Сравнительная морфометрическая оценка регенераторных механизмов в тканях пародонта при лечении модельного пародонтита с использованием различных видов лазерного излучения в эксперименте Текст научной статьи по специальности «Клиническая медицина»

УДК 615.849.19 http://dx.doi.org/10.26787/nydha-2226-7425-2019-21-2-9-12

СРАВНИТЕЛЬНАЯ МОРФОМЕТРИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА РЕГЕНЕРАТОРНЫХ МЕХАНИЗМОВ В ТКАНЯХ ПАРОДОНТА ПРИ ЛЕЧЕНИИ МОДЕЛЬНОГО ПАРОДОНТИТА С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ РАЗЛИЧНЫХ ВИДОВ ЛАЗЕРНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ В ЭКСПЕРИМЕНТЕ Чунихин А.А., Базикян Э.А. ФГБОУВО «Московский государственный медико-стоматологический университет им. А.И. Евдокимова», г. Москва, Российская Федерация Аннотация. Целью исследования явилась сравнительная оценка влияния на регенерацию тканей пародонта наносе-кундного лазерного излучения с длиной волны 1265±5 нм. Моделирование пародонтита у экспериментальных животных проводили с использованием «лигатурной» методики в течение 7 дней. Лечение пародонтита начинали с механической и медикаментозной обработки карманов, затем животных делили на три группы. В первой группе применяли для лечения новое наносекундное лазерное устройство с длиной волны 1265±5 нм, во второй использовали традиционную фотодинамическую терапию с применением фотосенсибилизатора на основе хлорина Е6, в третьей группе до конца лечения применяли только медикаментозную терапию. Для проведения морфологических исследований животных выводили из эксперимента на 7, 14 и 21 сутки. Использование новой лазерной технологии наносе-кундной лазерной терапии и микрохирургии при лечении болезней пародонта способствует сокращению времени процедуры, сокращению сроков реабилитации, стимуляции роста сосудов на поздних этапах лечения по сравнению с традиционной фотодинамической лазеротерапией, что обуславливает ее высокую перспективность для применения в клинической практике. Ключевые слова: лазерное излучение, полупроводниковый лазер, фотодинамический эффект, пародонтит, регенерация тканей пародонта. COMPARATIVE MORPHOMETRIC EVALUATION OF REGENERATOR MECHANISMS IN PERIDONT TISSUES IN THE TREATMENT OF MODELING PERIODONTITIS USING DIFFERENT LASER RADIATION TESTS IN AN EXPERIMENT Chunikhin A.A., Bazikyan E.A. A.I. Evdokimova Moscow State University of Medicine and Dentistry, Moscow, Russian Federation Annotation. The aim of the study was a comparative assessment of the effect on the regeneration ofperiodontal tissues of nanosecond laser radiation with a wavelength of1265±5 nm. Modeling of periodontitis in experimental animals was performed using a ligature technique for 7 days. Treatment of periodontitis began with mechanical and drug treatment of pockets, then the animals were divided into three groups. In the first group, a new nanosecond laser device with a wavelength of 1265±5 nm was used for treatment, the second used traditional photodynamic therapy using a chlorine E6 photosensitizer, in the third group until the end of treatment only drug therapy was used. To conduct morphological studies, animals were taken out of the experiment on days 7, 14, and 21. The use of new laser technology of nanosecond laser therapy and microsurgery in the treatment of periodontal diseases helps to reduce the time of the procedure, shorten the rehabilitation time, stimulate the growth of blood vessels in the later stages of treatment compared to traditional photodynamic laser therapy, which makes it very useful for clinical practice. Key words: laser radiation, semiconductor laser, photodynamic effect, periodontitis, periodontal tissue regeneration.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК [1] Янушевич О.О., Кузьмина И.Н. Состояние тканей пародонта у населения в возрасте 35-44 лет в регионах России. // Российский стоматологический журнал. М., 2009. №1. С.43-45. [2] Кирсанова С.В., Базикян Э.А., Гуревич К.Г., Фабрикант Е.Г. Клинико-социальная характеристика пациентов с частичным отсутствием зубов и внедрение критериев качества жизни для оценки эффективности REFERENCES [1] Yanushevich O.O., Kuzmina I.N. The condition of periodontal tissues among the population aged 35-44 years in the regions of Russia. Russian dental journal. 2009. №1. P.43-45. [2] Kirsanova S.V., Bazikyan E.A., Gurevich K.G., Fabrikant E.G. Clinical and social characteristics of patients with a partial absence of teeth and the introduction of quality of life criteria for evaluating the effectiveness of their treatment. Institute of Dentistry. 2007. № 4 (37). Pp. 24-25.

Журнал включен в Перечень рецензируемых научных изданий ВАК

~ 9 ~

их лечения // Институт стоматологии. 2007. № 4 (37). С. 24-25.

[3] Янушевич О.О., Атрушкевич В.Г., Айвазова Р.А., Соколова Е.Ю. Применение безлекарственных антисептических средств в комплексном лечении хронического пародонтита // Dental Forum. 2017. № 1. С. 63-67.

[4] Закиров Т.В. Современные представления о возможности использования лазера при лечении воспалительных заболеваний пародонта // Проблемы стоматологии. 2012. №3. С. 10-14

[5] Farivar S. Malekshahabi T., Shiari R. Biological Effects of Low Level Laser Therapy // J Lasers Med Sci. 2014. Vol. 5(2). P. 58-62

[6] Zakharov S.D., Ivanov A.V. Light-oxigen effect as a physical mechanism for activation of biosystems by quasi-monochromatic light (a review). // Biophysics. 2005. Т. 50(1): 64-85.

[7] Патент №2635773 Российская Федерация МПК A61N 5/067 Лазерный импульсный модуль для комплексной терапии, гипертермии и хирургии заболеваний че-люстно-лицевой области / Базикян Э.А., Чунихин А.А., Янушевич О.О.;- № 2016129331 от 19.07.2016.; опубл. 15.11.2017. Бюллетень «Изобретения. Полезные модели». - 2017. - №32. - 13с.

[8] Чунихин А.А., Базикян Э.А., Сырникова Н.В., Чоба-нян А.Г. Сравнительная оценка эффективности генерации синглетного кислорода лазерным наносекунд-ным модулем робототехнического хирургического комплекса в модельных биохимических средах. // Российская стоматология. 2017. Т.10 (2). С. 30-35

[9] Kilkenny C., Browne W.J., Cuthill I.C., Emerson M, Alt-man D.G. Improving Bioscience Research Reporting: The ARRIVE Guidelines for Reporting Animal Research. // PLoS Biol. 2010. 8(6): e1000412. doi:10.1371/jour-nal.pbio.1000412

[10] Воложин А.И. Виноградова С.И. Моделирование и лечение воспаления в пародонте // Патологическая физиология и экспериментальная терапия. 1991. № 6. С. 49-51.

[3] Yanushevich O.O., Atrushkevich V.G., Aivazova R.A., Sokolova E.Yu. The use of drug-free antiseptics in the complex treatment of chronic periodontitis. Dental Forum. 2017. No. 1. P. 63-67.

[4] Zakirov T.V. Modern ideas about the possibility of using a laser in the treatment of inflammatory periodontal diseases. Problems of dentistry. 2012. №3. Pp. 10-14

[5] Farivar S. Malekshahabi T., Shiari R. Biological Effects of Low Level Laser Therapy. J Lasers Med Sci. 2014. Vol. 5(2). P. 58-62

[6] Zakharov S.D., Ivanov A.V. Light-oxigen effect as a physical mechanism for activation of biosystems by quasi-monochromatic light (a review). Biophysics. 2005. T. 50(1): 64-85.

[7] Patent №2635773 Russian Federation IPC A61N 5/067 Laser pulse module for complex therapy, hyperthermia and surgery for diseases of the maxillofacial region / Ba-zikyan EA, Chunikhin AA, Yanushevich O.O.; -№ 2016129331 dated 07.19.2016; publ. November 15, 2017 Bulletin «Inventions. Utility models.» - 2017. - №32. -13p.

[8] Chunikhin A.A., Bazikyan E.A., Syrnikova N.V., Choban-yan A.G. Comparative evaluation of the efficiency of singlet oxygen generation by the laser nanosecond module of a robotic surgical complex in model biochemical media. Rossijskaja stomatologija... 2017. Vol.10 (2). Pp. 30-35

[9] Kilkenny C., Browne W.J., Cuthill I.C., Emerson M, Alt-man D.G. Improving Bioscience Research Reporting: The ARRIVE Guidelines for Reporting Animal Research. PLoS Biol. 2010. 8(6): e1000412. doi:10.1371/jour-nal.pbio.1000412

[10] Volozhin A.I. Vinogradova S.I. Modeling and treatment of inflammation in periodontal disease. Patologicheskaja fiziologija i jeksperimental'naja terapija. 1991. No. 6. P. 49-51.

Болезни пародонта являются сложной комплексной патологией полости рта и занимают весомую часть среди всех стоматологических нозологий. Осложнения, связанные с патологией пародонта, зачастую, приводят к потере зубов в молодом возрасте, ухудшению качества жизни пациентов [1, 2]. Пародонтопатогены обладают высокой резистентностью к медикаментозным антисептикам, что обуславливает комплексный подход к терапии болезней пародонта и поиск новых методик с включением физических факторов воздействия на микроорганизмы и стимуляцию регенерации тканей пародонта [3]. Лазерные технологии являются наиболее безопасными и эффективными при использовании в комплексном лечении заболеваний пародонта за счет уникальных свойств лазерного света [4]. Широкие возможности настройки гармоник излучения современных лазерных аппаратов позволяют с высокой точностью воздействовать удалять патологические

ткани с одновременной стимуляцией регенерации здоровых тканей. [5].

В комплексной терапии болезней пародонта находят применение методы фотодинамической лазерной терапии. Эффекты фотодинамической терапии основаны на деструктивном воздействии на патологические ткани активных форм кислорода, получаемых при облучении квантами лазерного излучения фотосенсибилизатора. Исследования ученых последних лет показывают, что использование коротких и ультракоротких лазерных импульсов способствует более глубокому проникновению в ткани лазерного света без их существенного нагрева, а возбуждение синглетного кислорода возможно из кислорода тканей без использования фотосенсибилизаторов в полосе поглощения кислорода длиной волны 1260-1270 нм [6].

Результатом научно-исследовательской работы, проведенной сотрудниками кафедры хирургии

Журнал включен в Перечень рецензируемых научных изданий ВАК

10

~ I0 ~

полости рта Московского государственного медико-стоматологического университета им. А.И. Евдокимова, явилось конструирование лазерно-диодного медицинского устройства с уникальными параметрами излучения, имеющего компактные размеры и способного к генерации наносекундного импульсного излучения [7]. Проведенные ранее исследования с новым устройством, показали высокую эффективность генерации синглетного кислорода в модельных биохимических средах [8].

Представляет интерес проведение сравнительного экспериментального исследования на животных с использованием методов морфологической и морфомет-рической оценки по изучению воздействия лазерного излучения с заданными параметрами на ткани паро-донта.

Цель исследования - оценить влияние на регенерацию тканей пародонта наносекундного лазерного излучения с длиной волны 1265±5 нм с возможностью проведения фотоокситерапии без использования экзогенных фотосенсибилизаторов и традиционной фотодинамической терапии с помощью морфологического и морфометрического анализа в эксперименте in vivo.

Материалы и методы. Для проведения эксперимента использовали половозрелых мужских особей крыс весом 200-250 гр чистой линии Wistar. Исследование проводили в соответствии с руководством ARRIVE (Animal Research: Reporting of In Vivo Experiments) [9]. Для статистически доказательного исследования в исследовании было 70 животных поделенных на 3 группы - основную, сравнения и контрольную. В основной группе и группе сравнения было отобрано по 30 животных и 10 в контрольной. Во всех группах на начальном этапе проводили моделирование пародонтита. Для этого под общим наркозом разрушали круговую связку центральных нижних резцов, в образовавшийся зубо-десневой карман восьмиобразно вводили шелковую лигатуру и фиксировали ее стек-лоиономерным цементом на 7 суток по методике Во-ложина А.И., Виноградовой С.И. (1991) [10]. Через 7 суток начинали терапию - во всех группах проводили механическую обработку образовавшихся патологических карманов с использованием кюрет, затем антисептическую обработку, далее приступали к лазеротерапии. В основной группе использовали новое лазерное устройство с длиной волны излучения 1265±5 нм в течение 3 мин. Параметры излучения в первую неделю устанавливали следующие: средняя мощность излучения 1,8 Вт, наносекундный импульсный режим излучения с частотой 200 нс и паузой 400 нс. Во второй группе сравнения проводили стандартную процедуру фотодинамической терапии с использованием экзогенного фотосенсибилизатора на основе хлорина Е6, который наносили в зубодесневой карман на 10 мин,

затем остатки смывали с использованием физиологического раствора, далее проводили лазерное облучение с использованием лазерного аппарата с длиной волны 660 нм, выдающего непрерывное лазерное излучение, с экспозицией 5 мин. В основной группе и группе сравнения животных выводили из эксперимента на 7, 14 и 21 сутки. В контрольной группе всех животных выводили из эксперимента на 21 сутки при этом на этапах лечения проводили антисептическую обработку паро-донтальных карманов в качестве медикаментозной терапии.

После эвтаназии проводили декапитацию, затем выделяли фрагмент челюсти с нижними резцами для проведения морфометрического исследования. Гистологические препараты исследовали и фотографировали с использованием микроскопа AxioLab A1 (Carl Zeiss Microscopy, Германия). Проводили качественную морфологическую и количественную морфометриче-скую оценку. Результаты обрабатывали статистически с использованием программного обеспечения MS Office Excel и Statistica for Windows 10.0, представляли в виде среднего значения ± стандартное квадратиче-ское отклонение (М±с).

Результаты исследования. В основной группе при изучении морфологической картины на данном этапе наблюдения отмечался выраженный отек ткани периодонтальной связки, полнокровие сосудов глубже расположенных сохранённых участков периодонталь-ной связки, подвижность зубов. Морфологические наблюдения на данном этапе в группе сравнения позволили выявить очаги частично восстановленной, с параллельными пучками коллагеновых и эластических волокон, направленными перпендикулярно корню зуба, отечной периодонтальной связки, более выраженное полнокровие сосудов в периодонтальной связке по сравнению с основной группой. Изучение морфологической картины на 14 сутки в основной группе показало наличие участков частично восстановленной, с параллельными пучками коллагеновых и эластических волокон, направленных перпендикулярно корню зуба, отечной периодонтальной связки, умеренно выраженный отек ткани и полнокровие сосудов сохранных участков периодонтальной связки. Значительных морфологических различий на данном этапе наблюдения в группе сравнения не отмечалось за исключением чуть более выраженного отека перио-донтальной связки ближе к корню зуба и пародонталь-ного кармана, сохраняющегося на значительных участках. Морфологическое изучение на 21 сутки наблюдения в основной группе позволило выявить полностью регенерировавшую, богатую фибробластами с выраженным отеком периодонтальную связку с расширенными полнокровными сосудами на границе с костными балками альвеолярной кости, большое

Журнал включен в Перечень рецензируемых научных изданий ВАК

11

количество полнокровных сосудов в периодонтальнои связке (рис. 1А). В группе сравнения на 21 сутки наблюдения морфологический анализ позволил выявить сохранившиеся мелкие очаги грануляционной

ткани с полнокровными сосудами без отека и воспалительной инфильтрации, с единичными макрофагами и лимфоцитами, а также единичные сосуды в области в области исследования (рис. 1Б).

Рис. 1. Результаты морфологической картины тканей пародонта на 21 сутки эксперимента: А - в основной группе: 1 - периодонтальная связка с расширенными полнокровными сосудами на границе с костными балками альвеолярной кости (стрелка - корень зуба); Б - в группе сравнения: 1 - периодонтальная связка с единичными расширенными сосудами на границе с костными балками альвеолярной кости (стрелка - корень зуба); окраска

гематоксилин-эозином, х120

В группе контроля к 21 дня наблюдения отмечали в полости рта клиническую картину с признаками выраженного воспаления, значительную гиперемию и отек тканей, подвижность зубов. 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.

Количественный анализ по определению полнокровных сосудов в периодонтальной связке на разных этапах наблюдения показал, что на 7 сутки в основной группе количество сосудов (М±с) в периодонтальной связке на границе с альвеолярной костью составило 2,8±0,29, при этом в эти же сроки наблюдения в группе сравнения количество полнокровных сосудов в поле зрения микроскопа было значительно выше и составило 5,3±0,42, Это обусловлено, скорее всего, коагулирующим эффектом нового лазерного устройства на начальных этапах лечения. Уже к 14 суткам наблюдения количество полнокровных сосудов в поле зрения микроскопа практически сравнялось в обеих группах и составило в основной группе - 3,2±0,30, в группе сравнения - 3,7±0,26. Интересные результаты морфометри-ческий анализ показал на поздних этапах лечения на 21 сутки в основной группе количество полнокровных сосудов в поле зрения микроскопа значительно возросло

и составило 5,2±0,32 по сравнению с контрольной группой, в которой данный показатель уменьшился до уровня 1,8±0,15. При этом в контрольной группе количество полнокровных сосудов было выше, чем в группе сравнения на уровне 2,2±0,28. Во всех группах разница в подсчетах по критерию Манна-Уитни была статистически достоверной при р <0,05.

Результаты исследования показали, что использование новой лазерной технологии с длиной волны 1265±5 нм способствует стимуляции роста сосудов в тканях пародонта по сравнению с традиционной фотодинамической лазерной терапией.

Заключение. Сравнительный анализ применения лазерной фотоокситерапии без использования экзогенных фотосенсибилизаторов и фотодинамической терапии показал, что лазерное облучение тканей пародонта у животных при лечении модельного пародонтита с длиной волны 1265±5 нм в наносекундном импульсном режиме на поздних этапах лечения способствует неоваскуляризации тканей пародонта и созданию реактивного воспаления, что обеспечивает стимуляцию регенерации всех структур пародонта. Как показал мор-фометрический анализ фотодинамическая терапия с применением фотосенсибилизатора, наоборот, угнетает развитие сосудистой сети в пародонте, что может быть обусловлено токсическим действием фотосенсибилизатора.

Журнал включен в Перечень рецензируемых научных изданий ВАК