Перейти
Корзина товаров: шт.
Комплексное обеспечение клиник России и СНГ
Заказать звонок
8 800 550 87 07
8 (343) 239-48-47
- прямой в офис

Реакция костной ткани на заранее увлажненные и коллагенизированные трансплантаты кортикально-губчатой свиной кости: Исследование дефектов верхней челюсти кроликов.

Заменители костной ткани зачастую используются в челюстно-лицевой хирургии как в противовес, так и вместе с аутогенными костными трансплантатами для незначительных восстановительных процедур. Такие материалы, использующиеся в качестве накладки для увеличения ширины гребня или, что более распространено, в качестве вкладки для увеличения верхнечелюстной пазухи, чтобы дать возможность для установки импланта, помещаются в дефекты кости, экстракционные гнезда для стимулирования процесса заживления. Большинство костных заменителей считаются остеокондуктивными и служат в качестве клеточного каркаса для формирования кости, что по сути является клеточной миграцией/дифференциацией и последующей структуризацией новой кости в остеогенных средах, так как клетки поддерживают рост сосудов. Со временем межчастичные пространства будут заполнены только что сформировавшейся костью, а костные заменители интегрируются в костную ткань. Некоторые биоматериалы со временем полностью рассосутся, а другие останутся более или менее нетронутыми.

В общем случае костные заменители имеют алло или ксеногенное происхождение, но есть и такие, которые синтетическим образом получаются из материалов, имеющих кальциевую основу, как сульфат кальция или фосфат кальция. Ксеногенные биоматериалы интересны в качестве заменителя кости тем, что они идентичны по строению с человеческой костью, а также имеют потенциал к рассасыванию. Депротеинизированная бычья кость (ДБК) один из наиболее хорошо изученных костных заменителей. У этого материала есть остеокондуктивные свойства, а также он хорошо встраивается в костную ткань, что отражено в экспериментальных и клинических исследованиях. Клиническая гистология продемонстрировала внедрение титановых имплантов в те места, которые до этого были регенерированы с использованием бычей кости. Тем не менее, клинические исследования также показали, что за год такой материал полностью не рассасывается. Также были проанализированы костные заменители свиного происхождения. Перед установкой имплантата 18 пациентам, Бэрон со своими коллегами сравнил использование “чистой” аутогенной кости и смеси из аутогенной и кортикоконцеллюлярной свиной кости (1 к 1) для увеличения дна верхнечелюстной пазухи. Пять месяцев спустя в местах установки имплантата были проведены биопсии, которые обработали для гистологии. Никаких очевидных различий между двумя методами выявлено не было, и авторы исследования сообщили о признаках резорбции в частях свиной кости. Орсини и коллеги продемонстрировали хорошую биосовместимость материала, используя световой и просвечивающий электронный микроскопы для изучения человеческой биопсии, взятой из верхнечелюстной пазухи, которая была дополнена свиной костью. ПЭМ выявил тесный контакт между новой костью и частицами свиной кости. Однако никаких признаков продолжающейся резорбции частиц выявлено не было.

С биологической точки зрения кажется, что ксеногенные биоматериалы неплохо справляются с поставленными задачами, по крайней мере с увеличением верхнечелюстной пазухи, хотя их резорбционные и разложенческие свойства все еще под вопросом. Большинство из этих материалов представлены в виде гранул, которые сложно применять к хирургическим участкам. Смеси гранул с солевым раствором, кровью или фибриновым клеем могут упростить медицинские задачи. Более того, добавление коллагенового геля к костным гранулам создает липкий и податливый материал, которыйупрощает применение. И тем не менее, возможное влияние коллагенового геля на реакции между костной тканью и трансплантируемым материалом до сих пор неизвестно.

Целью представленного эксперимента было проанализировать реакцию костной ткани на заранее увлажненную и коллагенизированную свиную кость с, или без добавления коллагенового геля, в процессе помещения материала в дефекты кроличьих пазух, а также проанализировать резорбционные свойства биоматериала.

Материалы и методы

Животные и анестезия

В исследовании было использовано четырнадцать взрослых (>7 месяцев) женских особей Новозеландских белых кроликов. Особи содержались отдельно друг от друга в комнате, специально предназначенной для исследования. Особи держались на большом количестве воды, стандартной лабораторной диете и моркови. Перед операцией животным дали общую анестезию посредством внутримышечных инъекций флуанизона и фентанила (Hypnorm trademark) 0.2 мг/кг и внутрибрюшечных инъекций диазепама (Stesolid trademark) 1.5 мг на кг массы тела. Дополнительный Гипнорм добавлялся по необходимости. Местная анестезия дана посредством 1 мл 2% раствора лидокаина/эпинефрина. После операции, в течение трех дней, посредством единоразовых внутримышечных инъекций особям давали антибиотики (Интерпеницилин, 0.1лм/кг массы тела) и анальгетики (Temgesic trademark, 0.05 мг/кг). Исследование было одобрено местным комитетом по наблюдению за животными.

Операция

В качестве экспериментальной площадки использовались двусторонние беззубые области между резцами и коренными зубами верхней челюсти. Поверхность кости была вскрыта через десятимиллиметровый надрез между слизистыми оболочками щеки и неба. Слизисто-надкостичный лоскут был поднят. Дефект, размером 5 х 8 мм в ширину и 3 мм в глубину, просверлили с помощью трепанационного сверла, размером 5 мм в длину, и крупного круглого бура (3 мм в диаметре), с орошением области соляным раствором (Рисунок 1А). Дефекты были заполнены заранее увлажненными и коллагенизированными кортикально-губчатыми свиными костными (PCPB) частицами (гранулометрия 250-1000 мм, GEN-OS, Tecnoss) или PCPB частицами, смешанными с коллагеновым гелем (гранулометрия 600-1000 мм, MP3, Tecnoss)(Рисунок 1В). Коллагеновая мембрана (Evolution, Tecnoss) была помещена поверх дефекта (Рисунок 1С). Раны были зашиты рассасывающимися швами.

Три особи были убиты после процесса лечения через 2 и 4 недели соответственно. Оставшиеся 8 особей были убиты через 8 недель. Области эксперимента были извлечены и погружены в 0.1 М какодилатный буферный раствор, с содержанием 2.5% параформальдегидов и 0.1% глютаральдегидов на 24 часа. Все образцы прошли через рентгеновские лучи незамедлительно после удаления.

Обработка ткани и Анализ

Образцы декальцинировались в 15% этилендиаминтетрауксусной кислоте в течение 2 недель. Образцы повторно прошли через рентгеновские лучи для того, чтобы подтвердить декальцинирование. После дегидрации в градуированной серии этанола образцы были погружены в парафин, разделены на маленькие препараты (3-5 мм каждый препарат) и окрашены с помощью гематоксилин-эозина и модифицированного анилинового голубого.
Изучения проводились с помощью микроскопа Nikon Eclipse 80i, оснащенного системой EasyImage 2000, используя объективы с увеличением от Х1.0 до Х40 для наглядной экспертизы и морфометрических измерений. Гистоморфометрическая оценка включала в себя измерения зоны кости и свиных частиц по отношению к общей площади измерения.

Статистика

После 8 недель заживления для нахождения возможных различий между двумя материалами был применен Критерий Уилкоксона. Существенным отличием было принято считать значение p < 0.5.

Результаты

Клинические данные

Постоперационное восстановление прошло без каких-либо эксцессов, и все особи восстанавливались в предопределенные сроки. Клинически здоровая слизистая оболочка без признаков инфекции покрыла все дефекты животных уже после 5-6 дней. Остатки рассасывающихся швов были заметны спустя 2 недели.

Гистология

Общие данные. Стандартное поперечное сечение состояло из нижней/срединной костной стенки, отделяющей носовую полость от неба, верхние центральные резцы в сечении и зоны эксперимента (Рисунок 2). Коллагеновая мембрана в общем случае располагалась вдоль продольной костной стенки, а также вдоль входа в дефект. Продолжающаяся резорбция мембраны была зарегистрирована во всех образцах, наряду с просачиванием клеток в коллагеновую мембрану. В зависимости от времени восстановления дефектные зоны были заняты частицами PCPB, костью и костным мозгом в разной степени и в различных степенях развития. С 4 недели васкуляризация продолжилась, проявляя взрослые сосуды всех видов (артериолы, венулы, капилляры). В общем, не было замечено никаких очевидных различий между двумя материалами.

Две недели. На данном этапе процесса восстановления было очевидно, что формирование новой костной ткани уже началось. Можно было заметить, что незрелая костная ткань покрывает частицы свиной кости в обоих случаях. Также были замечены остеобластические швы (рубцы), покрывающие незрелую костную ткань, вместе с микрососудами, которые начали появляться в мягкой ткани между костью и биоматериалом (Рисунок 3, А и В). Близко к мембране был замечен небольшой воспалительный процесс, но эти клетки не проникли внутрь дефекта. Очевидно, что этот воспалительный процесс-результат разложения коллагеновой мембраны.

Четыре недели. С четвертой недели остеогенная активность стала более отчетливой (Рисунок 4А). Новообразованная костная ткань покрывала большие зоны, также была замечена активная неоваскуляризация, происходящая в дефекте. Кроме того, была замечена активная резорбция биоматериалов (Рисунок 4В). Никаких визуальных отличий между материалами замечено не было.

Восемь недель. В конце периода наблюдений (8 недель) активная резорбция наблюдалась в обоих тестовых материалах (Рисунок 5А). Костная ткань, обнаруженная в дефекте, на восьмой неделе была более зрелой, и началась перестройка костной ткани (Рисунок 5В). И в минерализованной части, и в мягких тканях были обнаружены все виды кровеносныхсосудов. Коллагеновая мембрана активно разлагалась, и имели место несущественные признаки воспалительных клеток на поверхности мембраны (Рисунок 6).

Морфометрические данные. Морфометрические измерения со временем показали увеличенное количество минерализованной костной ткани и никакой значимой разницы между двумя материалами (Рисунок 7). Параллельно у обеих групп было замечено сокращение количества свиной костной ткани (Рисунок 8). В отношении резорбции не было замечено статистической разницы.

Обсуждение

Настоящее исследование проводилось с целью гистологически оценить реакции костной ткани на PCPB c коллагеновым гелем или без. Добавление коллагенового геля делает трансплантационный материал клейким, что способствует его клиническому использованию. Судя по результатам, не было никакой очевидной разницы между испытываемым и контрольным материалами. Не было никаких признаков побочных эффектов, и остеогенез, и ангиогенез следовали обычными временными интервалами. Так как формирование костной ткани с типичными остеобластическими швами было четко замечено на поверхности трансплантационных частиц, данные материалы показали свои остеокондуктивные свойства. Морфометрические измерения показали параллельное увеличение области костной ткани и уменьшение трансплантационной области. Скорее всего, это произошло из-за остеокластической резорбции, так как присутствие многоядерных клеток в резорбционных лакунах на поверхности PCPB частиц было частым явлением после 4 и 8 недель. Вдобавок ко всему, метаболизирующие блоки костной ткани были заметны внутри гранул, указывающие на реконструкцию и образование остеонов.

Настоящая модель ранее использовалась для изучения регенерации дефектов с, или без использования барьерных мембран, и для изучения влияния механических травм на плотность костной ткани. Дефекты самопроизвольно заживут в течение 4 недель, но вогнутость останется. В настоящем исследовании модель использовалась для изучения реакции костной ткани на PCPB материалы, но не для оценки эффектов на основании общей морфологии верхнечелюстной кости. Коллагеновая мембрана использовалась для покрытия дефекта и для предотвращения перехода частиц. Гистология показала, что мембрана выполнила свою функцию и хорошо объединилась с мягкими тканями верхнего слоя. Присутствие воспалительных клеток разных типов было очевидно близко к мембране и внутри нее, и это присутствие вероятнее всего сыграло роль в процессе разложения

Костные заменители ксеногенного происхождения постоянно используются в качестве трансплантационных материалов для наполнения дефектов кости и процедур по увеличению дна верхнечелюстной пазухи. Вероятно, депротеинизированная бычья кость - самый распространенный трансплантационный материал, и его широко изучили и в экспериментальных, и в клинических исследованиях. Эти исследования, в итоге, продемонстрировали хорошие биосовместимые и остеокондуктивные свойства депротеинизированной бычьей кости, что также подтверждалось гистологией клинических биопсий. Однако, все еще под вопросом его резорбционные способности и полное рассасывание со временем. Исследования на животных показали уменьшение объема и остеокластическую резорбцию, в то же время, исследования с использованием человеческой биопсией, которую собирали до 6 лет, продемонстрировали большое количество оставшейся депротеинизированной бычьей кости либо с немногимипризнаками резорбции, либо вообще без них. Настоящее исследование четко демонстрирует резорбцию частиц свиной костной ткани. Возможно, наличие коллагениндуцированного прилипания остеокластов к поверхности материала. Механизм остеокластической резорбции не до конца изучен. Клетки имеют интегрины, которые могут присоединяться к определенным протеинам, например к остеопонтину, который в свою очередь может быть важен для адгезии и последующей резорбции. Одно из клинических исследований сообщило о резорбции свиной костной ткани на основании гистологии биопсий, взятых после пятимесячного увеличения дна верхнечелюстного синуса у 18 пациентов, что подтверждает наши результаты. Однако, это идет наперекор с данными Орсини и коллег, которые не смогли выявить резорбцию в клинических биопсиях. Для того, чтобы четко заявить о резорбционных свойствах свиных костных имплантатов очевидно нужны дальнейшие и строго контролируемые клинические исследования с гистологией.

Решено, что коллагенированная свиная кость обладает хорошей биосовместимостью и остеокондуктивными свойствами и неважно, смешана она с коллагеновым гелем, или нет. В данной модели материал был рассосан поверхностными остеокластами также, как и часть реконструкции с образованием остеонов.

Выражение благодарности

Это исследование было поддержано Tecnoss.

Весь каталог OsteoBiol
Обратный звонок
Ответим на вопросы, оформим заказ.


Ошибка! Введите Ваш номер телефона.
Подписка на рассылку
Информация о новинках и скидках.

Ошибка! Введите корректную эл.почту.
Быстрая покупка
Ответим на вопросы, оформим заказ.
Ошибка! Введите Ваш номер телефона.