CC BY
25
АНАЛИЗ МЕХАНИЗМОВ ГИНГИВОИНТЕГРАЦИИ В МЯГКИХ ТКАНЯХ МЛЕКОПИТАЮЩИХ ПОСЛЕ РАЗМЕЩЕНИЯ ДЕНТАЛЬНЫХ ТИТАНОВЫХ ИМПЛАНТАТОВ
Головко Александр Иванович, кандидат медицинских наук, доцент кафедры ортопедической стоматологии Белорусского государственного медицинского университета, Минск Новаковская Светлана Алексеевна, кандидат медицинских наук, ведущий научный сотрудник Института физиологии Национальной академии наук Беларуси, Минск
Кузнецова Татьяна Евгеньевна, кандидат биологических наук, ведущий научный сотрудник Института физиологии Национальной академии наук Беларуси, Минск
Рыжковская Елена Леонидовна, старший научный сотрудник Института физиологии Национальной академии наук Беларуси, Минск
Пашкевич Светлана Геннадьевна, кандидат биологических наук, заведующая лабораторией
Центра электронной и световой микроскопии Института физиологии Национальной академии наук Беларуси, Минск
Alexander Golovko, PhD, Associate Professor of Orthopedic Dentistry of the Belarusian State Medical University, Minsk Svetlana Novakovskaya, PhD, Leading Researcher at the Institute of Physiology of the National Academy of Sciences of Belarus, Minsk Tatyana Kuznetsova, PhD, leading Researcher at the Institute of Physiology of the National Academy of Sciences of Belarus, Minsk Elena Ryzhkovskaya, Senior Researcher at the Institute of Physiology, National Academy of Sciences of Belarus, Minsk Svetlana Pashkevich, PhD, Head of the Laboratory of the Center for Electron and Light Microscopy of the Institute of Physiology
of the National Academy of Sciences of Belarus, Minsk Analysis of gingival tissue integration mechanisms in mammalian tissues after placement of dental titanium implants
Цель. Проанализированы механизмы интеграции мягких тканей десны в пришеечной области у млекопитающих после размещения дентальных титановых имплантатов, покрытых пористым политетрафторэтиленом.
Материалы и методы. Исследование выполнено на 20 самцах беспородных собак (n=20, m=43±2 кг, возраст 10-12 лет). Под внутривенным наркозом проведены операции дентальной имплантации с использованием титановых имплантатов, имеющих в пришеечной части пористую поверхностно-объемную структуру из политетрафторэтилена, применяемого для медицинских целей с армирующим титановым элементом.
Заключение. Пористая поверхностно-объемная структура из политетрафторэтилена и армирующий титановый элемент имплантатов в пришеечной области способствуют созданию условий для интеграции тканей раневой поверхности десны, прилежащей к дентальному имплантату, и процессов реваскуляризации образующейся ткани. Ключевые слова: дентальный имплантат, гингивоинтеграция, ультраструктура тканей.
Современная стоматология. — 2019. — №3. — С. 86-89. Objective. The mechanisms of integration of soft tissues of the gums in the cervical region in mammals after placement of dental titanium implants coated wtth porous polytetrafluoroethylene were analyzed.
Materials and methods. The study was performed on 20 male mongrel dogs (n=20, m=43±2 kg, age 10-12 years). Under intravenous anesthesia, dental Implantation operations were performed using titanium implants having a porous surface-volume structure of polytetrafluoroethylene in the cervical part, which is used for medical purposes with a reinforcing titanium element.
Conclusion. The porous surface-volume structure of polytetrafluoroethylene and the reinforcing titanium element of implants in the cervical region contribute to the creation of conditions for the integration of tissues of the wound surface of the gum adjacent to the dental implant and the processes of revascularization of the resulting tissue. Keywords: dental implant, soft tissue integration, tissue ultrastructure.
Sovremennaya stomatologiya. — 2019. — N3. — P. 86-89.
Частичная адентия является одной из наиболее актуальных проблем современной стоматологии, что обусловлено, прежде всего, ее широкой распространенностью. Так, по данным Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ), она встречается у 40-75% населения Земли [6]. В нашей стране в структуре оказания пациентам медицинской
помощи в лечебно-профилактических учреждениях стоматологического профиля указанная патология составляет 76% случаев. Даже в возрасте от 18 до 25 лет распространенность частичной потери зубов составляет 38,6%. Утрата зубов наносит серьезный ущерб здоровью человека, помимо очевидного физического ослабления зубочелюстной
и пищеварительной систем, возникают и социально-моральные проблемы (эстетический и речевой дефекты). Проблемой первостепенной важности становится реабилитация пациентов с частичным отсутствием зубов [1].
При лечении частичной адентии применяют съемные и несъемные (мостовидные) виды протезов. Однако мостовидные
протезы требуют значительного сошли-фовывания, иногда депульпирования опорных зубов, не могут применяться при дефектах зубных рядов большой протяженности; у съемных протезов не всегда можно добиться хорошей фиксации, жевательная эффективность их низка. Традиционно применяемые в течение многих десятилетий съемные протезы у данной группы пациентов оказываются малоэффективными в связи с прогрес-сированием атрофических процессов костной ткани челюстей, что приводит к развитию неблагоприятных клинических условий в полости рта [5]. Выходом из сложившейся ситуации считается ортопедическая реабилитация пациентов с адентией путем применения дентальных имплантатов [3].
Однако анализ литературных данных свидетельствует, что потеря имплантатов в сроки до восьми лет составляет от 4 до 15% и связана с рядом факторов. С точки зрения биологии, интеграцию дентального имплантата в костную ткань альвеолярного отростка можно трактовать как динамический процесс взаимодействия живого и неживого, при котором на локальном уровне достигается равновесие компенсаторно-приспособительных процессов и гомеостатических реакций, процессов ассимиляции и диссимиляции, делающих возможным существование системы «имплантат - альвеолярный отросток» как единого целого [4].
Реакция костной ткани в виде остео-интеграции обеспечивает стабильность, чтобы имплантат мог быть опорой для ортопедической конструкции. Но при этом высока вероятность возникновения ответных реакций окружающих тканей на внедрение имплантата, поскольку данный инородный материал не является имитацией натурального зубодесневого соединения, за которое отвечает перио-донтальный комплекс. Закономерности формирования эпителиального окружения в пришеечной области имплантата и его надежность как биологического барьера требуют дальнейшего изучения и исследования. В функционировании имплан-тата, помимо первичной стабильности и дальнейшей остеоинтеграции, важное
значение имеет также поведение мягких тканей десны, тем более в эстетически значимых зонах. В норме мы имеем вплетение Шарпеевых волокон в цемент естественного зуба, но при использовании современных дентальных имплантаци-онных систем не наблюдается данный процесс, что проявляется отсутствием клинического прикрепления мягких тканей десны к имплантату.
Становится очевидной необходимость четкого понимания процессов, происходящих не только на границе «дентальный имплантат - кость», то есть процесса остеоинтеграции, но и процессов на границе «дентальный имплантат - дес-невые ткани». Это позволит не только минимизировать частоту развития по-стимплантационных осложнений, но и существенно сократить сроки стоматологической реабилитации пациентов, поскольку процессы гингивоинтегра-ции протекают быстрее и способствуют созданию естественного барьера. Так, отмечается, что после 10-14-дневных воспалительных изменений в мягких тканях после имплантации возникают пролиферативные процессы, такие как неоваскуляризация и активация клеток с образованием коллагена, эластина и базовой субстанции. Эпителиальное прикрепление в пришеечной области имплантата, образованное гемодесмо-сомами, напоминает ткани периодонта, закрывает рану и является барьером от полости рта. Однако добиться полной интеграции мягких тканей не представляется возможным.
Цель исследования - проанализировать механизмы интеграции мягких тканей десны в пришеечной области у млекопитающих (собак) после размещения дентальных титановых имплантатов, покрытых пористым политетрафторэтиленом.
Материалы и методы
Исследование выполнено на 20 самцах беспородных собак (п=20, т=43±2 кг возраст - 10-12 лет). Экспериментальные исследования выполняли в строгом соответствии с требованиями, регламентирующими работу с экспериментальными животными. При проведении инвазивных процедур были использованы стандарты
American Heart Association's «Guidelines for the Use of Animal in Reserch» и Guide for the core and Use of Laboratory Animals (National Academy Press, Revised, 1996) [2].
Всем экспериментальным животным под внутривенным наркозом были выполнены операции дентальной имплантации с использованием титановых имплантатов, разрабатываемых в Республике Беларусь для медицинских целей и имеющих в пришеечной части пористую поверхностно-объемную структуру из политетрафторэтилена, применяемого для медицинских целей с армирующим титановым элементом. После операции всем животным однократно внутримышечно вводили 500 000 ЕД бензилпенициллина с целью профилактики развития гнойно-воспалительных осложнений.
Через месяц после размещения имплантатов млекопитающих не выводили из эксперимента, а под внутривенным наркозом осуществляли забор материала для патогистологического исследования. Извлечение мягкотканых блоков нижней челюсти собак проводили на расстоянии 0,5-0,7 см по обе стороны от места размещения имплантата. Материал подвергали исследованию на предмет визуализации элементов ткани в полостях поверхностно-объемной структуры из политетрафторэтилена. Гистологические препараты окрашивали азур 2 - эозином. Эта методика часто применяется для выявления клеточных элементов соединительной ткани. Также в эксперименте использовался гистохимический метод выявления цитоплазматического фермента - лактатдегидрогеназы, маркера анаэробного окисления глюкозы. Активность лактатдегидрогеназы в криостатных срезах толщиной 15 мкм определяли по методике Лойда, в основе которой лежит применение унифицированного основного раствора, к которому добавляются растворы соответствующего субстрата и кофермента. Изучение микропрепаратов и изготовление микрофотографий проводили с помощью светового микроскопа MPV-2 («Leitz», Германия) с цифровой фотокамерой «Leica» с программным обеспечением и компьютером. Оценка ультраструктуры тканей, заполняющих
Рис. 1. Срез поверхностно-объемной структуры титана и дентального имплантата с пористым политетрафторэтиленом в пришеечной области, окрашенного азур 2 - эозином, ув. x10 (А, Б), х40 (В, Г). Примечание: здесь и на рис. 2 стрелками обозначены клетки соединительной ткани, локализованные в полостях покрытия, звездочками - микрососуды
Рис. 2. Срез поверхностно-объемной структуры титана с пористым политетрафторэтиленом имплантата при гистохимическом выявлении лактатдегидрогеназы, ув. х10 (А), х40 (Б)
Рис. 3. Электронограмма среза поверхностно-объемной структуры титана и политетрафторэтилена имплантата, ув. x15000
полости дентальных имплантатов, проводилась на срезах поверхностно-объемной структуры титана и политетрафторэтилена дентальных имплантатов, полученных
Рис. 4. Малодифференцированный фибро-бласт в полости покрытия имплантата, ув. х5000
при помощи ультрамикротома фирмы LKB (Швеция), с помощью электронного микроскопа JEM-100 СХ (Япония). Для исследования процессов пролифера-
ции мягкие ткани пришеечной области, интегрированные в пористую структуру дентальных имплантатов, аккуратно выделяли и фиксировали в растворе, состоявшем из 3-процентного глутарового альдегида и 1-процентного параформаль-дегида, после чего материал измельчали и обрабатывали 2-процентным раствором четырехокиси осмия. После промывания 0,1 М фосфатным буфером материал обезвоживали в этиловом ректификованном спирте возрастающей концентрации и заключали в аралдит по общепринятой методике. Затем материал измельчали на ультрамикротоме и просматривали в электронном микроскопе.
Результаты и обсуждение
В полостях дентальных имплантатов визуализировали тканевые элементы, окрашенные азур 2 - эозином (рис. 1). Характерное окрашивание свидетельствует об органическом происхождении визуализированных элементов. Выявляемые элементы представлены рыхлой волокнистой соединительной тканью с включением немногочисленных клеток. Среди соединительнотканных компонентов располагаются новообразованные микрососуды (рис. 1Г).
На срезах, приготовленных гистохимическим методом для определения лактат-дегидрогеназы, в полостях дентального имплантата зафиксировано характерное окрашивание данного фермента (рис. 2). Также среди рыхлой волокнистой соединительной ткани определяли микрососуды. Наличие цитоплазматического фермента лактатдегидрогеназы подтверждает клеточное происхождение соединительнотканных элементов, которые были визуализированы в полостях поверхностно-объемной структуры исследуемых имплантатов.
При оценке ультраструктуры тканей, изучаемых при помощи электронного микроскопа, выявлялись малодифферен-цированные клетки, содержащие ядра и органические компоненты ткани, заполняющие полости дентальных имплантатов (рис. 3). Отсутствие специфичных клеток и однородной структуры анализируемой ткани указывают на ее малую дифферен-цировку, что характерно для молодой,
формирующейся ткани. Данное обстоятельство позволяет предположить, что на уровне контакта имплантата и раневой поверхности десны происходят процессы формирования соединительной ткани, проникающей в полости имплантата.
Выявление малодифференцированных клеток в полостях покрытия импланта-та позволяет заключить, что пористая поверхностно-объемная структура из политетрафторэтилена и армирующий титановый элемент не препятствует врастанию тканей в его полости (рис. 4).
Кроме того, при исследовании определялись клетки, находящиеся на разных стадиях дифференцировки, что свидетельствует о развитии пролиферативных процессов в придесневой пришеечной области имплантата.
Процессы пролиферации и отсутствие специализированных клеток, а также неоднородная структура визуализи-
руемой ткани указывают на ее малую дифференцировку, что характерно для молодой, формирующейся ткани. Данное обстоятельство позволяет предположить, что на уровне контакта имплантата с раневой поверхностью десны в пришеечной области происходит формирование соединительной ткани, проникающей в полости пористой поверхностно-объемной структуры из политетрафторэтилена.
Заключение
Таким образом, по результатам проведенного экспериментального исследования можно заключить, что пористая поверхностно-объемная структура из политетрафторэтилена и армирующий титановый элемент имплантатов в при-шеечной области способствуют созданию условий для интеграции тканей раневой поверхности десны, прилежащей к дентальному имплантату, и процессов реваскуляризации образующейся ткани.
Активный процесс пролиферации и отсутствие специфичных клеток, а также неоднородная структура визуализируемой ткани указывают на дифференцировку депонированного коллагена, что характерно для молодой формирующейся соединительной фиброзной ткани, которая позволит повысить прочность при врастании мягких десневых тканей в пористую поверхностно-объемную структуру из политетрафторэтилена титанового имплантата.
Для уточнения настоящего предположения необходимо исследовать образцы, имплантированные млекопитающим на более длительный срок, а также усовершенствовать методику извлечения имплантатов, предусматривая большее сохранение прилежащих тканей десны (извлечение комплекса «имплантат -десна») с целью избегания механического повреждения врастающей ткани.
ЛИТЕРАТУРА
1. Головина Е.С., Кузнецова Е.А., Тлустенко В.П. и др. Роль комплексного обследования в диагностике периимплантатного мукозита хронического течения // Известия Самарского научного центра Российской академии наук. - 2014. - Т.16. - №6-1. - С.336-341.
2. Денисов С.Д., Морозкина Т.С. Требования к научному эксперименту с использованием животных // Здравоохранение. - 2001. - №4. - С.40-42.
3. Кулаков А.А., Надточий А.Г., Брайловская Т.В. и др. Оценка состояния альвеолярной кости вокруг дентальных имплантатов, установленных после выполнения костнопластических операций, по 146 данным рентгенологического анализа // Медицинский альманах. - 2015. - №3 (38). - С.178-180.
4. Муллоджанов Г.Э., Ашуров Г.Г. Анализ современных взглядов на процессы интеграции дентальных имплантатов в костную ткань // Вестник последипломного образования в сфере здравоохранения. - 2016. - №1. - С.71-75.
5. Садыков М.И., Шумский А.В., Нестеров А.М., Нестеров Г.М. Оценка состояния местного иммунитета полости рта у пациентов с полным отсутствием зубов // Современные проблемы науки и образования. - 2015. - №5.- С.213.
6. Щербовских А.Е. Обоснование применения модифицированных дентальных имплантатов на основе нетканого титанового материала со сквозной пористостью (клинико-экспериментальное исследование): Автореф. дис. ... канд. мед. наук. - Самара, 2017. - 24 с.
REFERENCES
1. Golovina Ye.S., Kuznetsova Ye.A., Tlustenko VP. i dr. Rol' kompleksnogo obsledovaniya v diagnostike periimplantatnogo mukozita khronicheskogo techeniya [The role of a comprehensive examination in the diagnosis of chronic peri-implant mucositis]. Izvestiya Samarskogo nauchnogo tsentra Rossiyskoy akademii nauk, 2014, vol.16, no.6, pp.336-341. (in Russian)
2. Denisov S.D., Morozkina T.S. Trebovaniya k nauchnomu eksperimentu s ispol'zovaniyem zhivotnykh [Requirements for a scientific experiment using animals]. Zdravookhraneniye, 2001, №4., pp.40-42. (in Russian)
3. Kulakov A.A., Nadtochiy A.G., Braylovskaya TV i dr. Otsenka sostoyaniya al'veolyarnoy kosti vokrug dental'nykh implantatov, ustanovlennykh posle vypolneniya kostnoplasticheskikh operatsiy, po 146 dannym rentgenologicheskogo analiza [Assessment of the state of the alveolar bone around dental implants installed after performing osteoplastic surgery, according to 146 data of x-ray analysis]. Meditsinskiy a'manakh, 2015, vol.3, no.38, pp.178—180. (in Russian)
4. Mullodzhanov G.E., Ashurov G.G. Analiz sovremennykh vzglyadov na protsessy integratsii dental'nykh implantatov v kostnuyu tkan' [Analysis of modern views on the processes of integration of dental implants in bone tissue]. Vestnik poslediplomnogo obrazovaniya vsfere zdravookhraneniya, 2016, vol.1, pp.71—75. (in Russian)
5. Sadykov M.I., Shumskiy A.V., Nesterov A.M., Nesterov G.M. Otsenka sostoyaniya mestnogo immuniteta polosti rta u patsiyentov s polnym otsutstviyem zubov [Assessment of the state of local immunity of the oral cavity in patients with complete absence of teeth]. Sovremennyyeproblemy naukiiobrazovaniya, 2015, vol.5, pp.213. (in Russian)
6. Shcherbovskikh AYe. Obosnovaniye primeneniya modifitsirovannykh dental'nykh implantatov na osnove netkanogo ttanovogo materiala so skvoznoy poristost'yu (kliniko-eksperimental'noye issledovaniye): Avtoref. dis.... kand. med. nauk [The rationale for the use of modified dental implants based on non-woven titanium material with through porosity (clinical and experimental research)]. Samara, 2017, 24 p. (in Russian)
Этические аспекты
Документы рассмотрены и одобрены комитетом по этике.
Поступила 07.02.2019 Принята в печать 24.05.2019
Адрес для корреспонденции
Кафедра ортопедической стоматологии
Белорусский государственный медицинский университет
г. Минск, ул. Сухая, 28
220004, Республика Беларусь
тел.: + 375 17 200-54-72
Головко Александр Иванович, e-mail: ortopedstom@bsmu.by
Address for correspondence
Department of Orthopedic Dentistry
Belarusian State Medical University
28, Sukhaya street, Minsk
220004, Republic of Belarus
phone: + 375 17 200-51-36
Alexander Golovko, e-mail: ortopedstom@bsmu.by
