОДОГО И СРЕДНЕГО ВОЗРАСТА С АРТЕРИАЛЬНОЙ ГИПЕРТЕНЗИЕЙ В УСЛОВИЯХ ТЕРАПЕВТИЧЕСКОГО СТАЦИОНАРА 14.01.05 — кардиология Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата медицинских наук Санкт-Петербург 2015 2 Работа выполнена в ФГБВОУ ВПО Военно-медицинская академия имени С. М. Кирова МО РФ Научный руководитель доктор медицинских наук доцент Яковлев Владимир...»

«Авакимян Сергей Владимирович ПРОГНОЗ И ТАКТИКА ЛЕЧЕНИЯ ОСТРОГО ПАНКРЕАТИТА В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ТЯЖЕСТИ ПАТОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА 14.01.17 – Хирургия Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора медицинских наук Краснодар – 2015 2 Работа выполнена в государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования Кубанский государственный медицинский университет Министерства здравоохранения Российской Федерации (ГБОУ ВПО КубГМУ Минздрава...»

«Лукашевич Илона Викторовна ОПТИМИЗАЦИЯ ПЕРИОПЕРАЦИОННОГО ВЕДЕНИЯ ПАЦИЕНТОВ, ПЕРЕНЕСШИХ РЕЗЕКЦИЮ ОБОДОЧНОЙ КИШКИ. 14.01.17 – Хирургия АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата медицинских наук Москва 2015 Работа выполнена в ФГБУ Государственный научный центр колопроктологии имени А.Н. Рыжих Министерства здравоохранения Российской Федерации (директор – проф., д.м.н. Ю.А.Шелыгин). Научные руководители: доктор медицинских наук, профессор Ачкасов Сергей...»





 
© 2015 www.x-pdf.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.