Результат интеллектуальной деятельности: Биокомплекс для стимуляции регенерации и ремоделирования тканей

Изобретение относится к области медицины, в частности к стоматологии, и может быть использовано для стимуляции регенерации при введении биокомплекса в мягкие ткани полости рта.

Актуальным направлением развития стоматологии является создание методов и средств интенсификации обменных процессов в тканях пародонта, что способствует сокращению продолжительности лечения и сроков реабилитации пациентов. Для активизации метаболических процессов в тканях пародонта использовались физические и фармакологические факторы воздействия. В эксперименте для ускорения обменных процессы в тканях пародонта были успешно применены активная форма витамина D3, остеокальцин, простагландин, нейропептиды, лейкотриены, продуценты оксида азота. Вместе с тем клиническое применение указанных препаратов затруднено ввиду отсутствия оптимальных дозировок и наличия выраженных побочных эффектов.

Хронические воспалительные процессы в полости рта зачастую приводят к возникновению дефектов, стимуляция регенерации которых затруднительна, ввиду необходимости проведения обширных хирургических вмешательств, что, в свою, очередь, сопряжено со значительной травмой в полости рта.

Оптимизация процессов регенерации тканей в полости рта после осложнений хронических воспалительных заболеваний имеет ключевое значение, и актуальным остается поиск новых материалов, способствующих созданию наиболее оптимальных условий для формирования тканей, идентичных по своей морфологической структуре тканям полости рта.

Актуальным является поиск методов малоинвазивной, эффективной терапии для стимуляции регенерации тканей после проведения хирургических вмешательств, для восстановления тканей при хронических воспалительных заболеваниях пародонта, а также для проведения терапии, направленной на ускорение процессов ремоделирования тканей пародонта при реабилитации пациентов в стоматологии. Ремоделирование тканей напрямую сопряжено с формированием в зоне дефекта или деструкции морфологически идентичных полноценных тканей - губчатой кости, кортикальной пластинки, надкостницы, подслизистого слоя и непосредственно слизистой ткани без замещения грубой рубцовой тканью. Таким методом на сегодняшний день является инъекционный метод с использованием плазмы, полученной из собственной крови пациента, тромбоцитарной аутологичной плазмы (ТАП), являющейся высокоактивным биологическим стимулятором процессов регенерации за счет содержащихся в альфа гранулах тромбоцитов различных факторов роста, действующих на все структурные единицы окружающих тканей и стимулирующих процессы регенерации.

Одной из причин замедления регенерации тканей является воздействие супероксидных радикалов и ферментов, разрушающих ее структурные компоненты. В качестве средства, предотвращающего воздействие таких негативных факторов, перспективным является использование нанокристаллического диоксида церия.

Нанокристаллический диоксид церия - неорганический антиоксидант, который способен выполнять функцию некоторых оксидоредуктаз: каталазы, супероксиддисмутазы и оксидазы.

В последние годы большой интерес у клиницистов вызывает использование в хирургической стоматологии, пародонтологии и имплантации PRP-плазмы (плазмы крови, обогащенной тромбоцитами), к тому же, содержащиеся в PRP факторы роста и цитокины обладают выраженными репаративными свойствами. Так результаты, полученные хирургами-стоматологами, пародонтологами и челюстно-лицевыми хирургами с использованием таких препаратов демонстрируют выраженный клинический эффект при восстановлении мягких и твердых тканей пародонта. Применение тромбоцитарной аутоплазмы минимизирует риск таких побочных эффектов как отеки, боли, инфицирование швов.

Причиной применения аутологичной плазмы с богатым содержанием тромбоцитов стало открытие того факта, что тромбоциты содержат белковые факторы (PRP-factors), инициализирующие клеточный регенеративный процесс.

В результате проведенного патентно-информационного поиска были отобраны для последующего анализа следующие источники.

Известен материал для восстановления костных структур (РФ №2399387), который содержит обогащенную тромбоцитами аутоплазму пациента, порошок никелида титана с размерами частиц до 100 нм, коллоидное 2,5% наноструктурированное серебро с размерами частиц до 20 нм. Способ получения известного материала заключается в том, что кровь пациента центрифугируют, отделяют плазму от сгустка крови, выделенный сгусток гомогенизируют, добавляют к нему коллоидное наноструктурированное серебро, порошок никелида и полученную после центрифугирования плазму, затем компоненты смешивают с помощью ультразвука и получают однородную композицию зеленого цвета с перламутровым переливом, которую используют в течение 1-2 часов. Изобретение обеспечивает восстановление костной и соединительной ткани.

Известен способ лечения периодонтита (РФ №2651768), включающий инструментальную обработку корневого канала зуба, медикаментозную обработку корневого канала зуба 3% раствором гипохлорида натрия и препаратом на основе этилендиаминтетрауксусной кислоты без расширения апикального отверстия, введение в корневой канал препарата на основе гидроокиси кальция сроком на 10-14 дней, введение в корневой канал зуба после его повторной обработки заапикально аутоплазмы крови пациента, обогащенной тромбоцитами при помощи эндодонтической иглы без бокового среза в количестве от 0,1 мл до 2 мл в зависимости от размера очага периапикальной деструкции, закрытие канала временной пломбой на сутки и последующее обтурирование корневого канала.

Известен способ лечения деструктивных форм хронического генерализованного пародонтита (РФ №2344772), включающий проведение лоскутной хирургической операции с заполнением полости дефекта смесью из богатой тромбоцитами аутоплазмы и аллогенного материала для регенеративной хирургии «Аллоплант», при этом аутоплазму получают из венозной крови пациента непосредственно перед операцией путем центрифугирования, причем кровь центрифугируют до получения трех фракций аутоплазмы: верхней, средней и нижней, после чего выделяют среднюю фракцию и смешивают ее до получения гелеобразной массы с аллогенным трансплантатом «Аллоплант», отличающийся тем, что в смесь дополнительно вводят остеопластический материал ксенотрансплантат «Остеопласт», при соотношении масс между «Аллоплантом» и «Остеопластом» 1:1, при этом предварительно в выделенную среднюю фракцию аутоплазмы добавляют от двух до трех капель десятипроцентного раствора хлорида кальция, кроме того, после отслаивания слизисто-надкостничных лоскутов на глубину пародонтальных карманов, удаления грануляционной ткани и поддесневых зубных отложений, медикаментозной обработки костных карманов, шлифовки и полировки поверхностей корней зубов на цемент корней зубов в виде аппликации наносят 3%-ную тетрациклиновую мазь на 7-10 мин, после чего после повторной медикаментозной обработки заполняют полости дефекта приготовленной смесью, кроме того, из оставшейся средней фракции аутоплазмы моделируют в виде мембраны защитную пленку по ширине межзубного промежутка, которую после заполнения полости дефекта приготовленной смесью укладывают в межзубный промежуток таким образом, что она проходит с оральной стороны десны на вестибулярную и покрывает заполненные трансплантатом костные дефекты, после чего лоскуты возвращают на прежнее место и ушивают над мембраной в межзубных промежутках.

Известна композиция для стимуляции регенерации костной ткани челюстей (РФ №2653480), содержащая гидроксид кальция, сульфат бария в изотоническом растворе, отличающаяся тем, что композиция дополнительно содержит нанокристаллический диоксид церия. Соотношение компонентов в композиции составляет 40-42 мас. % гидроксида кальция; не менее 8 мас. % сульфата бария; 0,3-2 мас. % нанокристаллического диоксида церия; остальное до 100 мас. % -изотонический раствор. Вместо твердого трансплантата использовали пастообразный композиционный остеопластический материал. Недостатком предложенной композиции является отсутствие в ее составе биологически активных веществ, существенно ускоряющих процесс регенерации.

Общими недостатками перечисленных выше материалов являются длительность лечения, композиционные материалы устойчивы к резорбции, содержат соединения неясного состава и биологического воздействия, материалы не обеспечивают стабильности физико-химических условий в области раны, что делает возможным резкие изменения скорости и направления течения процессов резорбции и регенерации, - не обеспечивают выраженного остеогенетического эффекта на ранних стадиях регенерации костной ткани.

Кроме этого, все представленные выше методы направлены на стимуляцию регенерации либо костной ткани, либо мягких тканей, т.е. не обладают много направленностью воздействия на все структуры полости рта, а также не обладают возможностью стимуляции направленной регнерации, которая способствует формированию морфологически идентичных тканей без формирования грубой рубцовой ткани.

В качестве прототипа выбран биокомплекс для стимуляции восстановления микроархитектоники костной ткани челюстно-лицевой области (РФ №2726821), содержащий обогащенную тромбоцитами аутоплазму пациента, наноструктурированный биостимулятор, наполнитель, отличающийся тем, что в качестве наноструктурированного биостимулятора используют нанокристаллический диоксид церия, дополнительно биокомплекс содержит активатор Ренампластин.

Технической задачей изобретения является сокращения сроков восстановления целостности всех структур за счет стимуляции и оптимизации ремоделирования тканей, получения жидкой плазмы, обогащенной нанодисперсным диоксидом церия, которую можно использовать для инъекционного введения при пародонтитах и других деструктивных процессах в полости рта, получение выраженного клинического эффекта при восстановлении мягких и твердых тканей пародонта.

Техническим результатом предлагаемого технического решения является создание биокомплекса для стимуляции регенерации тканей полсти рта на основе PRP и нанодисперсного диоксида церия с направленным стимулирующим действием на регенерацию тканей пародонта с сохранением морфологически идентичных тканей.

Технический результат достигается за счет использования биокомплекса для стимуляции ремоделирования тканей пародонта, содержащего обогащенную тромбоцитами PRP аутоплазму пациента, суспензию нанодисперсного диоксида церия в физиологическом растворе в концентрации 10^-5 М, при соотношении 2:1 и проведения экспериментальных исследований, доказывающих влияние нового биокомплекса при его введении в ткани на сокращение сроков восстановления целостности всех структур тканей пародонта.

Предлагаемое техническое решение иллюстрируется следующим примером.

Пример 1 (см. таблицу 1)

Проводится забор 9 мл собственной венозной крови у пациента по стандартной технологии в пробирку с наполнителем цитратом натрия (Цитрат натрия блокирует кальций крови и тем самым блокирует коагуляцию) с последующим центрифугированием на высокой скорости до 10000-12000 тыс оборотов в минуту в течение 8-12 минут, в результате чего в каждой пробирке получается 4,95±0,5 мл тромбоцитарной плазмы (около 55% от общего объема), которая располагается в верхней части пробирки, затем идет разделительный гель, отделяющий эритроцитарный сгусток. При этом красные кровяные тельца (эритроциты) связываются гелем из цитрата натрия или гепарина натрия, нанесенного на стенки пробирки, и оседают на дне. Полученная плазма крови выше кровяного сгустка в объеме 4,95+0,5 мл в жидкой фазе, насыщенная тромбоцитами и факторами роста, забирается с помощью шприца и переносится в стеклянную пробирку без наполнителя. В полученный центрифугат добавляется заранее

Суспензия диоксида церия в физиологическом растворе с диаметром частиц 5-10 нм в концентрации 10^-5 М в объеме 2,5 мл. Затем полученный раствор центрифугируется на скорости 2000 об/мин в течение 3 мин. Таким образом, получается золь нанодисперсного диоксида церия в плазме крови, обогащенной тромбоцитами и лейкоцитами.

Пример 2. Биологические испытания.

Экспериментальные исследования проводились на 40 крысах самцах стока Вистар, 10-недельного возраста. Все исследования проводили в одно и то же время суток. Животные содержались в одинаковых условиях и на одинаковом пищевом рационе. В эксперименте использовали половозрелых крыс-самцов, распределенных на 2 группы - основную и контрольную по 20 в каждой. Животным с помощью металлической гладилки травмировали круговую связку (зубо-десневое соединение) нижних резцов путем отслойки десны с вестибулярной и язычной сторон, затем в образовавшемся зубо-десневом кармане размещали шелковую лигатуру глубоко под десну охватывая зубы в виде восьмерки. Спустя 7 суток лигатуру удаляли, животных распределяли по группам и начинали лечение. В I группе (основной - экспериментальной) животным вводили полученную в соответствии с формулой изобретения предлагаемый биокомплекс, для стимуляции регенерации тканей челюстей на основе PRP и нанодисперсного диоксида церия. Во II группе (сравнения) проводили антисептическую обработку воспаленных тканей пародонта в качестве медикаментозной терапии. Курс терапии в обеих группах составил 7 дней.

Для получения достоверных данных проводили комплексный морфологический анализ и морфометрический метод для оценки неоваскуляризации тканей пародонта на этапах регенерации тканей. Морфологическое изучение позволило выявить в основной группе с применением новой биоконструкции полностью регенерировавшую, богатую фибробластами с выраженным отеком периодонтальную связку с расширенными полнокровными сосудами на границе с костными балками альвеолярной кости, большое количество полнокровных сосудов в периодонтальной связке. В группе контроля морфологический анализ позволил выявить выраженные пародонтальные карманы, разрушения периодонтальной связки замещенной грануляционной тканью с диффузной инфильтрацией лейкоцитами с примесью макрофагов, акантоз эпителия, тяжи которого врастают в грануляционную ткань, микроабсцессы.

В основной группе - периодонтальная связка, частично восстановленная, преимущественно с параллельными пучками коллагеновых и эластических волокон, направленных перпендикулярно корню зуба, отечная периодонтальная связка с множеством полнокровных сосудов (стрелки) (рис. 1).

В группе сравнения - пародонтальный карман и периодонтальная связка. Эпителизированный край пародонтального кармана с разрушенной и замещенной грануляционной тканью периодонтальной связки с диффузной инфильтрацией лейкоцитами с примесью макрофагов, акантоз эпителия - его тяжи вросли в грануляционную ткань (стрелки) (рис. 2).

Количественный анализ по определению полнокровных сосудов в периодонтальной связке на разных этапах наблюдения показал, что в основной группе количественный показатель функционирующих раскрытых полнокровных сосудов превышал в 2,89 раза группу сравнения, что свидетельствует об усилении трофики и активной неоваскуляризации тканей пародонта после стимулирующего воздействия новой биоконструкции на основе PRP-плазмы и нанодисперсного диоксида церия.

Применение аутоплазмы крови, обогащенной тромбоцитами, позволяет создать в участке ее введения в ткани высокую концентрацию факторов роста, управляющих местными процессами регенерации и иммунокоррекции.