Способ направленной регенерации костной ткани

Изобретение относится к медицине, а именно к стоматологии, и может быть использовано в костно-пластической хирургии дефектов костной ткани челюстей при дентальной имплантации, а также в реконструктивной хирургии пародонта.

Наиболее частой причиной образования дефектов кости в области альвеолярных отростков челюстей являются одонтогенные воспалительные процессы, травматичное удаление зубов, а также воспалительные и дистрофические процессы в пародонте.

Дефекты костной ткани могут возникать после стоматологических оперативных вмешательств и их осложнений, в том числе имплантации, а также вследствие дезинтеграции функционировавших некоторое время дентальных имплантатов (8).

Регенерация костной ткани при ее патологической деструкции остается актуальной проблемой современной медицины, задачей которой является создание оптимальных условий для повышения восстановительного потенциала очага поражения (4).

Оптимизация процессов репаративной регенерации костной ткани в челюстно-лицевой области является одной из важнейших проблем. Вопрос о поиске материалов, способствующих созданию наиболее оптимальных условий для формирования костной ткани после оперативных вмешательств в области челюсти, остается актуальным.

За последние двадцать пять лет для реконструкции дефектов альвеолярного гребня предложены различные материалы и методы, в том числе: пересадка аутогенных, аллогенных, аллопластических, ксеногенных костных материалов (3).

Кроме того, для направленной регенерации костной ткани используют резорбируемые и нерезорбируемые мембраны, выполняющие функцию барьера между мягкими тканями и костью, блокирующего миграцию эпителия в область регенерации кости и организации формы остеопластического материала (7).

Особенности хирургических вмешательств в полости рта, высокая вероятность инфицирования раны, элиминация имплантированного материала, сложная конфигурация дефекта, большое разнообразие клинических вариантов оказывают огромное влияние на процесс остеорегенерации и не всегда позволяют достичь планируемого результата восстановления утраченных костных структур и полноценного функционирования челюстных костей (6).

Большинство материалов не обладает прогнозируемым и достаточно выраженным остеопластическим свойством. При наличии хронического воспалительного процесса в области оперативного вмешательства использование остеопластических материалов часто приводит к образованию мягкотканного регенерата. Также в различных исходных условиях биоматериалы не имеют точно прогнозируемого срока резорбции, что осложняет проведение дальнейшего лечения (5).

Известен способ направленной регенерации костной ткани при операции цистэктомии с использованием остеопластического материала, содержащего 2% аскорбат хитозана молекулярной массы 100-700 кДа и степени деацетилирования 95-98%, включающего в расчете на 1 г сухого аскорбата хитозана 5-100 мг хондроитинсерной кислоты, 10-100 мг гиалуроновой кислоты, 2,5-5 мг гепарина, 11-220 мкг сывороточного фактора роста крупного рогатого скота, 4% альгинат натрия в соотношении хитозан : альгинат натрия 1:1. Однако недостатком данного способа является недостаточная барьерная функция материалов, которая препятствовала бы прорастанию эпителия слизистой оболочки в область костного дефекта (2).

Известен способ направленной регенерации костной ткани при лечении заболеваний пародонта с использованием остеопластического материала и ксеноперикардиальной мембраны «Кардиоплант». Обрабатывают края альвеолярного отростка. Накладывают остеопластический материал. В качестве барьера между лоскутом и обработанной поверхностью корня накладывают ксеноперикардиальную пластину «Кардиоплант». Недостатком данного способа является воспалительный ответ окружающих тканей на биорезорбцию материала. Слабая каркасная функция ксеноперикардиальной мембраны (1 - прототип).

Достигаемым при осуществлении разработанного способа техническим результатом является:

- использование разработанного комплекса биоматериалов, уложенного определенным способом, обеспечивает полноценную регенерацию костной ткани по интрамембранному типу оссификации с упорядоченным расположением новообразованных костных балок.

Данный результат обусловлен следующим:

- оптимизацией процессов регенерации костной ткани в зоне ее атрофии или патологической деструкции, которая достигается применением хитозановой мембраны (200 кДа), позволяет быстро ограничить цитотоксичный эффект острой фазы воспалительной реакции за счет супрессии продукции провоспалительного цитокина ФНОα и индуцировать реваскуляризацию поврежденных тканей в первые сутки после хирургического вмешательства благодаря ранней инициации ангиогенеза, обусловленной способностью хитозана (200 кДа) стимулировать фибробласты и клетки эпителия к синтезу фактора VEGF в высоких концентрациях.

- интрамембранный тип оссификации происходит минуя образование хрящевого компонента ткани в области костного дефекта за счет действия хитозана (200 кДа), который стимулирует выработку ангиогенных факторов, улучшает микроциркуляцию на границе кость-имплантат, благодаря чему увеличивается парциальное давление кислорода в тканях. Гистоморфологически доказано, что в результате происходит образование ангиогенных костных структур, восстановление сосудистой сети формирующегося костного регенерата, а также минерализация его белковой основы.

- упорядоченное расположение новообразованных костных балок происходит благодаря нормализации процессов микроциркуляции в области костного дефекта за счет свойств хитозановой мембраны.

Таким образом, хитозановая мембрана (200 кДа) оказывает выраженное противовоспалительное действие, предотвращая развитие сильного коллатерального отека тканей; стимулирует выработку ангиогенных факторов, улучшает микроциркуляцию и прорастание остеопластического материала («bioOST XENOGRAFT Collagen») новообразованными кровеносными сосудами. Стимулирует хемотаксис фибробластов, которые адгезируются на волокна хитозана и имеют упорядоченное расположение. За счет опосредованного увеличения парциального давления кислорода в тканях, образование костной ткани происходит минуя хрящевую стадию. Кортикальная пластина «bioOST CORTICAL Lamina» создает прочный каркас, фиксируя кровяной сгусток и предотвращая смещение материала, что крайне важно на начальных этапах регенерации.

Нами предложено для осуществления направленной регенерации костной ткани использовать сэндвич-технику с применением хитозановой мембраны 200 кДа, обладающей выраженными противовоспалительным, антибактериальным, ангиогенным, остеогенным, гемостатическим, антиоксидантным свойствами; кортикальной пластины «bioOST CORTICAL Lamina», обладающей повышенной прочностью и длительными сроками резорбции.

Мембрана из хитозана (200 кДа) рассасывается в течение двух с половиной или трех недель, импрегнируя при этом в костный матрикс, что приводит к ускорению процесса репаративного остеогенеза. Также хитозан частично диффундирует к мягким тканям, что способствует ранней васкуляризации и формированию соединительной ткани и вследствие этого уменьшению сроков заживления раны. Хитозан способен стимулировать остеогенез, что обуславливает возможность применения мембраны из хитозана с любым остеопластическим материалом.

Кортикальная пластина «bioOST CORTICAL Lamina» обладает повышенной прочностью и длительным сроком резорбции, что позволяет использовать ее в зоне, где требуется сохранение твердости при первоначально высоких механических требованиях, и создавать пространство для остеопластического материала и депонирования препарата хитозана. Пластина «bioOST CORTICAL Lamina» обладает высокой биосовместимостью, при гидратации выраженной гибкостью и пластичностью - может изменять форму и легко моделируется.

Способ осуществляется следующим образом.

Под местной анестезией выполняется полнослойный разрез по вершине альвеолярного гребня и зубодесневой борозде. Проводится отслаивание слизисто-надкостничного лоскута, скелетируется костная ткань. В зоне костного дефекта последовательно размещают сначала остеопластический материал «bioOST XENOGRAFT Collagen», смоченный физиологическим раствором, в объеме на 1/3 больше размера дефекта. Далее поверх остеопластического материала устанавливается мембрана из хитозана (200 кДа) таким образом, чтобы мембрана перекрывала его до контакта с костью.

Затем со стороны костного дефекта или дефектов вертикально устанавливают кортикальную пластину «bioOST CORTICAL Lamina» и фиксируют ее с помощью костных титановых пинов к костной ткани.

Операционная рана ушивается П-образными и простыми узловыми швами.

Клинический пример

Пациент Б., 38 лет обратился в клинику с жалобой на отсутствие трех зубов на нижней челюсти, дискомфорт при жевании.

Объективно: односторонний концевой дефект нижней челюсти справа (отсутствуют 45, 46, 47 зубы), выраженная атрофия альвеолярного гребня, толщина альвеолярного гребня составляет 3 мм, высота альвеолярного отростка составляет 9 мм, расстояние от края альвеолярного гребня до нижнечелюстного канала 7 мм, слизистая оболочка полости рта бедно-розового цвета, умеренно увлажнена, без патологических изменений. Сопутствующих соматических и стоматологических заболеваний нет. По клиническим и рентгенологическим данным условия для полноценной дентальной имплантации отсутствуют.

Диагноз: вторичная частичная адентия нижней челюсти справа. Выраженная атрофия альвеолярного гребня.

Операция: направленная регенерация костной ткани на нижней челюсти (горизонтальная, вертикальная, латеральная аугментация) справа.

Протокол операции: под местной инфильтрационной и торусальной анестезией Sol. «Ultracaini DS forte 4% - 1,7 ml» выполнен полнослойный разрез по вершине альвеолярного гребня и зубодесневой борозде в области 45, 46, 47 зубов. Проведено отделение слизисто-надкостничного лоскута, скелетирована костная ткань. Размещен остеопластический материал «bioOST XENOGRAFT Collagen 0,25-1,0 мм», смоченный физиологическим раствором, использовано 5 см³, поверх материала наложена хитозановая мембрана (200 кДа), далее зафиксирована к костной ткани кортикальная пластина «bioOST CORTICAL Lamina 25×25×0,2 mm» с помощью костных титановых пинов. Операционная рана ушита П-образными и простыми узловыми швами материалом «Капроаг 4-0». Гемостаз полный, рентгенологически результат удовлетворительный, даны рекомендации. Послеоперационный период без осложнений, отсутствие послеоперационных болей, швы сняты на 7-е сутки. Контрольные рентгенографические снимки сделаны через месяц, через три месяца и через шесть месяцев.

Один месяц после операции - на месте костнопластического материала видна однородная тень альвеолярного отростка. Появились первые признаки наличия тени костного регенерата, распространяющегося от края к центру по периметру дефекта.

Три месяца после операции - на рентгенограмме на месте костнопластического материала видна однородная тень альвеолярного отростка, по структуре не отличающаяся от собственной кости. Уменьшение костного дефекта в диаметре в 2 раза, новообразование костной ткани по краям, с первыми признаками остеогенеза, схожего с периостальным. Ширина альвеолярного гребня составила 8 мм, высота от края альвеолярного гребня до нижнечелюстного канала 11 мм, проведена операция по установке трех дентальных имплантатов, первичная стабильность всех трех дентальных имплантатов составила 35 Н/см.

Шесть месяцев после операции - на рентгенограмме на месте костнопластического материала видна однородная тень альвеолярного отростка, характер и структура костного рисунка практически идентична нативной кости, костные балки имеют упорядоченное расположение. Отмечалось исчезновение признаков активности деструктивных процессов, восстановление архитектоники кости, непрерывности и плотности ее строения. Кортикальная пластина замкнута. Ширина альвеолярного гребня составила 8 мм, высота от края альвеолярного гребня до нижнечелюстного канала 11 мм. Дентальные имплантаты интегрированы в окружающую костную ткань, стабильны. Несъемное протезирование на дентальных имплантатах.

Источники информации

1. Капралова Г.А., Иванов П.В., Зюлькина Л.А., Булкина Н.В. Способ лечения заболеваний пародонта с использованием пластины ксеноперикардиальной «Кардиоплант» // Патент РФ № 2527674. Заявл. 18.06.2013; Опубл. 10.09.2014, Бюл. № 25. - С 1.

2. Левенец А.А., Большаков И.Н., Чучунов А.А., Барахтенко Н.Н. Способ восстановления костной ткани челюстей после цистэктомии // Патент РФ №2311181 МПК7 A61K 31/722, 31/726, 31/727, 31/728, 38/30, А61Р 1/02. БИПМ от 27.11.2007.

3. Кури Ф. Регенеративные методы в имплантологии / Ф. Кури, Т. Ханзер, Ч. Кури и соавт. - М.: Азбука, 2013. - 514 с.

4. Лекишвили, М.В. Биологические имплантаты в реконструктивной хирургии / М.В. Лекишвили, М.Г. Васильев, В.В. Зайцев // Труды Астраханской государственной медицинской академии. - 2009. - Т. 38. - С. 61-62.

5. Панкратов, А.С. Костная пластика в стоматологии и челюстно-лицевой хирургии. Остеопластические материалы: Руководство для врачей / Под ред. А.С. Панкратова. - М.: Издательство БИНОМ, 2011. - 272 с., ил.

6. Чупахин П.В. Использование нерезорбируемых мембран для направленной регенерации тканей пародонта: Дисс. канд. мед. наук. - М., 1984. - С. 98.

7. Bottino, М.С. Membranes for Periodontal Regeneration / M.C. Bottino, V. Thomas // Front Oral Biol. - 2015. - №17. - P. 90-100.

8. Zitzmann, N. Alveolar ridge augmentation with Bio-Oss: a histological study in humans / N. Zitzmann // Int. J. Periodontics Restorative Dent. - 2001. - Vol. 21 (3). - P. 288-295.