Класифікація остеопластических матеріалів
Головна | Про нас | Зворотній зв'язок
При вивченні місцевих функціонально-біохімічних і структурно-морфологічних змін, що виникають при загоєнні дефекту кісткової тканини, багато дослідників змогли вже порівняно давно сформулювати положення про стабільність репаративного остеогенезу. підкреслюючи при цьому умовність такого поділу, так як регенерація кісткової тканини являє собою єдиний процес, окремі фази якого взаємозумовлені і тісно пов'язані між собою.
1. Спочатку відбувається проліферація сполучнотканинних елементів, і на місці дефекту утворюється грануляційна тканина. Розвивається набряк веде до випадання ниток фібрину. Ці нитки утворюють поки що безладний клубок. Місце пошкодження кісткової тканини як би «притягує» мінеральні солі, їх приплив поступово збільшується.
2. Нитки випав фібрину набувають орієнтування по довгій осі кісткового сегмента і перетворюються в колагенові волокна або, вірніше, в колагенові трубочки, що містять мінеральні солі в розчиненому стані. Формується коллагеновая основа, білкова матриця кісткової тканини.
3. Мінеральні солі з рідкого стану починають переходити в кристалічний. Утворюються кісткові пластинки ( «балки»), ще позбавлені гаверсових каналів. Концентрація мінеральних солей в цю фазу залишається високою.
4. Формується зріла кісткова тканина, кристали? -трікальційфосфата заміщаються кристалами гідроксиапатиту.
5. Обмінні процеси в нової кісткової тканини нормалізуються, тобто інтенсивність стає рівною швидкості обміну в непошкоджених кістках скелета.
До теперішнього часу досягнуто певних успіхів, які дозволяють дослідникам більш детально зіставити морфологічні і хімічні процеси в регенераті, і на цій основі отримати більш повне уявлення їх стадийности (Зуєв В. П. Панкратов А С. Дмитрієва Л. А. Філатова Н. А. ).
У перші години після травми кістки розвивається генералізована катаболическая фаза загальної захисної реакції організму. Місцеві процеси в області дефекту, що характеризуються розпадом мукопротеинов, поліпептидів і інших органічних сполук, призводять до зменшення загального білка крові, зміни співвідношення між білковими фракціями сироватки крові і посилення окислювально-відновних реакцій, процесів декарбоксилювання, гидролитического і ензиматичного розщеплення за участю відповідних ферментів.
В подальшому, в міру загоєння дефекту, анаболічні процеси починають переважати над катоболіческімі, що проявляється активною захисною реакцією організму, що супроводжується гіперглікемією, посиленням здатності тканин депонувати аскорбінову кислоту і таких ферментів, як оксидоредуктаз, гідролази і синтетази. Інтенсифікація біосинтезу специфічних білків і ферментів співпаде з періодом найбільш активного формування колагенової матриці кісткового регенерату (Расмуссон Л.).
На основі отриманих даних про механізм репаративного остеогенезу була розроблена і вдосконалюється в даний час спеціальна група препаратів, яка значно збільшує швидкість процесів регенерації кісткової тканини. Також була сформована спеціальна галузь науки, що займається вивченням і створенням засобів, що оптимізують остеогенез, - біоматеріаловеденіе.
Широкі показання до застосування в різних областях стоматології та ЧЛХ коштів, спрямованих на стимулювання місцевого костеобразования, свідчать про актуальність розробки та впровадження в клінічну стоматологію подібних препаратів. Перше місце по використанню коштів для оптимізації остеогенезу займає щелепно-лицьова хірургія. Показаннями до їх застосування є відшкодування дефектів кісткової тканини в щелепних костях після видалення доброякісних пухлин і оперативного лікування апікальних періодонтитів зі збереженням зубів, пластичне відшкодування травматичних дефектів кісткової тканини, збільшення висоти альвеолярних відростків щелеп з метою поліпшення умов подальшого зубо-щелепного протезування, заповнення лунок видалених зубів для профілактики атрофії кісткової тканини і вираженою зубо-альвеолярної деформації. Накопичено досвід у використанні подібних препаратів при лікуванні переломів щелеп і гнійно-запальних захворювань щелепних кісток. Хороші результати описані і при застосуванні остеогенних засобів для ортопедичного лікування з використанням остеоінтегрірованних імплантатів. Ще одним напрямком застосування препаратів для оптимізації остеогенезу є періодонтологіі. На сьогоднішній день теоретично обгрунтована і клінічно доведено можливість повного відновлення анатомо-функціональної цілісності періодонта при лікуванні легких і середньо форм періодонтитів. Задовільні результати отримані і при лікуванні важких форм запалення періодонта з глибокими періодонтальна кишенями і залученням до патологічного процесу кістки в області фуркации коренів із застосуванням методики спрямованої регенерації і використанням коштів, стимулюючих відновлення кісткової тканини.
Особливістю оперативних втручань на кістках лицевого скелета є те, що вони в багатьох випадках здійснюються в області попередньо інфікованого патологічного вогнища, а також нерідко хірургічне лікування виконується в зв'язку з розвитком запальних ускладнень. Наприклад, за даними Latrov і співавт. (1988) інфікованість кісткових порожнин при лікуванні кістозних новоутворень щелеп виявлено в 87% випадків. Також існує тенденція збільшення запальних ускладнень травм лицьового скелета. Регенераторний потенціал кісткової тканини, безпосередньо прилеглої до інфікованого кістковому дефекту, що супроводжується тканинною гіпоксією, значно знижений. Отже, актуальним є пошук таких матеріалів, які поряд з вираженим Остеопластичні дією, одночасно мали б стійкістю і до бактеріального впливу (Гизатуллин Р. А.).
Більшість використовуються коштів для оптимізації остеогенезу, поряд з гарною ефективністю застосування, мають велику кількість недоліків. Тому завдання розробки нових імплантаційні матеріалів для стоматології була визнана одним з найважливіших напрямків Державної науково-технічної програми «Стоматологія та щелепно-лицьова хірургія».
Ще в 1975 році Frame перерахував якості, якими повинен володіти ідеальний матеріал, що розсмоктується, імплантований в кістку:
· Хороша переносимість тканинами і відсутність небажаних реакцій;
· Пористість - забезпечує проростання кістки;
· Биодеградация - щоб уникнути ослаблення або інфікування матеріалу після утворення кістки;
· Можливість стерилізації без зміни якостей;
· Доступність і низька ціна.
Якщо до цього переліку додати ще остеоіндуктівнимі - здатність порушувати остеогенез - вийде майже вичерпний список умов, якими керується сучасне медичне матеріалознавство в області конструювання ткане-інженерних систем, що потенціюють репаративний остеогенез.
Першим двом умовам найбільш повно відповідають композиційні матеріали, що містять перераховані вище з'єднання, які є природними складовими кісткової тканини. Наступні три - більш-менш просто вирішуються технологічними прийомами. Проблема підвищення остеорепаративного активності матеріалів для імплантації досягається шляхом збільшення їх остеоіндуктівнимі властивостей. На підставі численних досліджень можна припустити, що в цьому відношенні перспективно включення в композиції остеопластических матеріалів рістрегулюючих факторів (РРФ), що депонуються в мінеральної фазі і органічному кістковому матриксі.
Здатність деминерализованного кісткового матриксу до прискорення регенерації кістки (до того, що в даний час називають остеоіндукціей) була виявлена Senn в 1889 році. Однак треба було майже 100 років, щоб виділити з кісткової тканини фактор білкової природи, відповідальний за Остеогенні активність, названий кістковим морфогенетическим білком. Як показали подальші роботи ряду дослідників вУкаіни і за кордоном, скелетна тканина є джерелом цілого ряду поліпептидів, модулирующих функціональну активність клітин кісткової тканини, тобто є РРФ. Вони можуть виступати як системні агенти і діяти через ауто / паракрінние механізми. Крім здатності регулювати здатності остеогенних клітин до проліферації, диференціювання і експресії тканеспецифических білків, у РРФ були виявлені і інші властивості, важливі при конструюванні остепластіческіх матеріалів: здатність міцно зв'язуватися з мінералом і колагеном кістки і залучати поліпотентні клітини, здатні диференціюватися в остеогенні, в кістковий дефект , заповнений матеріалом їх містить (Сербулов В. В.).
В даний час з появою великої кількості різноманітних остеогенних матеріалів і відсутністю до-тнього незалежної інформації про них, у лікаря-стомато-лога виникає проблема вибору правильного матеріалу, що не-обходимо для кожного конкретного клінічного випадку.
Проблема заміщення виник кісткового дефекту, при лікуванні хворих, залишається актуальною і продовжувала-ет служити предметом постійних дискусій, особливо в сучасному розвитку стоматології.
КЛАСИФІКАЦІЯ Остеопластичні МАТЕРІАЛІВ
У 1988 році була розроблена класифікація засобів для стимуляції остеогенезу, що застосовуються в стоматології (Edward S. Cohen). Ця класифікація доповнена новими сучасними препаратами (Островський Ал.). Відповідно до цієї класифікації, складеної на основі вираженості індуктивного потенціалу, всі матеріали для заміщення кісткової тканини розділені на остеоіндуктивні, остеокондуктивні, остеонейтральние і матеріали для забезпечення спрямованої тканинної регенерації (НТР):
Безумовно, одними з найбільш ефективних і широко застосовуються препаратів остеопластичного дії є аутотрансплантат. Істотним плюсом цих коштів є органотопічность, тобто повне анатомо-морфологічну схожість відновлюваних тканин щелепно-лицевої ділянки. Однак описаний ризик розробці коренів зубів при застосуванні в безпосередньому з ними контакті аутотрансплантата з гребеня клубової кістки. Іншими недоліками використання цих матеріалів є обмеженість обсягу необхідного пластичного матеріалу, трудомісткість оперативно-технічних дій, необхідність нанесення додаткової травми пацієнту з метою отримання аутотрансплантата.
Алогенних трансплантати мають високий остеоіндуктівний потенціал можна порівняти з таким у аутотрансплантатов. Однак, багато в чому він обумовлений особливостями технологічного отримання і консервації матеріалу. Найбільш значущим недоліком аллотрансплантатов є біологічна несумісність тканин донора і реципієнта. Іншими обмеженнями у використанні цих матеріалів є тривалість термінів заготівлі, можливість інфікування вірусом гепатиту, ВІЛ-інфекції, юридичними нюансами. Найбільш відомі на ринку алотрансплантату - АДЛК, АЛК, АллоГро (компанія AlloSource - найбільший банк тканин США) проходять біологічні проби на остеоіндуктівнимі, так як доведено, що трансплантати не від усіх донорів володіють очікуваним дією.
Подібні імунологічні проблеми виникають і при застосуванні ксенотрансплантатов (як правило - коров'ячих). Тому виробники остеопластических засобів знайшли вихід у витягу з ксенотрансплантатов всіх білків, на які, власне, і розвивається імунологічна реакція реципієнта, що супроводжується відторгненням матеріалу. Отримані таким чином препарати представляють собою ніщо інше, як природний гідроксиапатит, що зберіг структуру, властиву кісткової тканини. Існують два способи отримання подібних матеріалів. У першому випадку білки з кісток великої рогатої худоби видаляють при низьких температурах і використанням спеціальних розчинників (наприклад Bio-Oss). Але наявність резидуальних білків може провокувати імунологічні реакції і перешкоджає прикріпленню остеогенних клітин до поверхні пористого гідроксиапатиту. У другому випадку елімінація білків проводиться при високій температурі і використанні води (Остеограф / N). Цей спосіб дозволяє отримати гідроксиапатит, який відповідає стандартам ASTM F1581-95 «Склад неорганічних замінників кістки для використання в хірургії».
Відсутність білків обумовлює наявність тільки остеокондуктивних дії цих препаратів. А також ці матеріали розсмоктуються і заміщуються нової кісткової тканиною дуже повільно, від 20 до 40 місяців.
Поява синтетичних остеопластических матеріалів зобов'язане біоматеріаловеденію. Синтетичні препарати були представлені як економічна заміна природного гидроксиапатиту. Спочатку синтетичний гідроксиапатит був Біоінертні плотноспеченную кераміку. Цей матеріал не мав вираженим остеостімулірующім дією. Відзначено, що його використання супроводжувалося утворенням фіброзної замикаючої капсули. Однак, існуючі зараз інертні нерассасивающіеся матеріали (Інтерпор, ПермаРідж, Остеограф / D, Дурапатіт) знайшли своє застосування в клінічній стоматології. Їх використовують, наприклад, для збільшення висоти атрофованого альвеолярного відростка щелепи з метою створення прийнятних умов фіксації зубо-щелепних протезів (матеріал укладають на поверхню гребеня і гідроксіапатітним кераміка, будучи біосумісним нерезорбірующімся наповнювачем, підтримує щільний сполучнотканинний матрикс протягом тривалого терміну). Їх застосовують при ортопедичному лікуванні з використанням імплантатів для швидкої і успішної інтеграції імплантату в кісткову тканину. А також для профілактики запальних ускладнень і зменшення атрофії кісткової тканини Остеопластичні матеріалами заповнюють лунки видалених зубів. Біоінертні кераміка використовується у вигляді блоків, гранул (Безруков В. М. Григорьянц Л. А. Зуєв В П. Панкратов А. С.).
У порівнянні з біоінертними, нерассасивающіміся матеріалами, непористі (Остеграф / D, ПермаРідж, Інтерпор) і пористі (Остеграф / LD, Алгіпор) розсмоктуються препарати гідроксиапатиту стимулюють відновлення кісткової тканини. Чи не индуцируя утворення кісткової тканини, вони служать каркасом для утворюється кістки. Поступово розсмоктуючись, гідроксиапатит заміщається новоствореної кісткою.
Останнім часом в стоматології використовується композитний матеріал, що складається з гідроксиапатиту і колагену (наприклад, «Колапан», «Колапол»). На відміну від однієї кераміки, така композиція володіє пластичністю, зручністю застосування, надає гемостатичну і ранозагоювальну дію. Вважається, що колаген має здатність залучати остеогенні клітини і сприяє їх прикріплення до поверхні гідроксиапатиту (Гизатуллин Р. А.).
Ще одним, безсумнівно, перспективним напрямком розробок синтетичного гідроксиапатиту, є синтез біологічно активних форм препарату. Будучи поверхнево-активною речовиною, гідроксиапатит здатний взаємодіяти з тканинним колагеном і, отже, з остеогенними клітинами, впливати на біологічну регуляцію відновлення кісткової тканини.
Таким чином, можливості оптимізації репаративного остеогенезу і прискорення відновлення кістки має широкі можливості і багатий вибір способів його досягнення. Широке впровадження накопиченого досвіду в клінічній практиці дозволить уникнути ускладнень і сприятиме швидкій реабілітації пацієнтів.