Ксеногенный остеопластический материал
Когда отсутствующая, слабая и структурно нестабильная кость не оставляет хирургам выбора, кроме ее замещения или наращивания, выполняется остеопластика. Потребность в этой процедуре была всегда.
В далеком 1914 Галье опубликовал статью «История костного графтинга», в которой проследил опыт применения аутокости, обработанной кипячением донорской кости и ксеногенных материалов. Внедрение металлических имплантатов для стабилизации при переломах длинных костей обсуждали еще в 1895 году.
Но развитие первого поколения современных биоматериалов стало возможным только в середине минувшего столетия. Сначала это были лишь поддерживающие структуры, предотвращавшие повторный перелом и позволявшие выдерживать весьма скромные нагрузки. Гораздо позже произошел качественный скачок от поддержки к настоящей регенерации костной ткани.
Регенерация костной ткани происходит по неизменному многоступенчатому пути. Она невозможна без синтетических или природных биодеградируемых субстанций, о которых и пойдет сегодня речь.
Под термином «ксеноматериал» подразумевают любое вещество для медицинского применения, источником которого является отличный от человека биологический вид. Будь то свинья или коралл.
Ранние попытки остеопластики с помощью ксеногенных материалов предпринимались еще в первой половине ХХ века. Тогда упор делался на свежие и лиофилизированные неочищенные костные ткани, поэтому результаты первых операций вряд ли впечатлят современных хирургов.
Сегодня выделяют две группы ксеноматериалов для остеопластики:
· Деминерализованный костный матрикс (DBM)
· Гидроксиапатит биологического происхождения
В первом случае из сырья удаляются неорганические компоненты, во втором – органика.
Наиболее распространенным и доступным сырьем для массового производства ксеногенного остеопластического материала являются бычья кость и натуральные кораллы.
В отличие от аутокости, ксенографты должны пройти сложную химическую, ферментативную или термическую обработку, прежде чем их можно будет без риска имплантировать реципиенту.
В ходе многостадийной обработки из сырья удаляются оставшиеся клетки хозяина, органический или неорганический матрикс, а также производится стерилизация с целью уничтожения любых возможных инфекционных агентов (включая вирусы и патологические прионные белки).
Для уничтожения клеток хозяина могут применяться циклы замораживания/нагревания, а лучевая (радиационная) стерилизация одновременно убивает чужеродные клетки и инфекционные агенты.
Ксенографты могут подвергаться действию спиртов, поверхностно-активных веществ и фермента гликозидазы для удаления жировых веществ и антигенов. Выдерживание в деминерализационных растворах позволяет избавиться от ненужных минеральных примесей, оставляя пористый коллагеновый «каркас».
Все это делается ради того, чтобы избежать нежелательных межвидовых реакций и передачи таких смертельно опасных заболеваний, как болезнь Крейтцфельдта-Якоба.
Один из самых известных ксеногенных материалов для костной пластики – Остеоматрикс – получают из бычьей кости путем химической и ферментативной обработки с последующей лучевой стерилизацией.
Опыт применения ксеногенных остеопластических материалов
Костные ксенографты чаще всего смешивают с кровью или аспиратом костного мозга реципиента, что существенно увеличивает скорость регенеративных процессов. Первая в клинической практике попытка совмещать ксеноматериал (кильскую кость) с клетками костного мозга описана в 1978 году.
В ходе этого исследования применялась частично депротеинизированная бычья кость, смешанная с порошком костного мозга из тазовой кости и импланированная затем 28 пациентам. Результаты операции оказались многообещающими. Из серьезных осложнений был зафиксирован только 1 случай инфекции.
Исследователь Горовиц и коллеги использовали такие же ксенографты, смешанные с аспиратом костного мозга, для заполнения кистозных дефектов челюсти у 20 пациентов. По истечении 4 лет процент успеха составил впечатляющие по тем временам 80%.
Однако до разработки технологий очистки сырья ксенографты оставались предметом острых дискуссий. Если Горовиц считал их замечательным выбором, то Макмюррей и другие оппоненты сделали выводы о непригодности частично депротеинизированной бычьей кости для остеопластики.
По данным последнего, кильская кость инфильтрировалась фиброзной тканью через 6 недель после и продолжала оставаться на месте имплантации через 17 месяцев после операции. Это привело к заключению, что материал годится только для временной структурной поддержки, а в конечном итоге приводит к развитию некроза ткани из-за отсутствия адекватно развитой сосудистой сетки.
Пока кильская кость теряла популярность, рынок остепластических материалов начали завоевывать производители полностью депротеинизированных костных трансплантатов.
С 2000-х годов такие ксеноматериалы, как Остеоматрикс, заняли свое место в стоматологии, ортопедической и нейрохирургии благодаря сочетанию остеокондуктивных и остеоиндуктивных свойств. Сохранение необходимых минеральных и органических компонентов, в том числе сульфатированных ГАГ, а также естественная архитектура, обеспечивают совместимость и быстрый клинический результат.
Сульфатированные ГАГ играют ключевую роль в процессах клеточной дифференцировки и роста, участвуя в связывании ростовых факторов и других биологически активных веществ. Эти молекулы присутствуют в тканях самых разных живых существ, от кораллов и рыб до млекопитающих и рептилий.
Ксеноматериал получают из морских организмов, чей экстрацеллюлярный матрикс состоит из гидроксиапатита. Доктор Юерс и коллеги более 15 лет наблюдали больных, перенесших синус-лифтинг с применением ксенографтов морского происхождения. Во всех случаях их имплантировали вместе с 10% аутогенной кости, смешанной с венозной кровью или обогащенной тромбоцитами плазмой.
Дентальная имплантация производилась через полгода после синус-лифтинга. Выживаемость имплантатов составляла 95,6%, что говорит о достаточной степени костной регенерации и надежности материала.
Другой исследователь Шоппер в ходе изучения биоптатов восстановленной таким способом кости установил: ксеноматериал морского происхождения способствует формированию новой полноценной ткани примерно через 7 месяцев после процедуры. В биоптате присутствовали многоядерные гигантские клетки (остеокласты), свидетельствующие о продолжающейся резорбции.
Ксенографты активно используют в костной пластике, хотя и не без ограничений.
Несмотря на остеокондуктивные свойства, для них характерна относительно слабая остеоиндуктивная активность. Причина этого – в отсутствии белковых компонентов, отвечающих за остеоиндукцию. Поэтому ксеноматериалы приходится комбинировать с аутокостью, костным мозгом или же ростовыми факторами.
Несмотря на современные техники обработки и достаточную изученность, сохраняется необоснованный страх перед возможной межвидовой контаминацией. Между тем, многолетний успешный клинический опыт российских и зарубежных специалистов свидетельствует: ксеногенные остеопластические материалы эквивалентны алломатериалам – безопасны, предсказуемы и доступны.
