Материалы для репарации костных дефектов и восстановления тканей пародонта.
По данным отечественных и зарубежных авторов развитие хирургических методов лечения заболеваний пародонта (периодонта) связано с устранением очагов воспаления пародонталъных карманов и приостановлением прогрессирования деструкции костной ткани, и в конечном итоге обеспечении стабилизации состояния поддерживающих тканей пародонта (А. И. Грудянов.,1998).

Для целей репарации костных дефектов и восстановления тканей периодонта в последние 40 лет прошлого века были начаты разработки искусственных и биологических материалов для применения их при восстановительных операциях на периодонте (Krejci С.). По своему происхождению все материалы для костной пластики можно разделить на :

1). Искусственные

2). Биологические

3). Композиционные

Искуственные (синтетические) материалы.

К ним относятся синтетические материалы на основе р-грикальций фосфата, гидроксиапатита (ГА), различные типы керамики, сульфат кальция (Sottosanti) и др. Эти материалы стали исследовать и использовать в практической стоматологии с конца 60-х годов прошлого столетия, после установления факта соотношения Са и Р (1,67) в гидроксиапатите костной ткани , а более конкретно в трикальций фосфате, который в настоящее время признается многими исследователями тем веществом с осаждения которого из плазмы крови инициализируется процесс оссификации (Ньюмен ). В пародонтологии это соединение применяется для заполнения карманов и костных дефектов в виде биорезорбируемой керамики (Nelson S.R.).

В настоящее время в России создан ряд биоимплантов на основе гидроксиапатита (Гидроксиапол "Полистом" "Остим-100" "Остим"), которые хорошо зарекомендовали себя при восстановлении костной ткани, в первую очередь для использования в стоматологии при хирургическом лечении пародонта ( В.К. Леонтьев., А.И. Воложин 1995). "Гидроксиапол" представляет из себя порошок гидроксиапатита с размером частиц 1-10 мкм и гранулы с размером 0,25-1 мм. Установлено, что биологические свойства синтезированного ГА и материалов на его основе во многом определяются способами его получения, составом примесей, размером частиц и т.п.

В клинике РГМУ, апробирован ГА ультравысокой дисперсности, высокой химической чистоты и строгой стереохимической чистоты — "Остим-100". Полученные авторами результаты позволили сделать вывод, что этот материал способен стимулировать остеогенез (Панкратов). Показано, что материал "Остим 100" рекомендуется использовать при лечении фуркационных дефектов II класса на нижней челюсти при вертикальном и горизонтальном типе резорбции костной ткани (Дмитриева стр 107).

Зарубежными производителями также выпускается ряд материалов на основе трикальция фосфата— Synthograft, ГА—Calcite (Calcitec Inc. USA), Durahatite ( Сооk Waite Inc. USA), Orthomatrix (Life Core USA).

Все перечисленные выше материалы относятся главным образом к остеокондуктивным то есть способствующим замещению объема костного дефекта и поддержанию определенной формы.

Целый ряд искусственных материалов для оперативной пародонтологии разработан для "направленной костной регенерации". К наиболее распространенной относится продукция фирмы—Gore (Flagstaft USA), выпускающая мембраны из политетрафторэтилена.

Однако применением одних искусственных материалов не решают проблему репарации всех тканей периодонта т.е. кости, цемента и периодонталышй связки (Л. А. Дмитриева).

Биологические материалы.

К биологическим материалам относят имплантаты, полученные из тканей различных животных (ксеноматериалы), человека (ауто- и алломатериалы) и биологически активные молекулы белковой и не белковой природы, обладающие свойствами факторов роста. Эти изделия, как правило получают путем обработки различных видов соединительной ткани - кожи, сухожилий, костей, хряща и твердой мозговой оболочки.

По свойствам, которые остеопластические материалы оказывают на костную ткань они делятся на остеокондуктивныс и остеоиндуктивные.

Основы этого деления были заложены в фундаментальных работах М.Urist, A.Reddi, которые показали, что успех восстановления костной ткани зависит от биологически активных молекул, входящих в состав костной ткани. Они первыми предложили условное обозначение биоматериалов, применяющихся для стимуляции роста костной ткани в качестве остеокондуктивных и остеоиндуктивных.

Наиболее подходящим для имплантации и последующей биоинтеграции несомненно являются аутотрансплантаты ( т.н. "золотой стандарт"), которые готовятся из собственной кости пациента и этим полностью исключаются основные иммунологические и большинство инфекционных осложнений. Однако, такой материал должен использоваться непосредственно перед трансплантацией, в противном случае клиника должна иметь костный банк для хранения, что в реальности доступно только крупным специализированным учреждениям из-за очень высокой стоимости приготовления и консервации такого рода продукции. Кроме того, возможности получения значительных количеств аутоматериала весьма ограничены, а его получение связано с проведением дополнительных травм и неудобств для пациента.

В связи с этим в 70-х годах в практической хирургии пародонта получили распространение материалы из коллагена фирмы Collagen Corp. — "Ziderm", который применяли для заполнения пародонтальных карманов (G.Krekerl). Этот материал получают из кожи телят путем кислотно-щелочной обработки полностью растворяется в слабых кислотах и применяется в виде геля, который после стерилизации вводят в полость или дефект. В России аналогичный коллаген был разработан группой ученых, результатом этих исследований явилось создание целого направления—коллагенопластики (Серов, Шехтер, Истранов)

В настоящее время в большинстве случаев ксеноколлаген используют в композиционных материалах и при изготовлении мембран для направленной костной регенерации.

Реально большим спросом пользуются материалы, изготовленные из частично или полностью деминерализованной лиофильно высушенной кости—Allograft, Allogro (Cera-Med USA), D-Min Osteotech (USA). Получение этих материалов из костной ткани человека основано на низкотемпературной декальцификации и лиофильном высушивании в замороженном состоянии. После тщательной проверки и соответствующей стерилизации эти материалы тестируются как остеоиндуктивные.

Показанием к их применению является тяжелая и средняя тяжесть пародонтита с целью восстановления костной ткани, в частности при атрофиях альвеолярных гребней и устранения костных рецессии как патологических так и возрастных (В. С. Иванов)

В последнее время появились работы по применению биоматериала "Bio-Oss" (Geistlich Biomaterials Swiss) для хирургического лечения периодонтитов. Материал представляет из себя натуральный минеральный компонент выделенный из костной ткани быка. Материал выпускается в виде блоков, гранул или небольших кусочков, содержащих 10% коллагена. Изделие предназначено для периодонтальной тканевой регенерации. Экспериментальные исследования материала показали его эффективность при восстановлении костной ткани (Clergeau L. 1996). "Bio-Oss" в настоящее время широко исследуется и с успехом применяется для устранения костных дефектов как сам по себе так и в сочетании с различными биоматериалами и биоактивными веществами (Richardson С.)

Композиционные материалы.

В группу композиционных имплантатов включают материалы, изготовленные в виде смеси синтетических и/или биологических материалов для придания им синергичных свойств.

Это большая группа материалов, обычно содержащих смеси синтетических и/или биологических веществ для придания им дополнительныых свойств усиливающих или дополняющих друг друга.

В первых остеопластических материалах использовались смеси ГА и трикальций фосфата - (Syntograft, Alveograft), которые либо входили в состав материалов после их синтеза либо смешивались позже (Hayashi К.).

На основе ксеноколлагена кожи ("Ziderm" Collagen Corp. Palo Alto USA) и синтетического ГА создано большинство материалов для остеопластики, которые с успехом применяются в настоящее время за рубежом (Piez К.).

В России аналогичные композиционные материалы были разработаны и внедрены фирмами "Интермедапатит" и "Полистом" . Было показано, что остеопластические материалы - на основе ГА и коллагена эффективны при хирургическом лечении, развившихся стадий пародонтита (Грудянов А.И.).

Большее число эспериментальных и клинических исследований в оперативной пародонтологии, особенно в последние годы, было посвящено применению композиционных биоматериалов, на основе аллогенной деминерализованной кости (DFDBA) и ГА , DFDBA и морфо-генетических белков и т.п. (Damien С., Perry С.). Перечисленные материалы этой группы в той или иной степени способны индуцировать остеогенез, то есть способствуют формированию новой костной ткани из клеток-предшественников в зоне имплантации. При этом, по-видимому необходимо различать тип возникающей остеоиндукции.

В первом случае вещества, входящие в состав материала, способны оказывать либо сами по себе, либо в сочетании с другими составляющими непосредственное воздействие на клетки-предшественники и тем самым индуцировать остеогенез в зоне имплантации (DFDBA, ВМР, факторы роста).

По нашему мнению некоторые остеокондуктивные материалы, обладая определенной структурной организацией, способны формировать так называемый "дом" для костных клеток-предшественников и тем самым индуцировать их функциональную фктивность. В другом варианте, входящие в состав материала вещества, сами по себе или в сочетании с другими компонентами оказывают непосредственное регуляторное воздействие на костные клетки-предшественники и тем самым индуцировать остеогенез в зоне имплантации. Последнее хорошо доказано для "морфогенетического костного белка" (ВМР) и переходного эпителия мочевого пузыря (Фриденштейн). В обеих случаях формируется костная ткань, но в первом случае остеогенез происходит только в непосредственной близости от нативных костных структур, тогда как индукция эктопического остеогенеза возможна в любой соединительной ткани (СТ), сколь угодно удаленной от кости .

В патогенетической основе пародонтита (периодонтита) лежит поражение различных тканей - эпителиальной и соединительной - коллагеновая строма десны, надкостница, кость. Другой основной компонент значительно повреждающийся при пародонтите - протеогликаны, основной структурно-функциональной единицей которых являются гликозаминогликаны (ГАГ) (Иванов В.С.). При развившемся пародонтите нарушается структура коллагеновых волокон и их микроокружения, что сопровождается их лизисом и дезинтеграцией.

Таким образом при разработке биоимплантов для хирургической коррекции пародонтита необходим комплексный подход, учитывающий и включающий вещества прямо влияющие на метаболизм соединительной ткани, и в то же время индуцирующие формирование новой костной ткани.

В литературе дана критическая оценка эффективных "оптимизаторов" остеогенеза в монографии А.К. Иорданишвили, который приходит к выводу, что успех многих современных стоматологических вмешательств, связан не только с атравматичностью операции, но и с использованием средств оптимизирующих репаративный остеогенез.

А.К. Иорданишвили с соавторами использован препарат - "Хонсурид", который представляет собой полисахарид животного происхождения, получаемый из хрящей крупного рогатого скота. "Действующим началом препарата является кислый мукополисахарид, играющий важную роль в синтезе коллагеновых волокон, чем обуславливается его положительное влияние "Хонсурида" на репаративный остеогенез". (Иорданишвили А.К.). Автор приводит также данные по положительному влиянию композиции этого препарата с ГА и трикальций фосфатом на репаративный остеогенез.

Действительно, как было показано нами ранее, кислые мукополисахариды ( в современной терминологии сульфатированные гликозаминогликаны) способны активно влиять на метаболизм соединительной ткани, и в частности на процессы фибриллогенеза коллагена (Панасюк А. Ф.).

Фирмой ООО "Конектбиофарм", были разработаны оригинальные технологии получения сульфатированных гликозаминогликанов, из костной ткани (Патент РФ № ), которые отличаются от мукополисахаридов из хряща качественным составом и степенью их очистки.

Другой оригинальной разработкой явилась разработка технологии получения костного коллагена из алло и ксенокости (Патент РФ № ).

Эти разработки явились базисными для создания биокомпозиционных материалов для патогенетически направленного комплексного хирургического лечения пародонтита:

"Биоимплант" - гранулы, содержащие биологический гидроксиапатит, ксеноколлаген и сульфатированные гликозаминогликаны.

"Биоматрикс-имплант" - натуральный минеральный компонент ксенокости, выпускаемый в виде блоков и крошки.

"Биоматрикс" - композиционный биоматериал на основе костного ксеноколлагена и ксеногликозаминогликанов, выпускаемый в виде блоков, дисков и пластин. Содержание костных ксеногликозаминогликанов не менее 400 мкг/см3 в стерильном виде.

"Алломатрикс-имплант" (разработан совместно с ГУН ЦИТО им. Н. Н. Приорова) - композиционный биоматсриал на основе костного аллоколлагена и костных аллогликозаминогликанов, выпускаемый в виде блоков. Содержание костных аллогликозаминогликанов не менее 400 мкг/см3 в стерильном виде.

"Остеоматрикс" (разработан совместно с ГУН ЦИТО им. Н. Н. Приорова)— композиционный биоматериал на основе костного ксено-коллагена, костных гликозаминогликанов и натурального минерального ГА из ксенокости.

Литература:

1. А.С. Панкратов. Лечение больных с переломами нижней челюсти с использованием "Остим-100" как стимулятора репаративного остеогенеза. Дисс. канд. мед. Наук.-М.1994-с 169

2. Nelson S.R. Evalution of new high performance calcium polyphosphate bioceramics as bone graft materials. J. Oral Surg. 1993 Dес; 51 (12) : 1363-71

3. Krekel G. The healing of Autologous Spongiosa and Heterologous Materials in the Periodontal Bone Pocket. Int. J. Oral Surg. 1981;10: 151-55.

4. Hayashi k. Hydroxyapatite particulate preparations. Arch. Orthop. Trauma Surg. 1970 140:307-25

5. Krejci C. Clinical Evalution of Porous and Nonporous Hidroxyapatite in the Treatment of Human Periodontal Bony Defects. J.Periodontol. 1987 August. 67 521-29

6. Грудянов А.И. Сравнительная оценка эффективности остеотропных подсадок при проведении лоскутных операций. Сб. Применение биокомпозиционных материалов в челюстно-лицевой хирургии и стоматологии. М. МОНИКИ 1997. стр 27

7. Damien C. Bone graft and bone graft substitutes: a review of current technology and ahhlications. J. Appl. Biomater. 1991: 2 (3): 187-208

8. Perry C.R. Bone repair techniques, bone graft, and bone graft substitutes. Сlin. Оrtор. 1999 Маr; (360): 71-86

9. Clergeau L. Healing Response to Anorganic Bone Implantation in Intrabony Defects in Dog Раrt 1. J. Рeriodontol. 1996 Уоl. 67 Nо.2. 140-49

10. Иорданишвили А.К. Хирургическое лечение периодонтитов и кист челюстей. С-П. 2000 стр 98-112

11. Richardson C. Clinical evalution of Bio-Oss: a bovine derived xenograft for the treatment of periodontal osseous defects in humans. J. Сlin. Periodontol. 1999 Jul: 26 (7): 421-8

12. Иванов В.С. Заболевания пародонта. МИА. М.1998 с 23,122

Авторы: А.Ф. Панасюк, А.И. Грудянов, Н.А. Золотарева, Д.А. Саващук, Т.А. Саващук

Источник: www.dental-revue.ru