Обзор костно-пластических материалов для челюстно-лицевой хирургии и хирургической стоматологии

Дефекты челюстных костей очень распространены и представляют серьезную проблему в стоматологическом лечении и реабилитации.

Дефекты костной ткани челюстно-лицевой области возникают как следствие различных патологических процессов: травматического удаления зубов, агрессивного пародонтита, остеомиелита челюстей, новообразований (доброкачественных, злокачественных и опухолевидных), одонтогенных и неодонтогенных кист, врожденных пороков развития, огнестрельных ранений и др.

Все эти факторы создают крайне неблагоприятные условия для лечения как первичной, так и вторичной адентии, особенно, если методом лечения является дентальная имплантация.

Костные имплантаты являются наиболее широко востребованными в современной челюстно-лицевой хирургии и хирургической стоматологии.

Использование костно-пластических материалов не только улучшило результаты имплантации, а в большинстве случаев сделало возможным применение новых методик, включая методику непосредственной имплантации.

Тем не менее, в настоящее время нет единого мнения исследователей и врачей по преимуществам того или иного костно-пластического материала.

Основным назначением костно-пластических материалов является ускорение физиологического процесса регенерации — репаративного остеогенеза, а также создание условий для регенерации в тех дефектах, где она невозможна в естественных условиях.

Костная ткань является уникальной тканью, в которой даже значительные по протяженности и объему дефекты могут быть полностью восстановлены.

Суть процесса остеоинтеграции

Приживление костно-пластического материала, как и любого имплантированного тела, происходит путем физиологического механизма остеоинтеграции.

Явление остеоинтеграции открыл Branemark в 1952 году, во время гистологических исследований костного мозга.

Данное явление наблюдается на границе имплантата и костной ткани, и описывается как сложный морфофункциональный процесс, в основе которого лежит ряд последовательных тканевых реакций. Эти реакции можно разделить на четыре основных этапа:

• Гемостаз

• Воспаление

• Пролиферация

• Ремоделирование.

С биологической точки зрения, остеоинтеграция представляет собой природный модифицированный механизм заживления раны.

Этап гемостаза начинается уже через несколько секунд после начала вмешательства:

• Образуется фибриновый сгусток

• Высвобождается значительное количество костных морфогенетических белков и биологических ростовых факторов (фактор роста фибробластов FGFR2)

• Адсорбируются ионы, частицы воды и белки плазмы крови

• Происходит адгезия тромбоцитов, которые впоследствии активируются и выделяют фактор роста, стимулируют миграцию и пролиферацию клеток костного мозга.

Этап воспаления начинается с дегрануляции тромбоцитов и выделения активных веществ с сосудорасширяющими свойствами, обеспечивающих гиперемию в участке имплантации.

Активация системы комплемента стимулирует образование белков опсонинов.

Далее выделяются нейтрофильные гранулоциты, которые адгезируются к опсонизированному имплантату, вызывают выделение биологически активных веществ и возникновение респираторного взрыва. Под этим подразумевается резкое увеличение потребления кислорода для образования бактерицидных свободных кислородных радикалов, что приводит к резкому снижению pH, гипоксии и местному токсическому действию.

Затяжное течение такого состояния, возникающего при чрезмерном инфицировании раны или грубой хирургической травматизации тканей, может вызвать повреждение паренхиматозных клеток, эндотелиальных клеток сосудов и элементов соединительной ткани, и способствует дальнейшей альтерации ткани. Это оказывает влияние на последующий успех процесса остеоинтеграции.

Впоследствии присоединяются лимфоциты (T-лимфоциты, NK-киллеры, B-лимфоциты), макрофаги, которые завершают фагоцитоз, выделяют факторы роста эндотелия сосудов и хемотаксические вещества, стимулирующие миграцию фибробластов.

Так начинается этап пролиферации, в процессе которого происходит образование фибробластического синцития, ангиогенез (неоваскуляризация) и появление в очаге остеопрогениторных клеток.

Последние стимулируются костными морфогенетическими белками, что приводит к выделению остеопоетина, щелочной фосфатазы и коллагена I типа.

Результатом является образование первичной костной ткани.

Этап ремоделирования завершается образованием полноценной зрелой кости.

Ассортимент костно-пластических материалов для ЧЛХ и стоматологии

Современная медицина располагает достаточно широким ассортиментом природных и синтетических материалов, используемых в остеопластике и остеосинтезе.

По происхождению костно-пластические материалы делятся на четыре группы:

• Аутогенные материалы (донором являются сам пациент)

• Аллогенные материалы (донором является другой человек)

• Ксеногенные материалы (донором является животное)

• Аллопластические материалы (синтетические или продукты природного происхождения — например, из кораллов, морских водорослей).

По степени проявления индуктивного потенциала костно-пластические материалы подразделяют на остеокондуктивные, остеоиндуктивные и биоинертные.

Остеокондукция — способность имплантированного материала выполнять роль инертного каркаса, необходимого для прорастания сосудов и клеток из костного ложа, привлечения или миграции остеобластов на его поверхность через остаток кровяного сгустка, сформированного вокруг имплантата.

Остеоиндукция — это способность материала трансформировать недифференцированные мезенхимальные клетки в остеобласты, воздействуя на клетки-предшественники, которые стимулируют их пролиферацию и дифференцировку в остеогенных клеток.

Основываясь на классификации Cohen, Тимофеев классифицировал материалы для костной пластики в зависимости от способности участвовать в процессе остеогенеза:

• Остеоиндуктивные: материалы, которые непосредственно вызывают репаративный остеогенез (к ним относят аутокость и аллотрансплантанты)

• Остеокондуктивные: материалы, которые играют роль пассивного матрикса для вновь образованной кости (пористый гидроксиапатит, биоактивное стекло)

• Остеонейтральные: инертные материалы, используемые для заполнения костного пространства, то есть они не являются опорой кости (непористый гидроксиапатит)

• Материалы, используемые для направленной регенерации костной ткани.

Ellegard и соавторы выделяют еще одну группу костно-пластических материалов, обладающих способностью к «контактному угнетению». Это свойство материалов противодействовать апикальной пролиферации эпителия.

К этой группе относятся различного состава стоматологические мембраны:

• Нерезорбируемые мембраны

• Резорбируемые мембраны.

Стоматологические мембраны также классифицируют по происхождению:

• Природные (коллагеновые, деминерализованная лиофилизированная кость)

• Синтетические (на основе сульфата кальция, полимерные).

На сегодняшний день, по данным статистики, в мире наиболее популярным методом остеопластики является использование аллогенного материала или аутокости. Другой востребованный костный материал — ксеногенный (бычья кость).

Использование аутогенной кости требует дополнительного оперативного вмешательства.

Забор костной ткани проводят как внеротовым доступом — из крыла подвздошной кости либо трубчатых костей, так и внутриротовым — из подбородка и бугра верхней челюсти.

Аллогенные костные материалы классифицируют на минерализованные и деминерализованные. Они имеют свои преимущества и ограничения.

Преимуществом деминерализованного типа является то, что после декальцинации открывается органическая матрица кости (волокна коллагена) и костные морфогенетические белки. Эти материалы являются почти идеальными костными заменителями, которые приравниваются некоторыми специалистами к «золотому стандарту».

Материалы содержат остеопрогениторные клетки и остеоиндуктивные факторы роста, являясь остовом для формирования новой кости, имеют благоприятную 3D-архитектуру, обеспечивая условия для роста кровеносных сосудов и активного проникновения остеопрогениторных клеток внутрь имплантированного материала.

Однако, «идеальный» на первый взгляд, костный аллогенный или аутогенный материал может вызвать как локальную, так и системную воспалительную реакцию.

Поэтому использование данного метода реально доступно крупным специализированным центрам, где можно проводить тщательную предоперационную диагностику и дальнейшую специфическую профилактическую или лечебную терапию.

Ксеногенные продукты — это костно-пластический материал, полученный из костей животных. Сегодня часто применяют костную ткань свиней и крупного рогатого скота.

Обязательно проводится депротеинизация (очистка) полученной ткани с целью устранения антигенной активности, поскольку наиболее грозным осложнением костной пластики может быть реакция иммунологической несовместимости.

Депротеинизация проводится тремя способами:

• Высокотемпературная обработка.

• Низкотемпературная обработка.

• Очистка ферментами.

Ксеногенные костно-пластические материалы проявляют преимущественно остеокондуктивные свойства, выполняя роль каркаса для новой ткани.

После очистки ксеногенные материалы превращаются в костные минералы.

Аллопластические продукты — это синтетические заменители или продукты органического происхождения, которые являются легкодоступными и не требуют забора кости человека или животного. Эти материалы являются биосовместимыми, антиген-неактивные, неканцерогенными, не вызывают воспалительного ответа.

Аллопластики обладают остеоконндуктивными свойствами, некоторые из них остеоиндуктивные. В участке имплантации резорбируются и замещаются.

Преимуществом данных материалов является рентгеноконтрастность, возможность стерилизации без потери свойств, устойчивость к действию экстремально высоких температур и влажности.

Cинтетические и аллопластические материалы по составу подразделяют на:

• Неорганические материалы (синтетический гидроксиапатит, трикальцийфосфат, биоактивное стекло, сульфат кальция, карбонат кальция)

• Органические материалы (полимеры — коллаген, полилактид, полигликолид).

Во время резорбции неорганические материалы, включая синтетический гидроксиапатит, естественным путем метаболизируется и не увеличивают уровня кальция и фосфатов ни в моче, ни в сыворотке крови пациентов.

Требования к костно-пластическим материалам для челюстно-лицевой хирургии и хирургической стоматологии сформировал Frame еще в 1975 году.

Эти требования до сих пор остаются актуальными:

• Биосовместимость: возможность прикрепления клеток, их пролиферации и дифференцировки

• Высокий показатель пористости, который обеспечивает достаточный остеокондуктивний эффект

• Биодеградация, соотносимая со скоростью остеорегенерации

• Возможность стерилизации материала без изменения качеств

• Доступность и низкая стоимость.

Костно-пластические материалы, которые обладают остеоиндуктивными свойствами, то есть играют роль носителя биологически активных веществ и остеопрогениторных клеток, дополнительно должны вызывать в области имплантации адекватный воспалительный ответ, защищать инкорпорированный агент и поддерживать его активность.

Luthke-Hermolle сформулировал свои указания по костно-пластическим материалам:

• Не должны быть канцерогенными и не переносить инфекции

• Не вызывать некроза тканей вследствие клеточной токсичности

• Резорбироваться, замещаясь костью за определенный период времени

• Обеспечивать синхронизацию резорбции с восстановлением кости

• Стимулировать регенерацию тканей пародонта

• Не должны вызывать реакции на инородное тело

• Должны подвергаться стерилизации без потери качества

• Производство и себестоимость не должны быть чрезмерно дорогими

• Условия хранения должны быть простыми, а срок хранения длительным

• Клиническое применение должно быть простым.

Остеоматрикс - обоснованный выбор

На основании вышеперечисленных требований можно утверждать, что ксеногенный костно-пластический материал для ЧЛХ и хирургической стоматологии Остеоматрикс производства компании «Конектбиофарм» отвечает всем требованиям по Frame и Luthke-Hermolle.

Материал обладает высокими остеокондуктивные и остеоиндуктивные свойствами, не является иммуногенным и хорошо переносится больными. Для него характерна высокая биосовместимость и биоинтеграция с костной тканью.

Высокий показатель пористости «Остеоматрикс» обеспечивает быстрое прорастание жизненно важных структур костной ткани, ускоряя выздоровление.

Благодаря совершенным технологиям обработки материал полностью безопасен в плане потенциально передачи инфекционных агентов, не канцерогенный и не вызывает некроз тканей в результате клеточной токсичности.

«Остеоматрикс» получают из костей крупного рогатого скота, благодаря чем материал получается широко доступным и имеет конкурентную стоимость.

Широкий выбор форм обуславливает техническую простоту и удобство клинического использования продукта в стоматологии, пародонтологии и ЧЛХ.