«ОЦЕНКА РЕГЕНЕРАТОРНОГО ПОТЕНЦИАЛА ЧЕЛЮСТНЫХ КОСТЕЙ ПРИ ИМПЛАНТИРОВАНИИ СТОМАТОЛОГИЧЕСКИХ ОСТЕОПЛАСТИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ ...»

ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ

УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«СТАВРОПОЛЬСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ МЕДИЦИНСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

МИНИСТЕРСТВА ЗДРАВООХРАНЕНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

На правах рукописи

КОДЗОКОВ Беслан Абдулович

ОЦЕНКА РЕГЕНЕРАТОРНОГО ПОТЕНЦИАЛА ЧЕЛЮСТНЫХ КОСТЕЙ

ПРИ ИМПЛАНТИРОВАНИИ СТОМАТОЛОГИЧЕСКИХ

ОСТЕОПЛАСТИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ

14.01.14 - стоматология 14.03.03 – патологическая физиология

ДИССЕРТАЦИЯ

на соискание ученой степени кандидата медицинских наук

Научные руководители:

доктор медицинских наук, профессор С.В. Сирак доктор медицинских наук, М.П. Порфириадис Ставрополь -

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ВОЗМОЖНОСТЬ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ РАЗЛИЧНЫХ ПО

СОСТАВУ И ПРОИСХОЖДЕНИЮ ОСТЕОПЛАСТИЧЕСКИХ

МАТЕРИАЛОВ ДЛЯ ЗАМЕЩЕНИЯ КОСТНЫХ ДЕФЕКТОВ

ЧЕЛЮСТЕЙ (обзор литературы) 1.1 Остеопластические материалы на основе коллагена, применяемые в хирургической стоматологии 1.2 Остеопластические материалы на основе гидроксиапатита кальция, применяемые в хирургической стоматологии

ГЛАВА 2. МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

2.1 Материалы и методы экспериментального исследования 2.2 Материал и методы клинической части исследования 2.3 Методы статистического анализа

ГЛАВА 3. РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОМОРФОЛОГИЧЕСКОГО ИССЛЕДОВАНИЯ

3.1. Заживление искусственно воспроизведенного дефекта костной ткани под кровяным сгустком (контрольная группа) 3.2. Заживление искусственно воспроизведенного дефекта костной ткани после пластики дефекта остеопластическим материалом «Биальгин» (1-я основная группа) 3.3. Заживление искусственно воспроизведенного дефекта костной ткани после пластики дефекта остеопластическим материалом «БиопластДент» (2-я основная группа) 3.4. Заживление искусственно воспроизведенного дефекта костной ткани после пластики дефекта остеопластическим материалом «Биоситалл» (3я основная группа) 3.5. Изучение реакции мягких тканей при подкожной имплантации изучаемых остеопластических биоматериалов Резюме

ГЛАВА 4. РЕЗУЛЬТАТЫ КЛИНИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ

4.1. Оценка эффективности лечения больных с костными дефектами челюстей без использования остеопластических материалов 4.2. Оценка эффективности лечения больных с костными дефектами челюстей с использованием остеопластических материалов на основе нанодисперсного гидроксиапатита кальция («Биальгин») 4.3. Оценка эффективности лечения больных с костными дефектами челюстей с использованием остеопластических материалов на основе костного ксеноколлагена («Биопласт-Дент») ЗАКЛЮЧЕНИЕ ВЫВОДЫ

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ИСПОЛЬЗОВАННЫЕ СОКРАЩЕНИЯ

ВОЗ – Всемирная Организация Здравоохранения ГАП – гидроксиапатит ЕД – единицы Хаунсфилда ПГАК – пористая гидроксиапатитная керамика МРТ - магниторезонансная томография ОПТ – ортопантомография РКТ – рентгеновская компьютерная томография сГАГ – сульфатированные гликозаминогликаны ЭОД – электроодонтодиагностика ЧЛО – челюстно-лицевая область

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность исследования. Одной из важнейших проблем, с которой сталкиваются врачи-стоматологи в своей повседневной практике, является проблема регенерации костной ткани вследствие различных хирургических вмешательств в челюстно-лицевой области. Дефицит костной ткани наблюдается при осложненных экстракционных и реконструкционных вмешательствах, в процессе проведения парадонтологического и имплантологического лечения, а также различных костнопластических операций [26, 27, 51, 71, 85, 90, 140].

Для этих целей, с наилучшим успехом, применяются различные препараты, изготовленные из натуральной костной ткани крупного рогатого скота, а также полностью искусственно синтезированные. В связи с проблемой контроля качества ксеногенных остеопластических материалов в последнее время наибольший интерес проявляется к синтетическим препаратам. Однако результаты применения подобных препаратов неоднозначны и нередко сопровождаются различными осложнениями вследствие возможного иммунного ответа [10, 15, 24, 29, 39, 40, 50, 61, 72, 80, 87, 126, 137].

Для заполнения костных дефектов челюстей используют гипс, аутогенную костную щебенку, лиофилизированный аллотрансплантат, биокомпозиционные материалы на основе гидроксиапатита и -трикальцийфосфата [7, 11, 14, 22, 29, 40, 46, 58, 76, 86, 111].

В то же время, в современной литературе недостаточно работ, посвященных сравнительному экспериментально-морфологическому изучению влияния различных по составу и происхождению остеопластических препаратов на динамику остеогенеза и заживления костных ран.

Крайне мало экспериментальных исследований по изучению свойств современных остеопластических материалов, проведенных на животных, результаты которых могут быть экстраполированы на клинику во время хирургического лечения хронического периодонтита, радикулярных кист челюстей, реплантации зуба при лечении хронического периодонтита, а так же костной пластики при удалении ретинированных зубов мудрости.

В этой связи, данное диссертационное исследование, выполненное в эксперименте на животных и клинических условиях, представляется актуальным и своевременным способом совершенствования хирургической стоматологической помощи.

Цель исследования. Повышение эффективности хирургических методов устранения костных дефектов челюстных костей за счет экспериментальноморфологического обоснования выбора стоматологических остеопластических материалов.

Задачи исследования:

1. Разработать экспериментальную модель для изучения свойств стоматологических остеопластических материалов и мониторинга качественных изменений костной ткани на протяжении длительного промежутка времени.

2. В экспериментальных условиях изучить характер и особенности течения репаративной регенерации кости под кровяным сгустком в искусственно созданном костном дефекте.

3. Исследовать особенности репаративного остеогенеза при замещении костного дефекта остеопластическим материалом ««Биальгин»» на основе нонодисперсного гидроксиапатит кальция.

4. Изучить динамику репаративного остеогенеза при пластике искусственно созданного костного дефекта остеопластическим материалом «БиопластДент» на основе костного ксеноколлагена.

5. Исследовать особенности регенерации костного дефекта при его замещении остеопластическим материалом «Биоситалл» на основе пористой гидроксиапатитной керамики и биологически активного стекла.

6. Оценить характер костного регенерата у пациентов основной и контрольной групп.

7. Изучить эффективность использования остеопластических материалов в клинике и оценить выраженность послеоперационных осложнений при заполнении различных по протяженности дефектов челюстных костей.

Научная новизна исследования Впервые созданная экспериментальная модель для изучения свойств стоматологических остеопластических материалов позволяет объективно оценивать качественные изменения в костной ткани на протяжении от 1 до 3 лет.

На экспериментальных животных исследована динамика тканевых реакций на подсадку различных по происхождению остеопластических материалов с помощью морфологического метода.

Впервые установлено, что в основе комплекса тканевых реакций на инокуляцию препаратов «Биальгин» и «Биопласт-Дент» лежит репаративный процесс без признаков токсического эффекта и иммунного конфликта.

Установлено, что репаративный остегенез в группах с использованием препаратов «Биальгин» и «Биопласт-Дент» наиболее выражен к 15-30 суткам, что позволяет отнести их к остеокондуктивным средствам, в контрольной группе - к 90 суткам.

Впервые установлено, что препарат «Биоситалл» является преимущественно остеонейтральным материалом и значительно уступает по своей эффективности даже кровяному сгустку, не проявляя признаков ангио- и остеогенеза к 90-м суткам.

В эксперименте доказаны высокие возможности морфологической оценки костного регенерата, которые позволяют не только исследовать структуру новообразующейся костной ткани, но и оценить особенности ее нео- и васкуляризации.

В экспериментально-морфологическом исследовании впервые установлен морфофункциональный характер клеточной дифференциации и созревания костных структур, установлена скорость и степень регенерации костной ткани в искусственно воспроизведенном дефекте при заживлении раны под кровяным сгустком и с использованием исследуемых остеопластических материалов.

Впервые в сравнительном аспекте изучены и обоснованы преимущества и недостатки использования остеопластических материалов «Биальгин», «Биоситалл и «Биопласт-Дент» по сравнению с традиционным методом ведения костной раны под кровяным сгустком.

Практическая значимость результатов исследования В ходе экспериментального исследования на животных изучен характер и сроки регенерации костной ткани. В эксперименте установлено, что заживление костной раны под кровяным сгустком часто сопровождается инфицированием и воспалением в ране.

Установлено, что различная скорость резорбирования остеопластических материалов на основе гидроксиапатита, -трикальцийфосфата и ксеноколлагена позволяет оптимизировать выбор каждого препарата для пластики различных по размеру и протяженности костных дефектов челюстей, в связи с этим для этих материалов разработаны показания и методика применения в клинических условиях.

Подтверждена высокая эффективность остеопластического материала на основе нанодисперсного гидроксиапатита кальция «Биальгин» и костного ксеноколлагена «Биопласт-Дент».

Установлена низкая эффективность остеопластического препарата «Биоситалл» на основе пористой гидроксиапатитной керамики и биологически активного стекла при пластики костных дефектов.

Проведенное экспериментально-морфологическое исследование позволяет уверенно прогнозировать качество костного регенерата при заживлении дефекта под кровяным сгустком и при использовании изученных остеопластических материалов, что имеет большую практическую значимость для планирования хирургического и имплантологического стоматологического лечения.

Полученные в ходе исследования данные могут использоваться в практической стоматологии для предварительной оценки исхода любого оперативного вмешательства на челюстных костях, связанного с имплантацией остеопластических материалов, содержащих нанодисперсный гидроксиапатит кальция и костный ксеноколлаген.

Внедрение результатов исследования Материалы диссертационного исследования используются в учебном процессе на кафедрах стоматологии ИПДО, хирургической стоматологии, хирургической стоматологии и челюстно-лицевой хирургии детского возраста Ставропольского государственного медицинского университета.

Результаты исследования внедрены и используются в лечебной работе государственных и частных учреждений, в том числе стоматологической поликлинике №1 г. Ставрополя, стоматологической поликлинике г. Михайловска, стоматологических отделениях центральных районных больниц городов Буденновск и Ипатово Ставропольского края, в частных стоматологических клиниках «Фитодент» и «Полет».

Основные научные положения, выносимые на защиту 1. Репарация кости под кровяным сгустком характеризуется хроническим пролиферативным интерстициальным воспалением, с активным образованием фиброзной ткани, стимулируемым тканевыми факторами роста.

3. Препараты «Биальгин» и «Биопласт-Дент» обладают высокой биосовместимостью, активируют новообразование и созревание костных структур в ране, интегрируются сформированным костным веществом в единый морфофункциональный комплекс в сроки от 30 до 60 суток.

3. Остеопластический препарат «Биоситалл» является нерезорбируемым, не обладает остеокондуктивными свойствами, является преимущественно остеонейтральным препаратом, выполняющим геометрию дефекта без стимуляции ангио- и остеогенеза.

4. Наименьший срок резорбции в искусственно воспроизведенной костной ране у препаратов на основе костного ксеноколлагена, наибольший - у препаратов на основе нонодисперсного гидроксиапатита кальция, включенного в полисахаридную матрицу альгината натрия.

Публикации и апробация работы По теме диссертации опубликованы 14 печатных работ, из них 6 - в журналах, рекомендованных ВАК Министерства образования и науки РФ, получен 1 патент РФ на изобретение.

Материалы диссертации доложены на конференции «Современные проблемы амбулаторной хирургии» (г. Ростов-на-Дону, 2011 г), VII Всероссийском научном форуме с международным участием «Стоматология 2011» (г. Москва, 2011), XI Научно-практической конференции стоматологов Ставропольского края «Актуальные проблемы стоматологии», (Ставрополь, 29-31 марта 2012), XV итоговой (межрегиональной) научной конференции студентов и молодых ученых (Ставрополь, 16-19 апреля 2012); IV Открытой межрегиональной научно-практической конференции молодых ученых и студентов «Актуальные проблемы экспериментальной и клинической медицины», посвященной 65-летию отделения челюстно-лицевой хирургии (Ставрополь, 15-17 апреля 2013 г).

Апробация диссертации проведена на совместном межкафедральном заседании сотрудников кафедры стоматологии, челюстно-лицевой хирургии и хирургической стоматологии, стоматологии детского возраста СтГМУ.

Личный вклад автора в исследование. Диссертантом определены основные идеи и дизайн исследования. Автор самостоятельно провел подробный анализ современной литературы, экспериментальное, морфофункциональное и клиническое исследования, курировал подопытных животных в течение всего времени эксперимента. Результаты оригинальных исследований зафиксированы в операционных протоколах, индивидуальных паспортах животных, картах больных. Статистическая обработка и анализ полученных данных проведены автором самостоятельно. На основе всего сделаны достоверные, обоснованные выводы и практические рекомендации.

ГЛАВА 1. ВОЗМОЖНОСТЬ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ РАЗЛИЧНЫХ ПО

СОСТАВУ И ПРОИСХОЖДЕНИЮ ОСТЕОПЛАСТИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ

ДЛЯ ЗАМЕЩЕНИЯ КОСТНЫХ ДЕФЕКТОВ ЧЕЛЮСТЕЙ (обзор литературы) Одна из основных проблем современной хирургической стоматологии и челюстно-лицевой хирургии - восстановление костных дефектов челюстей и устранение убыли костной ткани в результате травм, воспалительных процессов, после сложного удаления ретинированных и дистопированных зубов мудрости, операции реплантации зуба, хирургического лечения хронического периодонтита и цистэктомии.

В настоящее время для решения данной проблемы применяется достаточно большое количество остеопластических материалов, которые используют не только в стоматологии, но и в оториноларингологии, офтальмологии, травматологии и ортопедии. В данном обзоре литературы будут рассмотрены биокомпозиционные материалы на основе гидроксиаппатита и коллагена.

1.1. Остеопластические материалы на основе коллагена, применяемые в хирургической стоматологии Во второй половине XX века были разработаны методы солюбилизации коллагена без нарушения его молекулярной структуры [3, 39]. Это послужило основанием для широкого применения материалов на основе коллагена в медицинской практике [1, 2, 3, 7, 8, 10, 24, 69, 98, 105, 106, 115, 120]. При растворении в кислой среде (после предварительной щелочно-солевой обработки) происходит отщепление телопептидов от макромолекул коллагена, что в значительной мере ослабляет антигенные свойства конечного продукта. Дубление и стерилизация коллагена -лучами, примененные рядом исследователей [14, 16, 17 18, 21, 23,] привели к возникновению дополнительных межмолекулярных связей, что еще более снизило антигенность получаемого материала. По данным исследования Олейник Е. И., коллаген абсолютно нетоксичен. Он обладает способностью образовать комплексы с антисептиками, антибиотиками, гликозаминогликанами и другими биологически активными веществами, что позволило создать препараты направленного действия, которые можно применять для стимуляции регенеративных процессов даже в условиях инфицированной раны [25, 26, 38, 47, 53, 58].

По данным многочисленных исследований [15, 16, 28, 29], материалы на основе коллагена служат временным каркасом, рассасывающимся по мере замещения собственной соединительной тканью, при этом продукты распада материала стимулируют процессы репарации.

Рядом исследований [38, 47, 53, 58, 69] подтверждена способность гелей на основе коллагена стимулировать кальцификацию тканей in vitro. Это позволило Cucin et al. [111] применить коллагеновый гель для пластики реберных дефектов в эксперименте. Авторы отмечают, что этот материал не вызывает воспалительной реакции в месте имплантации, хорошо реваскуляризируется, способствует заживлению резецированных ребер. Гистологические данные подтвердили способность препаратов на основе коллагена стимулировать репарацию костной ткани [108, 109].

Препараты на основе коллагена широко используются для пластики сосудов, сердечных клапанов, уретры, твердой мозговой оболочки, барабанной перепонки и роговицы, заполнения костных полостей, в качестве материала для хирургических швов и гемостатических губок [124, 125]. С 1962 г. материалы на основе коллагена активно исследуются и применяется для лечения раневых поверхностей различного происхождения и при проведении пластических операций [1, 7, 8, 98, 105, 115, 127].

Коллагеновые губки и пленки широко используются в качестве пластического материала для закрытия перфораций барабанной перепонки. Коллагеновыми губками, пропитанными раствором антибиотиков с хондроитинсульфатом замещали костные дефекты сосцевидного отростка после его трепанации.

Ни в одном из случаев не отмечалось нагноения костной полости, хотя имплантация коллагена проводилась в условиях гнойной раны [24, 72, 117, 124].

Коллаген, введённый в рану, активирует синтез сульфатированных гликозаминогликанов и фибриллогенез [39]. Исследования R.T Franceschi, M.P.

Lynch показали, что коллаген I типа необходим для дифференцирования остеобластов и минерализации остеоида.

Однако, при применении ксенотрансплантатов, возрастает риск нежелательной иммунологической реакции. Поэтому производители остеопластических средств нашли выход в извлечении из ксенотрансплантатов всех белков, на которые, развивается иммунологическая реакция реципиента, сопровождающаяся отторжением материала. Полученные таким образом препараты представляют собой природный гидроксиапатит, сохранивший структуру, свойственную костной ткани.

Включение в состав остеопластических материалов компонентов межклеточного матрикса является одной из наиболее перспективных попыток повышения их биологической активности [74, 144]. Важнейшими компонентами межклеточного матрикса являются сульфатированные гликозаминогликаны. С ними связаны такие процессы, как подавление активности провоспалительных медиаторов и антигенных детерминант, межклеточная сигнализация и регуляция активности факторов роста, в том числе и фибробластов [39, 71].

Экспериментальные исследования подтвердили высокую эффективность материалов, содержащих ксеногенный костный коллаген и сульфатированные гликозаминогликаны при замещении искусственно созданных костных дефектов [40, 71]. Положительные результаты были получены при использовании материалов данной группы для замещения костных дефектов при лечении радикулярных кист челюстей и проведении синуслифтинга [38].

Перспективным является использование коллагена в комплексе с минеральными веществами на основе фосфатов кальция типа гидроксиапатита и трикальцийфосфата. Материалы на основе гидроксиапатита достаточно биосовместимы с тканями организма. По мнению ряда авторов, при их введении в костный дефект образуется прочная связь с костью [50, 61, 80, 85].

1.2. Остеопластические материалы на основе гидроксиапатита кальция, применяемые в хирургической стоматологии Материалы для костной пластики должны быть безвредными и способными медленно резорбироваться с замещением на костную ткань, легко стерилизоваться и быть удобными для использования как в поликлинических, так и в стационарных условиях.

Недостатки материалов биологического происхождения привели к разработке синтетических имплантационных материалов: различных видов кальцийфосфатной керамики: трикальцийфосфат (Vitlokit, Ceramit), биостекло (PerioGlass, BioGran), гидроксиапатит (ГАП) и его композиции с коллагеном, сульфатированными гликозаминогликанами-кератан и хондроитинсульфатом (Биоимплантат), а также с сульфатом (Haspet) и с фосфатом кальция [22, 24, 27, 67, 90, 99]. Данные материалы биосовместимы с минерализованными тканями организма, при их введении в кость не формируется соединительнотканной капсулы, а образуется прочная связь с костью - «bone - bonding» [41, 42, 50, 51, 90, 95, 106, 136].

Биостекло (Cravital, PerioGlass, BioGran) менее стабильны по сравнению с ГАП, вызывают более выраженную тканевую реакцию [128]. Трикальцийфосфат по сравнению с ГА резорбируется значительно быстрее. ГАП обладает значительно большей стабильностью в костной ткани, вызывает меньшую тканевую реакцию [1, 120, 144].

Для медицинских целей в основном используются образцы ГАП, обработанные температурой. Такая обработка приводит к повышению биомеханических свойств. Синтетический ГАП используется в виде непористой (нерезорбируемой) и пористой (резорбируемой) керамики [31, 66, 85, 92, 130, 137].

Непористая керамика (Osteograph/LD, PermaRidg, Calcitte, Interpore 200, Durapatite) в течение длительного времени в организме, как бы «замуровывается костью». Непосредственно в области занятой материалом, остеогенеза не происходит [100, 139].

Пористая ГАП керамика (Osteograph/LD, РНА Interpore 200, Алгипор) является остеокондуктором, то есть проводником регенерата, который прорастает имплантат. Одной из применяемой форм пористой керамики является ее гранулят. В основе биологических эффектов при имплантации гранулята высокотемпературной керамики (Osteograph/LD, OsteoGen, Гидроксиапол) в костные дефекты лежит прорастание соединительной ткани, и в ее составе остеогенных элементов, в межгранулярные простанства. Это послужило основанием для использования данного материала в качестве покрытия эндопротезов, конструкций для остеосинтеза, дентальных имплантатов [8, 102, 108, 122, 128, 132, 138, 149]. Наиболее интенсивно процесс протекает преимущественно у поверхности конгломератов частиц ГА вблизи источников остеогенного ростка (стенки костного дефекта).

Твердая кальций-фосфатная керамика применяется с целью контурной пластики костной ткани: при атрофии альвеолярных отростков, восстановлении утраченной конфигурации лица, остеотомии костей лицевого скелета с последующим перемещением костных фрагментов [132, 133].

Одним из направлений в медицинской практике является применение биохимически активных образцов гидроксиапатита, так называемой «холодной» керамики, не подвергавшейся термической обработке. При инкубации культуры этих клеток in vitro на поверхности ГАП и последующим их переносом в мягкотканные структуры экспериментальных животных наблюдалась дифференцировка клеток в зрелые остеобласты, продуцирующие кость. Отмечено не только прямое, но и опосредованное действие ГАП на костные клетки [110, 112]. Инкубация культуры фибробластов десны человека, синовиальных клеток с образцами синтетического ГАП отмечалась стимуляция их пролиферативной активности. По теории Chin, Brostrom [131] механизм действия препарата состоит в высвобождении большого количества ионов Са, образующихся в результате внутри- и внеклеточного растворения ГАП, которые являются непосредственными регуляторами начала транскрипции РНК и синтеза белка.

Инкубация ГАП с культурой дифференцированных клеток - остеобластов свода черепа крысы приводила к снижению пролиферативной активности клеток [94, 96].

Еще одним перспективным направлением является создание композиций синтетических материалов с антибактериальными средствами для лечения воспалительных заболеваний костной ткани. Проводились попытки использовать полиметилметакрилат в виде шариков, насыщенных гентамицином [119, 127], цефазолином [142] для лечения остеомиелита. Керамический ГА использовали для доставки антибиотиков в костные дефекты. С этой целью цилиндры пористого ГАП, пропитанные гентамицином, цефаперазоном, или фломоксефом вводились в костную ткань челюстей крыс. Показано, что максимальная концентрация антибиотика в костной ткани наблюдалась в течение 1 -и недели, а к неделе высвобождалось 70% антибиотика. Оставшаяся часть антибиотика была в 5 раз больше минимальной ингибирующей концентрации по отношению к стафилококку [139].

Имеются данные об эффективности применения композиции ГАП с антибактериальными препаратами в клинической практике для лечения травматических повреждений НЧ, осложненных воспалительным процессом. Блоки пористого керамического ГАП насыщали цефалексином, норфлоксацином, гентамицином [141, 143]. Использовались пасты ГАП с коллагеном и антибиотиком.

Антибактериальный эффект в отношении микроорганизмов, чувствительных к препарату, при содержании в цементе 1% ванкомицина составил 2 недели, при содержании 5% - около 9 недель [112].

Группа кристаллических соединений с характерной символической формулой М10(ZO4)6Х2, образующих гексанальные пластинчатые призмы относится к апатитам. Гидроксиапатит кальция (ГАП) – Са10(РO4)6(ОН)2 является типичным апатитом с соотношением Са/Р=1, 67, содержанием воды 1,79% и теоретической плотностью 3,0 г/см3. ГАП включает в себя целый класс соединений с вариабельностью отношения Са/Р до термообработки (800-1000°С) от 1,4 до 2,0. Различные отношения Са/Р при сохранении общих для этого класса кристаллографических характеристик объединяются широкими возможностями изоморфного замещения на поверхности и внутри кристаллов кальция на воду и на ион водорода [1, 7]. Керамические материалы нетоксичны и обладают высокой биосовместимостью [22, 43, 70], не обладают аллергенностью и не вызывают реакции отторжения. Они обладают высоким сродством с костной тканью.

В связи с этим имплантаты из пористой фосфорно-кальциевой керамики, интегрируются с новообразованными костными структурами [146]. Гидроксиапатит (ГАП) применяют в виде порошка, гранулята и блоков, как в неотожженном виде, так и в форме высокотемпературной керамики [22, 99, 113].

Имплантированная керамика образует с костью полную остеоинтеграцию, трабекулы костной ткани врастают в поры керамического имплантата почти без образования соединительно-тканных прослоек [23, 144]. Материал из непористой керамики обладает слабой остеоинтегративной активностью [99].

На основе ГАП разработаны различные мембраны для имплантатов с необходимыми свойствами [120, 122]. Авторами предложено для заполнения костных дефектов и пластики альвеолярного отростка использовать ГАП в комбинации с брефоостеопластом или тонкоизмельченной аутокостью. Положительные результаты получены при использовании ГАП в сочетании с очищенным коллагеном [111, 124, 139, 140]. Для предотвращения перемещения в мягкие ткани гранулированного и порошкообразованного ГАП предложено полость, образующуюся после удаления большой кисты на 2/3 глубины вначале заполнить фибриновым клеем, который быстро отвердевает. Оставшуюся часть полости заполняли смесью фибринового клея и ГАП, сверху наносили тонкую пленку фибринового клея [99, 111].

Керамика ГАП в виде гранул использована при лечении пародонтита и реконструктивных операциях на альвеолярных гребнях, коррекции вертикальной дистопии глазницы и т.д. [80, 88, 89, 104, 119].

В костных материалах подсаженная керамика ГАП выполняет роль механической опорной матрицы, по которой происходит новообразование структур костного регенерата, т.е. способна выполнять кондуктивную функцию, что определяется специфическими характеристиками материала. Возможно, наличие таксиса остеогенных клеток к керамике ГАП, в частности к его микропорам.

Для остеогенетического ответа на подсадку керамики оптимальным считается размер пор около 100 мкм [12, 44, 73, 118].

Гранулированные и порошковидные формы ГАП использовали для замещения костных дефектов верхней и нижней челюсти при лечении кист, даже при наличии подвижных зубов [2, 97, 115, 133, 146].

Обосновал эффективность применения гранулята ГАП для замещения дефектов костной ткани человека Хамраев Т.С. [87]. Автор поднадкостнично подсаживал композиции на основе гранулята керамики и блоках, в коллагеновом и карбилановом сетчатом футляре.

Была показана, быстрая фиксация имплантата к кортикальной пластинке челюсти соединительно-тканными тяжами, которые образуются из клеток, прорастающими из надкостницы.

Хамраев Т.С., заполняя у больных костные дефекты, образующиеся после цистэктомии, показал, что применение искусственных полимерных материалов уменьшает число послеоперационных осложнений и ускоряет процесс репаративного костеобразования.

Одним из таких средств являются остеопластические материалы серии Колапол. Большое число теоретических и экспериментальных исследований свидетельствует о том, что применение синтетических материалов, выработанных на базе гидроксиапатита интегрирующегося в тканях, может предупредить полностью или частично нарушение процесса заживления раны и эффективно воздействовать на репарацию костной ткани, что является объективным и положительным фактором к применению его в условиях поликлинического приема [3].

Результаты экспериментальных исследований, проведенных автором, а также известные данные литературы о высокой индуктивности гидроксиапатитсодержащих препаратов послужили основанием для использования композиции КП-3 в клинической практике, как более эффективной.

Алимерзоев А.Ф. обследовал и прооперировал 47 детей в возрасте 6- лет, которых при проведении операции цистэктомии с резекцией верхушки корня и применил с целью усиления остеоиндуктивных и остеоинтегративных возможностей костной ткани, а также предупреждения кровотечения, воспаления и других осложнений композиции препарат ГАП и Колапол КП-3.

В результате анализа клинико-рентгенологических данных он пришел к заключению о нецелесообразности в условиях поликлинического приема применять препарат ГАП в виде порошка и гранул, несмотря на то, что осложнений, связанных с его использованием не было. Отмечено, что при употреблении в качестве наполнителя костных полостей и лунок удаленных зубов приходится специально готовить препарат, придавать ему консистенцию пасты. Она плохо прилипает к костной полости, вымывается экссудатом и требует неоднократного повторения манипуляции, что не позволяет четко определить количество введенного вещества.

Композиция КП-3 не имеет этих недостатков, препарат технически удобен для помещения в костную полость, стерилен. Поэтому в дальнейшем для заполнения дефектов, возникающих после цистэктомии, резекции верхушки корня была использована композиция Колапол КП-3.

Методика введения препарата и количество препарата в костную полость после цистэктомии проста и доступна в условиях поликлиники: стерильный препарат КП-3 должен быть введен в хорошо высушенную полость после цистэктомии с резекцией верхушки корня не более 2/3 ее объема, что в дальнейшем обеспечивает набухание препарата вместе с кровяным сгустком, но не приводит к нарушению целости лоскута, расхождению швов, инфицированию.

Нецелесообразно также введение препарата в виде мелких кусочков, так как, пропитываясь кровью, они становятся скользкими и вместе с инструментом выводятся из раны, что создает трудности на завершающих этапах оперативного вмешательства. В послеоперационном периоде, как правило, больным назначали противовоспалительную и десенсибилизирующую терапию.

Клинические наблюдения после операции цистэктомии, проведенные в течение 12-14 дней, показали, что рана заживала первичным натяжением, расхождений швов не наблюдалось. Полученные данные свидетельствуют о раннем появлении признаков репарации костной полости и его структуризация [3].

Романов И. А. использовал во время щадящей синусотомии для закрытия перфорации дна верхне-челюстного синуса, а так же для восстановления высоты альвеолярного отростка пластины Колапола КП-3, отмечая при этом образование костного регенерата в первые 4-5 месяцев после проведения операции, восстановление структуры костной ткани в сроки от 6 до 12 месяцев [80].

После цистэктомии, при кистах верхней челюсти, проросших в верхнечелюстной синус, в костную полость вводили Колапол КП-3. У всех оперированных больных отмечалось заживление раны первичным натяжением, восстановление структуры костной ткани полости кисты, а через 4,5-5 месяцев наблюдалось восстановление стенки синуса [29].

Володина Д. Н. использовала Колапол КП-3 при хирургическом лечении очагов воспаления в тканях периодонта [39].

Коротких Н. Г. использовал Колапол КП, КП-2 и КП-3 для лечения больных с переломами нижней челюсти, а так же оперированных по поводу генерализованного пародонтита, ретенированных зубов, кистозных поражений челюстей, отмечая при этом, что применение биокомпозитных материалов данной группы повысило качество лечения, за счет оптимизации остеорепаративных процессов и предупреждения осложнений инфекционно-воспалительного характера [48].

Кулаков А. А. использовал различные препараты на основе ГАП, в том числе Колапол КП, КП-2 и КП-3, для заполнения дефектов костной ткани, образующихся после удаления подвижных и сломавшихся внутрикостных имплантатов. При контрольном обследовании больных, спустя 6-10 месяцев после операции выявлено восстановление объема и плотности кости в зоне удаленного имплантата, что позволило провести повторную операцию имплантации [49].

Исходя из вышесказанного, в стоматологии и челюстно-лицевой хирургии благодаря новым технологиям произошло постепенное вытеснение аллогенных костных трансплантационных материалов синтетическими. В первую очередь это связано с созданием композиций на основе синтетических материалов типа ГАП, -трикальцийфосфат и композиций на их основе. Эти композиционные материалы обладают низкой иммуногенностью, они не токсичны и безопасны с точки зрения возможности переноса инфекции от донора к реципиенту. В состав композиции можно вводить различные факторы, остеоиндуктивные белки и др. в зависимости от задач, стоящих перед хирургом и условиями оперативного вмешательства.

Таким образом, из имеющихся на рынке современной дентистрии материалов для заполнения костных дефектов выделились две основные группы – материалы животного (растительного) происхождения и синтетические биорезорбируемые средства. Все они, по данным литературы, обеспечивают репаративный остеогенез и благотворно влияют на заживление раны. Однако до сегодняшнего времени, многие вопросы, касающиеся экспериментального обоснования выбора остеопластического материала, обусловленного видом и протяженностью костного дефекта, скоростью биодеградации материала в ране, а также течением послеоперационного периода, остаются малоизученными.

Следует также отметить, что на рынке современной дентистрии появилось достаточно много похожих по составу и форме выпуска остеорезорбируемых средств, как от импортного, так и от отечественного производителя. В этой связи сравнительная характеристика данных препаратов в клинических условиях, а также объективная оценка их биологических свойств в условиях эксперимента на животных, является, по нашему мнению, оправданным и актуальным способом повышения эффективности стоматологической хирургической помощи.

ГЛАВА 2. МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Экспериментальная часть работы имела своей целью изучить остеопластические свойства препаратов «Биальгин» (ЗАО НПП «Биомед», Россия) основной которого является аморфный, нонодисперсный (5-10 нм), полностью резорбируемый гидроксиапатит кальция, включенный в полисахаридную матрицу альгината натрия, «Биопласт-Дент» (ООО «ВладМиВа», Россия) основной которого является ксеноколлаген и костный гидроксиапатит, содержащий сульфатированные глюкозаминоглаканы в пределах биологической нормы (не менее 800 мкг/см) и препарат «Биоситалл» (ООО «Интермедиаапатит», Россия) на основе пористой гидроксиапатитной керамики (ПГАК) и биологически активного стекла.

Данные литературы и клинические исследования некоторых авторов доказывают, что как гидроксиапатит, так и костный коллаген, особенно в комбинации с сГАГ и -трикальцийфосфатом способствует стимуляции репаративного остеогенеза. В задачи нашего исследования входила сравнительная характеристика остеорепартивных средств на основе коллагена и сульфата кальция в искусственно созданном дефекте бедренной кости барана в эксперименте.

Сравнение остеорепаративных свойств препаратов проводили как в экспериментальных, так и клинических исследованиях. Необходимость экспериментального исследования продиктована особенностью проведения патоморфологической части исследования при изучении процесса регенерации костной ткани в динамике, чего в клинических исследованиях добиться невозможно.

2.1. Материалы и методы экспериментального исследования В качестве экспериментальной модели для оценки влияния остеопластических материалов на заживление костного дефекта выбрано создание искусственного дефекта в грудной клетке барана с последующим изучением динамики заживления костной ткани.

Экспериментальное исследование проведено на 20 годовалых баранах массой 20-25 кг. Операционное поле перед хирургическим вмешательством выбривали и обрабатывали растворами йода и бриллиантовой зелени. Перед операцией для проведения наркоза внутримышечно вводили 2% раствор рометара и 2% раствор калипсовета в соотношении 1:1 из расчета веса животного (0, мл на 1 кг). После проведения внутримышечного наркоза послойно рассекали кожу и фасцию, получали оптимальный доступ к нужной области для препарирования кости (рис. 1).

Рис. 1. Послойное рассечение кожи, фасции и мышцы барана С помощью портативной бормашины, шаровидным бором создавали дефекты диаметром 5 мм и глубиной 4 мм, которые заполняли исследуемыми остеопластическими материалами (рис. 2). Изоляцию периостального и эндостольного источника регенерации проводили с использованием политетрафторэтиленовой нерезорбируемой мембраной «Экофлон» (рис. 3, 4). Рану ушивали шелком и присыпали стрептомицином (рис. 5). На всех этапах оперативного вмешательства проводили рентгеноскопические и рентгенологические исследования в различных контрастных режимах (рис. 6).

Рис. 2. Формирование костных дефектов с помощью бормашины Рис. 3. Нерезорбируемая мембрана «Экофлон»

Рис. 4. Изоляция костного дефекта нерезорбируемой мембраной «Экофлон»

Рис. 5. Ушивание операционной раны Рис. 6. Рентгенологическое исследование в различных контрастных режимах на этапах эксперимента В ходе повторного вмешательства через установленные (согласно плану эксперимента) промежутки времени производили забор костного материала (рис. 7). Все вышеописанные процедуры производились без умерщвления животных.

Рис. 7. Костные блоки, полученные в ходе повторного хирургического вмешательства В зависимости от используемых остеорепаративных препаратов животных подразделяли на 4 группы (3 основные и 1 - контрольная) по 5 особей в каждой: 1-я - в костные дефекты вводили «Биальгин, 2-я - в костные дефекты вводили «Биопласт-Дент», 3-я - в костные дефекты вводили «Биоситалл», 4-я – контрольная группа, где костный дефект заживал под кровяным сгустком.

Сроки выделения костных блоков – 15, 30, 60, 90-е сутки. Костные блоки фиксировали в 10% нейтральном формалине, декальцинировали в трилоне-Б и подвергали стандартной гистологической обработке с заливкой в парафин. Срезы толщиной 8-10 мм окрашивали гематоксилин-эозином, по Ван-Гизон и Маллори (окраска на коллагеновые волокна).

Интенсивность и характер новообразования костных структур оценивали с помощью гистологического и морфометрического методов сравнения.

Помимо описания микрофотограмм с полученных срезов, проводили полуколичественную оценку морфологических признаков на каждом исследуемом препарате, данные суммировали и усредняли по группам животных, выведенных из эксперимента в определенный срок. Выделено 5 важнейших признаков, характеризующих репаративный остеогенез и динамику тканевой реакции:

биодеградируемость, стимуляция остеогенеза, стимуляция ангиогенеза, выполнение и поддержание формы дефекта, воспалительная реакция, скорость заживления раны. Данные показатели оценивали по 5 бальной системе:

- признак отсутствует, * - слабая, ** - умеренная, *** - сильная, **** - максимально выраженная; - субъективная оценка при визуальном осмотре раны.

2.2. Материал и методы клинического исследования Для изучения остеорепаративного действия исследуемых препаратов и на основании данных экспериментального исследования было проведено хирургическое лечение хронического периодонтита, оперативное лечение одонтогенных кист челюстей у 35 пациентов.

Сравнение сроков регенерации костной ткани в области дефекта, позволило установить уровень остеоинтеграции после использования каждого препарата, тяжесть послеоперационного периода. Это позволяет более эффективно использовать те или иные остеопластические препараты для ускорения восстановления костной ткани при заполнении дефектов челюстей.

Лечение и обследование больных проводили на клинических базах кафедре стоматологии СтГМУ (заведующий кафедрой д.м.н., профессор С.В. Сирак). Всего прооперированно 35 человек в возрасте от 20 до 65 лет, мужчин прооперировано 15, женщин – 20.

Все больные были разделены на 2 группы: основную и контрольную. Соответственно остеопластическому материалу, используемому для заполнения послеоперационных костных дефектов после оперативного лечения хронического периодонтита, операции цистэктомии основная группа была разделена на 4 подгруппы (табл. 1). Контрольную группу составили пациенты, у которых послеоперационный костный дефект заполняли кровяным сгустком. Обследование проводили по стандартной схеме, включая выяснение жалоб, анамнеза, развития настоящего заболевания, наличие и отсутствие сопутствующей патологии.

Распределение больных в зависимости от использованного остеопластического материала Использованный остеопластический Всего прооперировано новная Для получения сопоставимых данных, пациентам всех групп, рентгенологический контроль проводили до операции, через 3, 6 и 12 месяцев после оперативного вмешательства.

При подготовке больных к операции проводили общеклиническое обследование, включающее анализ крови и мочи.

Перед операцией больных информировали о характере вмешательства. В пред- и послеоперационном периоде назначалась противовоспалительная терапия. Дооперационная терапия включала использование профилактических доз антибактериальных средств:

- «Амоксициллин/клавунат» за 30 мин до операции 1,0 г в/в;

при аллергии на пенициллины - «Рокситромицин» 150 мг внутрь за 30 мин до операции, антибиотики резерва - «Кларитромицин по 500 мг в/м или в/в, зa 30 мин до операции или Клиндамицин 600-900 мг в/в за 30 мин до операции.

Использование иммуномодулирующих и противовирусных средств:

- «Неовир» 2 мл 12,5% раствора в/м за 3 часа до операции или «Циклоферон» мл 12,5% раствора в/м за 3 часа до операции Послеоперационная терапия включала:

антибактериальные, иммунокоррегирующие, десенсибилизирующие средства, а так же лекарственные препараты и лечебные мероприятия, улучшающие окислительно-восстановительные процессы в тканях нижней и верхней челюсти по следующим схемам:

- «Амоксициллин/клавунат» 625 мг 3 раза в сутки в течение 6 дней; «Неовир»

по 2 мл в/м через день в течение 10 суток; «Ацикловир» по 0,4 мг 2 раза в сутки в течение 7 дней; «Цетрин» по 0,2 мг 3 раза в сутки в течение 7 дней.

при аллергии на пенициллины - «Кларитромицин» по 500 мг 2 раза в сутки дней; «Неовир» по 2 мл в/м через день в течение 10 суток; «Ацикловир» по 0, мг 2 раза в сутки в течение 7 суток. При необходимости, в случаях герпетических высыпаний - назначали аппликации «Реаферона» -№10-12.

при индивидуальной непереносимости антибиотики резерва:

- «Клиндамицин» - по 500 мг 3 раза в сутки в течение 6 дней; «Циклоферон» по 2 мл 12,5% раствора вводить в/м по схеме: на 1,2,4,6,8,11,14,17,20, 23,26 и сутки; «Цетрин» по 0,2 мг 2 раза в сутки в течение 7 дней. При непереносимости бета-лактамов назначали макролиды.

В первые сутки после операции назначали холод по 30 минут, через 1,5- часа, давящая повязка на сутки.

Методика оперативного лечения хронического периодонтита и одонтогенных кист челюстей с использованием остеопластических материалов была общепринятой [7, 8, 10, 11, 18].

2.3. Методы статистического анализа.

Материалы исследования подвергнуты математической обработке на персональном компьютере с помощью пакетов статистических программ Exel 2007, Statistica for Windous 5.0. При сравнении значений исследуемого показателя в разных группах в аналогичные периоды времени для оценки достоверности различий использовался U-критерий Манна-Уитни и метод ранговой корреляции Спирмена.

ГЛАВА 3. РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОМОРФОЛОГИЧЕСКОГО ИССЛЕДОВАНИЯ

3.1. Заживление искусственно воспроизведенного дефекта костной ткани под кровяным сгустком (результаты экспериментального исследования в контрольной группе) Прежде чем представить результаты данной части исследования мы считаем уместным кратко охарактеризовать предмет (зону) вмешательства и обосновать выбор животного (барана) в качестве экспериментальной модели.

Выбор в качестве экспериментального животного барана обусловлен рядом причин. Первое, высокий регенераторный потенциал донорских зон - кости ног, лопаток, челюстей, грудины, позволяющий многократно производить забор кости (вывод из эксперимента фрагментов биологических тканей) без умерщвления животного.

Второе - низкий уровень агрессии животного.

Третье - неприхотливость животного в содержании.

Выбор в качестве экспериментальной модели грудной клетки барана в свою очередь, также обусловлен рядом причин.

Первая причина - анатомо-топографические особенности грудной клетки.

Грудная кость (грудина) у овец относится к длинным губчатым костям. У овец она широкая и плоская. Рукоятка округлая, приподнята, не выступает за пределы первых ребер, соединяется с телом суставом. Тело каудально расширяется.

На мечевидном отростке значительная пластина мечевидного хряща. Кость состоит из семи коротких губчатых костей. По краям - семь пар суставных реберных ямок. Первая пара ребер соединяется с грудной костью под прямым углом.

Грудина прикрыта собственной фасцией и кожей.

Данные особенности строения, а также большой объем костной ткани, позволяют с достаточной частотой производить забор аутотрансплантатов для гистологического исследования.

Вторая причина - особенности микроскопического строения грудины барана, которая имеет определенное сходство с микроскопическим строением челюстных костей человека, что позволяет с определенной долей достоверности экстраполировать данные, полученные в ходе эксперимента, в клинику.

Учитывая новизну экспериментальной модели, которую мы использовали для того, чтобы исследовать проблему репаративной регенерации костной ткани и реакцию окружающих кость тканей при проникновении в указанную область чужеродных материалов, в частности, остеопластических, мы сочли уместным прежде, чем перейти к описанию результатов эксперимента, кратко остановиться на особенностях строения грудной кости овец в норме.

Микроскопическое строение тканей грудной кости овец в норме В норме грудная кость овец при микроскопическом исследовании состоит из губчатого вещества, снаружи покрытого тонким слоем компактной костной ткани. Костномозговая полость в кости отсутствует. Губчатое вещество представлено безсосудистыми костными трабекулами, которые имеют форму дуг или арок переплетающиеся между собой, тем самым образуя трехмерную анастомозирующую ветвь. В трабекулах пластинки лежат параллельно друг другу и ориентированы вдоль их направления. Между трабекулами имеются промежутки - костные ячейки, полости которых заполнены красным костным мозгом и кровеносными сосудами питающими кость (рис. 8). По периферии трабекул расположены остеопрогениторные клетки, в толще кости лакуны с расположенными в них «миндалевидными» остеоцитами. Прикрепление ребер к грудной кости в областях суставных реберных ямок, происходит по типу синхондроза, на что указывают связи трабекул с хрящевой основой. Хрящ суставных ямок гиалиновый. В толще матрикса хряща располагаются плотно расположенные лакуны, в которых лежат круглые изогенные группы, состоящие из 2 - хондроцитов. Матрикс хряща имеет вид гомогенного оксифильного межклеточного вещества. Капсулярный (территориальный) матрикс имеет слабобазофильное окрашивание, что придает лакунам более выраженный вид.

Рис. 8. Гистологическое строение грудной кости барана в норме. Окраска гематоксилином и эозином. Ок. 10, об. В местах непосредственного контакта хряща с костными трабекулами визуализируются картины энхондрального окостенения (рис. 9).

Просматриваются зоны пролиферации хондроцитов, характеризующихся делением и выстраиванием клеток в колонки в виде стопок, между которыми расположен матрикс в виде узких перегородок.

Рис. 9. Энхондральное окостенение трабекул грудной кости (норма). Окраска гематоксилином и эозином. Ок. 10, об. Зона пролиферации плавно переходит в зону гипертрофированного хряща, состоящего из крупных хондроцитов на стадии некробиоза, которые по продолжению вакуолизируются и разрушаются. Одновременно в зоне гибели хондроцитов происходит кальцификация хрящевого матрикса.

Следует отметить, что типичной картины окостенения не наблюдается, то есть отсутсвует фронт оссификации и образование энхондральной кости.

Отмечается процесс плавного перехода хряща в кость (рис. 10).

Просматривается наличие небольшой прерванной в некоторых местах надкостницы (костной манжетки) вокруг зоны деминерализованного хряща.

Надкостница (манжетка) представлена остеопрогениторными клетками и веретиновидными фиброцитами собранных в удлиненные пучки с частичым проникновением последних в хрящевой матрикс.

Рис. 10. Место перехода хряща в кость (норма). Окраска гематоксилином и эозином. Ок. 10, об. На 15 сутки эксперимента в области костного дефекта отмечается уплотнение и потеря трехмерной сетчатой структуры стромы красного костного мозга, за счет активного разрастания и замещения ретикулярных волокон коллагеновыми (рис. 11). Отмечается исчезновение островков кроветворения развивающихся форменных элементов крови, однако единичные процессы гемопоэза продолжаются. Визуализируется замещение участков красного костного мозга группами белых адипоцитов, некоторые из которых, сливаются в вакуолеподобные фигуры.

Рис. 11. 15-е сутки эксперимента. Прорастание стромы органа коллагеновыми волокнами. Окраска гематоксилином и эозином. Ок. 10, об. Между волокнами располагается большое количество прекапиллярных артерий с частичными картинами застоя крови с пролиферирующим эндотелием.

Среди стромы просматриваются обломки гиалинового хряща с деструкцией изогенных групп, дегенерацией хондроцитов проявляющееся вакуолизацией цитоплазмы, с частичным карио- и цитопикнозом. Матрикс обломков хряща подвергается резорбции с одновременным прорастанием волокнами соединительной ткани с веретеновидными фиброцитами (рис. 12).

Рис. 12. 15-е сутки эксперимента. Резорбция обломков хряща с выпадением фибрина и крови. Окраска гематоксилином и эозином. Ок. 10, об. 20.

Вокруг отмечается выпот фибрина, пропитывание кровью окружающих тканей и формирование многоядерных клеток - остеокластов. Помимо этого, просматриваются единичные зоны, в которых обломки хряща набухшие, в виде гомогенизированных гиалиновых тел разнообразной конфигурации (рис. 13).

Рис. 13. 15-е сутки эксперимента. Гиалиновые тела от обломков хрящевой основы. Окраска гематоксилином и эозином. Ок. 10, об. На 30-е сутки эксперимента вокруг обломков хрящевой ткани и костной стружки образуется однослойная соединительнотканная капсула, с большим количеством клеточных популяций и дифферонов. Из капсулы волокна частично врастают в гиалиновые тела.

Отмечаются участки с округлыми зонами резорбции хряща, в резорбционных вакуолях которого расположены фагоцитирующие макрофаги.

Основные патогистологические изменения отмечаются в хряще расположенном в зоне контакта с костными трабекулами. Визуализируется образование микротрещин с одновременным отеком межклеточного матрикса и уменьшением количественного состава хондроцитов. От основной массы хрящевой основы в местах микротрещин откалываются осколки различной величины и конфигурации, которые собираются цепью в виде слоя конгломератов, каждый из которых окружен однослойной фиброзной капсулой (рис. 14).

Рис. 14. 30-е сутки эксперимента. Конгломераты отторгнутого хряща в виде цепи. Окраска гематоксилином и эозином. Ок. 10, об. При этом, отмечается сращение капсул между собой и образование мощного однослойного тяжа конгломератов из патологических форм гиалинового хряща. При детальном рассмотрении наблюдается соединение волокон соединительной ткани отходящих от фиброзных капсул с матриксом хряща, при этом волокна не проникают внутрь ткани, а наоборот отходят от хряща в результате процессов резорбции межклеточного матрикса и деструкции коллагеновых волокон составляющих его структуру (рис. 15-16).

Рис. 15. 30-е сутки эксперимента. Процессы деструкции и резорбции матрикса хряща. Окраска гематоксилином и эозином. Ок. 10, об. Рис. 16. 30-е сутки эксперимента. Тотальный некроз хряща с образованием некротического детрита. Окраска гематоксилином и эозином. Ок. 10, об.

В осколках слоя конгломерата хряща визуализируются "тени" хондроцитов. Матрикс просматривается в виде гомогенной неоднородно окрашенной массы с резко выраженными процессами фибриноидного некроза. Просматриваются единичные участки с картинами тотального некроза не только хряща, но и волокон, в которых наблюдаются активные процессы лизиса и фагоцитоза некротического детрита клетками системы мононуклеарных фагоцитов (макрофаги, гистиоциты).

На 60-е сутки в трабекулах грудной кости отмечается реорганизация характеризующаяся дегенеративно-некротическими изменениями переходящая в репаративную регенерацию.

Наблюдается распад на осколки различной величины и конфигурации трабекул губчатого вещества. Рисунок строения трехмерной анастамозирующей ветви с полостями костных ячеек отсутствует. Вокруг осколков располагается молодая грануляционная ткань с большим количеством молодых отросчатых фибробластов и тонкой сети коллагеновых волокон, в петлях которых находятся осколки (рис. 17). По периферии трабекул в местах резорбционных вакуолей просматриваются многоядерные остеокласты.

Рис. 17. 60-е сутки эксперимента. Осколок трабекулы в петлях грануляционной ткани. Окраска по Ван-Гизон. Ок. 10, об. Одновременно видны картины активного врастания волокон грануляционной ткани и многочисленных фибробластов внутрь костного матрикса, в котором происходит деминерализация и прогрессирующая деструкция, проявляющаяся отсутствием пластинчатого строения, неоднородным окрашиванием и растрескиванием кости. Наблюдается выщелачивание (резорбция) неорганических веществ матрикса и проявление волокнистой составляющей кости в виде извитых коллагеновых пучков (рис. 18). Остеоциты в разрушающихся трабекулах немногочисленны, имеют шаровидную форму. Встречаются в большом количестве "тени" остеоцитов. Одновременно визуализируются участки с тотальным некрозом костных обломков, в которых отсутствуют клеточные элементы.

Происходит вакуолизация матрикса, вплоть до полного лизиса кости и прорастания его соединительной тканью, между волокнами которой расположены остеокласты от бывших (лизированных) костных обломков (рис. 19).

Рис. 18. 60-е сутки эксперимента. "Оголение" коллагеновых волокон матрикса кости. Окраска по Маллори. Ок. 10, об. Рис. 19. 60-е сутки эксперимента.Некротизированные костные обломки.

Окраска по Ван-Гизон. Ок. 10, об. На 90-е сутки эксперимента, помимо вышеописанных дегенеративнонекротических изменений происходящих в трабекулах грудной кости наблюдаются процессы активизации репаративной регенерации в виде внутримембранного окостенения с образованием первичной ретикулофиброзной костной ткани. В разных областях микрокартины исследуемого материала отмечаются разные процессы, но идущие при этом одновременно.

Просматриваются зоны, в которых фиброархитектоника характеризуется расположением по периферии густой сети пучков коллагеновых волокон ориентированных параллельно и циркулярно друг другу с частичной минерализацией, на что указывает специфическое светло-коричневое окрашивание волокон (рис. 20). В центре, в полостях-лакунах, лежит большое количество веретиновидно-отросчатых остеобластов и остеопрогениторных клеток.

Рис. 20. 90-е стуки эксперимента. Образование первичной ретикулофиброзной костной ткани. Окраска по Маллори. Ок. 10, об. В другой части исследуемого материала отмечаются фигуры первичного центра окостенения. Остеобласты имеют вид спиралевидно закрученной ленты клеток образующих округлые островки (рис. 21). Внутри островков просматривается наличие небольшого количества образованного костного матрикса - оссеомукоида, который имеет вид гомогенной оксифильной массы, отчетливо просматривающейся в центре островка.

В единичных местах отмечается увеличение размеров островков, в которых отчетливо визуализируются мощные завихрения остеобластов и единичных остеоцитов, замурованных в матриксе. В островках отмечается увеличение матрикса который подвергается обызвествлению.

Рис. 21. 90-е стуки эксперимента. Первичные костные островки. Окраска гематоксилином и эозином. Ок. 10, об. Визуализируются единичные участки структур грудной кости, а именно места сочленения хрящевых основ и костных трабекул с тотальным некрозом в виде гомогенной массы в которой просматриваются "тени" клеток. В местах некроза тканей наблюдается активная пролиферация плотной склеротизированной соединительной ткани неоформленного типа организованной в различных направлениях (рис. 22).

Рис. 22. 90-е стуки эксперимента. Пролиферация склеротизированной соединительной ткани. Окраска по Ван-Гизон. Ок. 10, об. Таким образом, у овец грудная кость при микроскопическом исследовании имеет классическое анатомо-гистологическое строение костного вещества характерных для губчатой кости. Однако были обнаружены и некоторые морфологические особенности. В частности в местах сочленения хрящевой основы с костными трабекулами отмечается процесс энхондрального окостенения, в котором отсутствует типичная картина образования энхондральной кости, а также не просматривается фронт оссификации, при этом кальцификация хрящевого матрикса происходит. Наблюдается плавный переход хряща в кость.

При микроскопическом исследовании материала от грудной кости под сгустком крови, на 15-30 сутки выявлено, что наряду с процессами некробиоза и некроза тканей грудной кости активно индуцируются процессы репарации.

На месте стромы красного костного мозга и хрящевой основы отмечаются активные процессы пролиферации соединительной ткани, замещающей области дефекта тканей грудной кости. Это связано с приспособительным процессом организма выработанного в ходе эволюции, так как организму необходимо сохранять целостность структур для обеспечения нормального функционирования. Склероз соединительной ткани связан с ее созреванием в грубоволокнистую рубцовую ткань, что указывает на чрезмерную синтетическую активность фибробластов.

Также можно отметить, что хрящевая ткань в сроки 60 суток подвергается только деструкции и резорбции. Процессов ее репарации не отмечается, так как в грудине у хряща отсутствует надхрящница, и как следствие нет хондробластов для синтетической функции.

Активные процессы репарации отмечались в костной ткани только к 90-м суткам, несмотря на процессы деструкции, и частичного некроза, костная ткань обладает к данному сроку выраженными регенерационными свойствами. В ней наблюдаются активные процессы репаративного остеогенеза.

Также одной из особенностей восстановления кости под сгустком, можно отметить, что на 15-30 сутки из клеточного инфильтрата выявляются только макрофаги и гистиоциты, что указывает на хроническое пролиферативное интерстициальное воспаление. К этому можно отнести некоторые патогенетические моменты, такие как длительная стимуляция макрофагов различными цитокинами организма, иммунопатологические процессы. Макрофаги при этом, в свою очередь, стимулируют образование фиброзной ткани, стимулируемое тканевыми факторами роста, что особенно ярко проявляется в сроки 15-30 и 60 суток.

3.2. Заживление искусственно воспроизведенного дефекта костной ткани после пластики дефекта остеопластическим материалом «Биальгин» (результаты экспериментального исследования в 1-ой основной группе) На 15-е сутки эксперимента проведенные исследования показали, что остоепластический материал просматривается в виде шаровидных конгломератов, лежащих поодиночке среди волокон зрелой грануляционной соединительной ткани замещающей строму красного костного мозга. Гранулы «Биальгина»

просматривается в виде многочисленных прозрачных кристаллов небольшого размера, идущих от центра к периферии в радиальном направлении (рис. 23).

Рис. 23. 15-е сутки эксперимента. Гранула имплантированного материала «Биальгин». Окраска альциановым синим. Ок. 10, об. В центре массы визуализируются многочисленные фибробласты и макрофаги, последние из которых образуют многоядерные клетки фагоцитирующие материал. Вокруг материала сформирована соединительнотканная оболочка, состоящая из нескольких слоев оформленной рыхлой соединительной ткани, организованной параллельно в одном направлении.

Вокруг материала отмечается прорастание стромы красного костного мозга грубоволокнистой склеротизированной соединительной тканью состоящей из грубых пучков коллагеновых волокон, фиброархитектоника которых организована в разных направлениях (рис. 24).

Рис. 24. 15-е сутки эксперимента. Склероз стромы красного костного мозга. Окраска по Маллори. Ок. 10, об. 10.

На периферии имплантированных гранул «Биальгина» соединительная ткань полностью подвергается склеротизиротизации. Просматривается врастание коллагеновых волокон в трабекулы, индуцируя их деструкцию. В единичных местах исследуемого материала грубоволокнистая склеротизированная ткань полностью замещает кость, образуя обширные спиралевидные завихрения. Наряду с данными патогистологическими изменениями на идентичных участках визуализируются обширные очаги тотального некроза (рис. 25).

Рис. 25. 15-е сутки эксперимента. Очаги некроза трабекул и врастания склеротизированной соединительной ткани. Окраска по Ван-Гизон. Ок. 10, об.

20.

В областях, где склеротизированные коллагеновые пучки не проросли в строму костного мозга, наблюдается большое количество активных фибробластов, синтезирующих рыхлую соединительную ткань и ретикулоцитов, среди которых расположены единичные клетки системы мононуклеарных фагоцитов моноциты и мигрирующие полиморфно-ядерные лейкоциты (нейтрофилы).

Рис. 26. 15-е сутки эксперимента. Очаги кроветворения в красном костном мозге. Окраска альциановым синим. Ок. 10, об. 20.

Отмечаются зоны с активным красным костным мозгом, в котором между кроветворными тяжами стромы и кровеносными капиллярами активно протекают процессы гемопоэза (рис. 26). Колониеобразующие клетки расположены в виде островков по своим морфологическим признакам. Повсеместно просматривается большое количество белых адипоцитов, единичных мегакариобластов и мегакариоцитов.

На 30-е сутки эксперимента, совместно с описанными изменениями в сроки 15 суток, в некоторых зонах дефекта наблюдается пропитывание стромы красного костного мозга форменными элементами крови - эритроцитами.

Васкуляризация дефекта осуществляется в основном прекапиллярными артериолами и синусоидными капиллярами. Наряду с изменениями отмеченными выше, в кровеносном русле вокруг костного дефекта интенсивных патологических изменений не наблюдается. Встречаются единичные сосуды с пристеночными тромбами на стадии канализации и плазматического пропитывания стенки сосуда. Хрящевая основа подвергается деструкции. Матрикс его окрашен неоднородно, в нем просматриваются значительные активные зоны резорбции шаровидной формы (рис. 27).

Рис. 27. 30-е сутки эксперимента. Шаровидные зоны резорбции хрящевой основы. Окраска альциановым синим. Ок. 10, об. В их полости отмечается отслаивание матрикса внутрь содержащего волокна, клетки, а также формирование среди слущенной (отторженой) ткани единичных капилляров. Лакуны хряща частично исчезают, изогенные группы распадаются, хондроциты на стадии карио-и цитопикноза и карио-и циторексиса, а также с многочисленными «тенями» хондроцитов.

Деструкция хряща происходит за счет откалывания от его основной массы осколков, различной формы и конфигурации, которые проникают в толщу стромы костного мозга. Вокруг них образуются капсулы из рыхлой соединительной ткани ориентированной в разных направлениях.

Рис. 28. 30-е сутки эксперимента. Капсулы из рыхлой соединительной ткани ориентированной в разных направлениях. Окраска альциановым синим.

Ок. 10, об. Визуализируются осколки, в которых хондроциты не просматриваются, матрикс выглядит как оксифильная гомогенная масса, т.е. приобретает вид гиалиновых тел (рис. 29). Целые костные трабекулы просматриваются в местах отдаленных от имплантированного стоматологического материала. Трабекулы утолщены, теряют арочное строение. Они плотно сращены между собой параллельно идущим направлениям костным пластинкам (рис. 30). В местах сращения костные ячейки уменьшаются и просматриваются как небольшие округлые или неправильной формы образования. Вокруг трабекул расположены мощные пучки соединительной ткани. При детальном изучении картины, наблюдаются единичные моменты врастания соединительной ткани в трабекулы.

Рис. 29. 30-е сутки эксперимента. Матрикс хряща в виде гиалиновых тел.

Окраска гематоксилином и эозином. Ок. 10, об. Рис. 30. 30-е сутки эксперимента. Неповрежденные трабекулы грудной кости. Окраска гематоксилином и эозином. Ок. 10, об. К данному сроку наблюдения, в дефекте костный матрикс неоднородный, рыхлый, параллельное расположение костных пластинок отсутствует. Частично матрикс гомогенизируется, остеоциты не просматриваются. Отмечается активная деминерализация матрикса, вплоть до оголения коллагеновых волокон (рис.

31). По периферии трабекул наблюдается образование резорбционных вакуолей с остеокластами фагоцитирующие костный матрикс. Одновременно с данным процессом на концевых участках трабекул на небольшом расстоянии от остеокластов видны зоны разрыхления и некроза трабекул с образованием тканевоклеточного детрита.

Рис. 31. 30-е сутки эксперимента. Деминерализация, разрыхление и некроз трабекул. Окраска гематоксилином и эозином. Ок. 10, об. В основном все костные трабекулы, которые попали в патологический очаг, подверглись распаду и находятся на значительном расстоянии друг от друга в виде небольших осколков разнообразной конфигурации и размеров.

Вокруг них визуализируются соединительнотканные капсулы. В единичных осколках наблюдаются процессы энхондрального окостенения (рис. 32).

Рис. 32. 30-е сутки эксперимента. Образование энхондральной костной ткани в осколке трабекулы. Окраска гематоксилином и эозином. Ок. 10, об. На 60-е сутки эксперимента энхондральная костная ткань образована в незначительном количестве. Она имеет выраженное оксифильное окрашивание, так как содержит коллаген I типа, остальной матрикс окрашен базофильно, содержит коллаген II типа. Причем в кости просматриваются процессы гипертрофии остеоцитов и кальцификации матрикса с началом процесса окостенения, проявляющиеся наличием в полостях разрушенного матрикса соединительной ткани с остеопрогениторными клетками и остеокластами. Визуализируются участки трабекул в которые по периферии врастают единичные волокна соединительной ткани, которая дает начало надкостнице.

Кроме процессов остеогенеза, единичные костные осколки трабекул подвергаются некрозу и просматриваются как гомогенные образования, частично замещенные крупнозернистыми массами (рис. 33). По их периферии наблюдается значительное количество гигантских многоядерных клеток в процессе фагоцитоза некротизированных зернистых масс.

Рис. 33. 60-е сутки эксперимента. Участок некротизированных трабекул.

Окраска по Маллори. Ок. 10, об. Однако процесс некротизации патологически измененных трабекул и фагоцитоза тканевого детрита совершается такими быстрыми темпами, что встречаются зоны, где гигантские многоядерные клетки расположены близко относительно друг друга в толще стромы (рис. 34). Рядом с ними не отмечается материала для фагоцитоза, т.е. они находятся в свободном состоянии, без функциональной нагрузки.

Рис. 34. 60-е сутки эксперимента. Гигантские многоядерные клетки в строме органа. Окраска по Маллори. Ок. 10, об. Одновременно с вышеописанными процессами начинает выстраиваться характерное морфологическое трабекулярное строение кости в виде анастамозирующих друг с другом ветвей и мостиков образующих трехмерное строение (рис. 35).

Рис. 35. 60-е сутки эксперимента. Восстановление трабекулярного строения кости. Окраска по Маллори. Ок. 10, об. На 90-е сутки эксперимента отмечено, что трабекулы имеют удлиненную форму тонких костных дуг, расположенных по отношению друг к другу на значительных расстояниях, между которыми продолжают формирование трабекулы, а также мостики и перекладины из остеобластов. В трабекулах просматривается картина типичной гистоструктуры. Костные пластинки выстраиваются параллельно друг другу в 6 - 8 слоев, формируя пластинчатое строение (рис.

36).

Рис. 36. 90-е сутки эксперимента. Образование трехмерной структуры трабекул грудной кости. Окраска по Маллори. Ок. 10, об. В лакунах матрикса просматриваются округлые остеобласты и дифференцированные остеоциты. Трабекулы покрыты надкостницей из молодых коллагеновых волокон с большим количеством фибробластоподобных остеопрогениторных клеток (рис. 37). В межтрабекулярном пространстве, костных ячейках, отчетливо визуализируется красный костный мозг. Строма его имеет типичный сетчатый вид, состоящий их тонких длинных ретикулярных волокон, в петлях которого просматриваются клеточные элементы эритроидного и миелоидного кроветворения, мегакариоциты, белые адипоциты (рис. 38).

Рис. 37. 90-е сутки эксперимента. Врастание трабекул костной ткани внутрь дефекта. Окраска по Маллори. Ок. 10, об. Рис. 38. 90-е сутки эксперимента. Архитектоника типичной структуры трабекулы грудной кости. Окраска альциановым синим. Ок. 10, об. Причем все клеточные элементы имеют островковое положение, типичное для красного костного мозга (рис. 39).

Рис. 39. 90-е сутки эксперимента. Гистоархитектоника красного костного мозга. Окраска гематоксилином и эозином. Ок. 10, об. Помимо клеточных элементов отмечается большое количество сосудов микроциркуляторного русла (рис. 40).

Рис. 40. 90-е сутки эксперимента. Сопровождение сосудов с новообразованными структурами красного костного мозга. Окраска гематоксилином и эозином. Ок. 10, об. Таким образом, при имплантации стоматологического остеопластического материала «Биальгин» патофизиологические изменения характеризуются активными процессами пролиферации соединительнотканных элементов с образованием большого массива грануляционной ткани различных этапов зрелости.

Сам материал обладает остеоиндуктивными свойствами, на что указывают процессы энхондрального окостенения некоторых осколков разрушенных трабекул, а также процессами резорбции хрящевой основы с формированием в резорбционных вакуолях микрососудистого русла, что в дальнейшем также может привести к образованию кости на месте хряща.

Отмечается низкая токсичность препарата. На это указывает появление единичных полиморфноклеточных лейкоцитов в тканях. Таким образом, реакции иммунного воспаления отсутствуют, это доказывает и отсутствие в кровеносном русле интенсивных патологических изменений. Единичные тромбы и плазморрагии указывают на оперативное вмешательство при взятии материала в данный сроки наблюдения.

Отмеченные единичные некротические процессы связаны со снижением адаптационных свойств на данном участке грудной кости, как ответ на проводимые оперативные манипуляции. Но наряду с этим, наблюдается частичное восстановление в поврежденных участках красного костного мозга полноценного гемопоэза. Образование гигантских многоядерных клеток активно фагоцитирующих тканевой детрит.

Все вышеперечисленное указывает на активизацию процессов репаративной регенерации в организме и восстановлению утраченных морфологических структур на 15-30 сутки, а также полноценного ангио- и остегенеза в костном дефекте к 60-90 суткам при имплантации стоматологического материала «Биальгин».

3.3. Заживление искусственно воспроизведенного дефекта костной ткани после пластики дефекта остеопластическим материалом «БиопластДент» (результаты экспериментального исследования во 2-ой основной группе) На 15 сутки эксперимента при имплантации стоматологического материала «Биопласт-Дент» на 15 сутки исследования трабекулярное строение грудной кости в основной массе не нарушено, трабекулы длинные, тонкие, образуют небольшие изгибы в виде арок. Отдельные трабекулы значительно утолщены. Матрикс имеет слоистое строение за счет параллельно организованных и минерализованных пучков коллагеновых волокон, между которыми расположены «миндалевидные» лакуны с остеоцитами. Отмечаются единичные зоны в матриксе с активной резорбцией костной ткани и одновременным образованием костных ячеек, в которые врастают сосуды микрососудистого кровеносного русла и ретикулярной стромы красного костного мозга (рис. 41). В костном мозге отмечается наличие большого количества белых адипоцитов.

Рис. 41. 15-е сутки эксперимента. Трабекулярное строение грудной кости овцы при имплантации стоматологического материала «Биопласт-Дент».

Окраска гематоксилином и эозином. Ок. 10, об. В местах непосредственной имплантации материала происходит образование молодой грануляционной ткани за счет пролиферации крупных неправильной формы с выростами и веретеновидно-отросчатых фибробластов с интенсивной синтетической активностью (рис. 42). Среди клеток соединительной ткани наблюдаются процессы начального этапа формирования кровеносных сосудов путем аутогенного ангиогенеза. В зонах формирования сосудов просматривается значительное количество эритроцитов, которые расположены небольшими группами или поодиночке.

Рис. 42. 15-е сутки эксперимента. Молодая грануляционная ткань с новообразованными сосудами. Окраска гематоксилином и эозином. Ок. 10, об. В молодой грануляционной ткани, среди волокон визуализируется материал в виде гомогенно-зернистой массы, рассыпанной на различной величины конгломераты, вокруг которых формируется соединительнотканная капсула.

Вокруг капсулы и среди ее волокон наблюдается наличие значительного количества многоядерных гигантских клеток расположенных небольшим группами и фагоцитирующие фрагменты материла «Биопласт-Дент» (рис. 43).

Рис. 43. 15-е сутки эксперимента. Образование многоядерных гигантских клеток. Окраска гематоксилином и эозином. Ок. 10, об. В трабекулах имплантационный материал просматривается в виде аморфной массы встроенной в матрикс кости. В трабекулах с материалом отмечаются картины инициативного сращения разрушенных обломков при помощи «сшивания» костного матрикса оссеиновыми волокнами (рис. 44). Места сшивания просматриваются как волокнистые субстанции кости, структурные компоненты которых берут начало из надкостницы трабекул.

Рис. 44. 15-е сутки эксперимента. Имплантационный материал в матриксе кости. Окраска по Ван-Гизон. Ок. 10, об. Материал, встроенный в трабекулы окружен тонкой оболочкой матрикса кости в виде лакун, имеющих слабоволокнистое послойное строение коллагеновых волокон. Вокруг расположены единичные остеобласты. Материал «Биопласт-Дент» в матриксе кости имеет вид конгломератов различной конфигурации с округлыми краями. При окрашивании гистологическими красителями он характеризуется метахромазией, особенно это хорошо просматривается в центральной его части, такт как материал при разных способах окраски прокрашивается основными красителями (рис. 45). По периферии в нем наблюдается врастание оссеиновых волокон и отложение оссеомукоида, что приводит к его окрашиванию цветами окружающего матрикса кости.

Рис. 45. 15-е сутки эксперимента. Метахромазия и отложение оссеомукоида в имплантированном материале «Биопласт-Дент». Окраска по ВанГизон. Ок. 10, об. Встречаются единичные места, в которых имплантированный материал начинает проникать в костный матрикс трабекул. Одновременно наблюдается врастание в него тонких пучков оссеиновых волокон (рис. 46).

Рис. 46. 15-е сутки эксперимента. Проникновение материала в матрикс кости с врастанием оссеиновых волокон. Окраска по Ван-Гизон. Ок. 10, об. Отмечается инициализация рыхлой волокнистой соединительной ткани к образованию капсулы на периферии конгломерата, поверх пучков оссеиновых волокон, а также проникновение единичных остеобластов из соединительной ткани в материал с образованием лакун.

На 30-е сутки эксперимента проникновение материала наблюдается не только в трабекулах, а также в осколки от трабекул, расположенных среди пучков грануляционной ткани. Встречаются процессы внедрения материала в костный обломок и выстраивание «болванки», вокруг которой начинает формироваться трехслойная оболочка, состоящая из веретеновидных фибробластов и остеопрогениторных клеток (рис. 47). Одновременно отмечается формирование остеокластов и их присоединение к имплантированному материалу. В остальных трабекулах наблюдаются процессы перестройки кости и сшивания обломков между собой. Перестраивание просматривается в виде неупорядоченного расположения и направления костных пластинок. В участках сшивания и матриксе кости различимы зоны деминерализации. Происходит образование из коллагеновых волокон рыхлых неоформленных пучков, организованных в разных направлениях (рис. 48).

Рис. 47. 30-е сутки эксперимента. Формирование костной ткани из "болванки" имплантированного материала. Окраска по Ван-Гизон. Ок. 10, об. Рис. 48. 30-е сутки эксперимента. Перестройка костной ткани путем прямого остеогенеза. Окраска по Маллори. Ок. 10, об. В костном матриксе, визуализируется увеличение и вакуолизация лакун с активным митотическим делением остеобластов. Остеобласты в местах сшивания матрикса образуют обширные островки состоящие из клеток и межклеточного вещества, что связано с процессами прямого остеогенеза.

Во вновь образованных трабекулах имеются костные ячейки с процессами разрастания красного костного мозга и образованием эндоста.

В трабекулах просматриваются зоны сшивания кости, в которые врастают волокна ретикулярной ткани, раздвигающие и округляющие пучки коллагеновых волокон, образуя тем самым будущую костную ячейку. По периферии костных трабекул имеется большое количество соединительнотканных элементов с примесью фибробластоподобных остеобластов и остеокластов, дающих начало костной манжетке (рис. 49). Заканчивает картину образования костной ткани, формирование толстой костной манжетки из ретикулофиброзной костной ткани включающей в себя большое количество фибробластов, остеопрогениторных клеток, звездчатых остеобластов и толстых грубых пучков коллагеновых волокон ориентированных в разных направлениях.

Рис. 49. 30-е сутки эксперимента. Формирование костной манжетки и костной ячейки трабекул. Окраска гематоксилином и эозином. Ок. 10, об. От манжетки соединительнотканные волокна частично проникают в костный матрикс трабекул, формируя шарпеевские (прободающие) волокна, дающие начало образованию надкостницы.

Рис. 50. 30-е сутки эксперимента. Формирование надкостницы трабекул.

Окраска гематоксилином и эозином. Ок. 10, об. Помимо вышеописанных изменений к данному сроку наблюдения встречаются единичные участки, в которых различимы некротизированные обломки трабекул, представляющие собой оксифильные гомогенные фигуры разнообразной конфигурации и размеров, расположенные среди волокон грубой волокнистой соединительной ткани, организованной параллельно в одном направлении (рис. 51).

Рис. 51. 30-е сутки эксперимента. Обломок некротизированной трабекулы. Окраска гематоксилином и эозином. Ок. 10, об. Вокруг данных участков наблюдается большое количество расширенных сосудов микроциркуляторного русла с явлением усиленного диапедеза эритроцитов и геморрагическим пропитыванием окружающей соединительной ткани.

Таким образом, при имплантации в костную рану стоматологического остеопластического материала «Биопласт-Дент» на 15-е сутки исследования наблюдаются активные пролиферативно-репаративные реакции, характеризующиеся образованием молодой грануляционной ткани и восстановления поврежденного красного костного мозга в области оперативного вмешательства при образовании дефекта.

К 30-м суткам эксперимента ярко выраженные изменения наблюдаются в трабекулах кости. Под влиянием остеоиндуктивных и остеокондуктивных свойств материала происходит пролиферация клеток фибробластического ряда с выраженной биосинтетической функцией, что приводит к постепенной резорбции матрицы материала и формирования новообразованной костной ткани на поверхности материала. По-нашему мнению, данные процессы происходят вследствие растворения синтетических ионов кальция и фосфора с последующей репреципетацией и отложением биологических ионов, что приводит к замещению в дальнейшем резорбирующегося материала «Биопласт-Дент» новообразованной костью, т.е. наблюдается «ползущий репаративный остеогенез».

Также наблюдаются процессы, индуцированные самим материалом, такие, как соединение концов обломков трабекул слабоминерализованным костноостеоидным сращением и процессом перестройки костной ткани, что повидимому, связано с выделением в материал факторов роста, стимулирующих клеточную активность.

На 60 сутки исследования при имплантации материала «Биопласт-Дент»

мембрана имеет вид ленты состоящей из девяти слоев округлых (трубкообразных) образований плотно контактирующих друг с другом (рис. 52). Округлые образования материала при детальном рассмотрении построены из стопок слоистых полых дисков расположенных вертикально и прижатых плотно друг к другу. Материал при окрашивании проявляет способность к метахромазии и окрашивается основными красителями в базофильно-аспидный цвет.

Рис. 52. 60-е сутки эксперимента. Микроструктура материала «Биопласт-Дент». Окраска гематоксилином и эозином. Ок. 10, об. Наблюдается прорастание первых шести слоев мембраны соединительной тканью, состоящей преимущественно из большого количества «плетённых»

пучков коллагеновых волокон организованных в одном направлении. Одновременно при врастании соединительной ткани в мембрану, происходит разрушение дисковых связей (рис. 53).

В первом слое, коллагеновые пучки частично врастают в поры диска, распадаются на тонкие нежные волокна с развитым аморфным веществом и фибробластами. Остальная часть волокон лежит на поверхности дисков. Во втором слое, коллагеновые волокна соединяются между собой и начинают разбивать диски на части, замещая волокнами освободившиеся пространства, формируя соединительнотканные островки. Начиная с третьего диска в соединительной ткани происходит частичный фиброз коллагеновых волокон. Дисковое и слоистое строение мембраны просматривается в единичных зонах. В пятом и шестом слоях отмечаются обширные зоны, состоящие только из фиброзной соединительной ткани.

Рис. 53. 60-е сутки эксперимента. Прорастание мембраны соединительнотканными волокнами. Окраска по Маллори. Ок. 10, об. В местах контакта мембраны с красным костным мозгом строма из трехмерного сетчатого строения перестраивается в рыхлую соединительную ткань представленной в основном коллагеновыми пучками волокон организованными в разных направлениях с большим количеством фибробластов (ткань по строению приобретает вид веретеноклеточной соединительной ткани) (рис. 54).

Рис. 54. 60-е сутки эксперимента. Веретеноклеточная соединительная ткань с инфильтрацией полиморфноклеточными лейкоцитами. Окраска гематоксилином и эозином. Ок. 10, об. В толще соединительной ткани повсеместно визуализируются полиморфноклеточные лейкоциты (лимфоциты, плазмоциты и моноциты). Отмечаются единичные зоны, в которых просматриваются ретикулярные волокна, в петлях которых лежат клетки миелоидного кроветворения (рис. 55).

Рис. 55. 60-е сутки эксперимента. Дифференцировка эпителиоидных и гигантских многоядерных клеток. Окраска гематоксилином и эозином. Ок. 10, об. Повсеместно с полиморфноклеточными лейкоцитами между пучками соединительной ткани вокруг сосудов микроциркуляторного русла - прекапиллярных артериол, имеются зоны, в которых группами расположены гигантские многоядерные клетки в количестве от 3 до 5.

Рядом с данными клетками просматриваются многочисленные эпителиоидные клетки. Некоторые из них находятся на стадии адгезии плазмолемм, и слияния их цитоплазм, формируя новый пул гигантские многоядерных клеток.

В кровеносном русле отмечается нарушение реологических свойств крови, характеризующееся застойной гиперемией с резким расширением стенки сосудов и диапедезом эритроцитов. В венах наблюдаются многочисленные обтурационные тромбы смешанного вида (рис. 56). В единичных тромбах визуализируются процессы канализации тромботических масс. В артериях просматриваются картины бородавчатого эндоваскулита в виде зернистых отложений на интиме сосуда нитей фибрина и распавшихся эндотелиоцитов.

Рис. 56. 60-е сутки эксперимента. Многочисленный тромбоз кровеносных сосудов. Окраска гематоксилином и эозином. Ок. 10, об. В местах, где наблюдаются многочисленные картины тромбозов сосудов, соединительная ткань подвергается дезорганизации. Волокна распадаются, клетки вакуолизируются. Она становится гомогенной, за счет ее инфильтрации транссудатом плазмы крови с образованием застойного отека (рис. 57). Одновременно просматривается заселение данных участков стромы большим количеством белых адипоцитов, которые лежат по отдельности друг от друга или образуют вакуоли при слиянии от 3до 5 клеток.

Рис. 57. 60-е сутки эксперимента. Дезорганизация с застойным отеком стромы органа. Окраска гематоксилином и эозином. Ок. 10, об. В крупных сосудах также наблюдаются картины бородавчатого эндоваскулита, характеризующееся образованием на интиме частокола из слущенных распавшихся эндотелиоцитов с примесью нитей фибрина и плазменных белков (рис. 58).

Рис. 58. 60-е сутки эксперимента. Бородавчатый эндоваскулит артерии.

Окраска гематоксилином и эозином. Ок. 10, об. На 90-е сутки эксперимента в медии отмечается частичная гипертрофия межмышечных соединительнотканных клеток с образованием в данных местах небольших овально-веретиновидных «окошек». Адвентиция сосудов мощная и состоит из грубых ориентированных в одном направлении пучков коллагеновых волокон, которые подвергаются фиброзу.

В хрящевой основе в местах расположения мембраны соединение хряща и костных трабекул осуществляется посредством ретикулофиброзной костной ткани, которая характеризуется неоформленными ориентированными в различных направлениях грубыми пучками коллагеновых волокон (рис. 59). На участках где отсутствует мембрана, хрящевая основа соединяется с трабекулами кости без изменений.

Рис. 59. 90-е сутки эксперимента. Ретикулофиброзная костная ткань в зонах сочленения хрящевой основы и костных трабекул. Окраска гематоксилином и эозином. Ок. 10, об. При исследовании хрящевой основы наблюдаются участки с активным врастанием микроциркуляторного кровеносного русла. Участки имеют разные размеры и конфигурацию. В них наблюдаются процессы характерные для энхондрального остеогенеза, которые происходят по периферии.

Вокруг зон с кровеносными сосудами хондроциты подвергаются гипертрофии с дегенеративными изменениями и резорбцией. В матриксе отмечаются картины омеления. В центральных частях участков свободных от матрикса хряща образуются костные ячейки, в которых отчетливо просматривается выстраивание стромы красного костного мозга в виде сетчатой структуры ретикулярной ткани совместно с расположенными в ней клетками гемопоэза (рис. 60).

В косном мозге отмечается большое количество поздних эозинофильных миелоцитов с резко выраженной грануляцией цитоплазмы.

Рис. 60. 90-е сутки эксперимента. Процесс энхондрального окостенения в хрящевой основе грудной кости. Окраска гематоксилином и эозином. Ок. 10, об. В местах сочленения костных трабекул и хряща наблюдается деструкция, резорбция и лизис матрикса костей, процессы которых при детальном изучении начинаются с центральных частей трабекул (рис. 61). Это приводит к образованию осколков трабекул расположенных независимо друг от друга в свободном пространстве. Они имеют различную конфигурацию. Между ними расположен красный косный мозг, который повсеместно сохраняет свое анатомотопографическое расположение. Между костным мозгом и осколками трабекул просматриваются пустоты, в которых раньше располагались балки и арки трабекул.

Рис. 61. 90-е сутки эксперимента. Деструкция, резорбция и лизис матрикса костей. Окраска гематоксилином и эозином. Ок. 10, об. Красный костный мозг на 90 сутки исследования хорошо выражен. Просматривается строма в виде трехмерной сети из ретикулярных волокон и ретикулоцитов, а также кроветворные тяжи и микрососудистое русло. В петлях ретикулярной стромы находятся кроветворные клетки, макрофаги и мегакариоциты (рис. 62). Отмечается, что наряду с идущим гемопоэзом, продолжают образовываться островки гемопоэтических клеток, с одновременным формированием микрососудистого русла.

Рис. 62. 90-е сутки эксперимента. Красный костный мозг с активными островками гемопоэза. Окраска гематоксилином и эозином. Ок. 10, об. Таким образом, на 30-60 сутки исследования со стороны организма отмечается развитие острого иммунного воспаления (реакции гиперчувствительности немедленного типа), характеризующееся альтеративно-дегенеративными и сосудисто-экссудативными реакциями с одновременным репаративным процессом. Альтеративные процессы касаются стенки сосудов. Они представлены картинами бородавчатого эндоваскулита. Сосудисто-экссудативные реакции проявляются процессами тотального тромбоза сосудов с ярко выраженным плазматическим пропитыванием стромы.

Но наряду с вышеописанными процессами в сроки 90 суток наблюдаются пролиферативно-репаративные реакции. Они характеризуются появлением полиморфоноклеточного инфильтрата, что отражает элиминацию иммунных процессов и начало репаративных. Происходит разрастание соединительной ткани и срастание имплантируемой мембраны с морфологическими структурами грудной кости. В хрящевой основе отмечаются явления энхондрального остеогенеза и развитие ретикулофиброзной ткани. Отмечается активный ангиогенез с одновременным восстановлением красного костного мозга и процессом полноценного гемопоэза.

Таким образом, остеопластический материал «Биопласт-Дент» обладает остеокондуктивными свойствами, является активатором и регулятором физиологической регенерации тканей. Вызывает ремоделирование кости и активный ангиогенез в хряще.

Однако, поскольку в сроки 30-60 суток он вызывает развитие острого иммунного воспаления, можно предполагать возможность развития побочного аллергического (токсического) действия.

3.4. Заживление искусственно воспроизведенного дефекта костной ткани после пластики дефекта остеопластическим материалом «Биоситалл» (результаты экспериментального исследования в 3-ей основной группе) На 15 сутки эксперимента имплантационный материал «Биоситалл» просматривается в виде крупных оксифильных овально-прямоугольной формы кристаллов разделенных между собой прослойками рыхлой, местами плотной склеротизированной соединительной ткани неоформленного типа организованной в различных направлениях (рис. 63). Кристаллы расположены очень близко друг к другу в количестве от 5 до 7 штук. Построены кристаллы из палочкообразных гранул расположенных параллельно и радиально по отношению друг к другу.

Рис. 63. 15-е сутки эксперимента. Кристаллы имплантированного материала «Биоситалл». Окраска гематоксилином и эозином. Ок. 10, об. При детальном исследовании отмечается проникновение клеток из соединительной ткани - фиброцитов, моноцитов и единичных плазмоцитов в материал между палочкообразными гранулами.

Вокруг материала отмечается обильная васкуляризация в основном за счет крупных вен и лимфатических сосудов. В венах преобладают процессы застойной гиперемии с активным диапедезом эритроцитов в окружающие ткани и участками обширных кровоизлияний (рис. 64). В зоне непосредственного соприкосновения имплантационного материала «Биоситалл» с хрящевой основой суставных реберных ямок наблюдаются необратимые последствия последнего.

Рис. 64. 15-е сутки эксперимента. Застойная гиперемия в сосудах с диапедезом эритроцитов. Окраска по Маллори. Ок. 10, об. Осколки от хряща в виде единичных островков оксифильных гиалиновых тел расположены среди кристаллов стоматологического материала (рис. 65).

Рис. 65. 15-е сутки эксперимента. Осколки гиалиновых тел матрикса хрящевой основы. Окраска гематоксилином и эозином. Ок. 10, об. Вокруг гиалиновых тел расположено большое количество соединительнотканных клеток фибробластического ряда с примесью единичных моноцитов крови, некоторые из которых, тесно связаны с матриксом гиалина, вследствие чего он подвержен деструкции и резорбции.