CC BY
57
КЛИНИЧЕСКИЙ опыт
DOI: 10.23868/202011017
РЕГЕНЕРАЦИЯ КОСТНОЙ ТКАНИ В ЛУНКАХ УДАЛЕННЫХ ЗУБОВ ПОСЛЕ ИХ ЗАПОЛНЕНИЯ АУТОГЕННЫМ ДЕНТИНОМ
Н.А. Редько1, А.Ю. Дробышев1, Р.В. Деев2
1 Московский государственный медико-стоматологический Поступив: 20.05.2020 университет им. А.И. ¡Евдокимова, Шсква, россия cnfi^l^ 28^2020
2 Северо-Западный государственный медицинский университет им. ИИ. Мечникова, Санкт-Петербург, Россия
BONE REGENERATION IN THE SOCKETS OF EXTRACTED TEETH USING AN AUTOLOGOUS DENTIN MATRIX
N.A. Redko1, A.Yu. Drobyshev1, R.V. Deev2
1 A.I. Evdokimov Moscow State University of Medicine and Dentistry, Moscow, Russia
2 I.I. Mechnikov North-Western State Medical University, St. Petersburg, Russia
e-mail: dr.redko@mail.ru
Дентальная имплантация в области ранее утраченных зубов является современным способом реабилитации пациентов с адентией. Актуальным остается поиск костнопластических материалов и методик предимплантационной остеопластики. Одним из таких материалов является аутогенный дентинный ма-трикс (АДМ), основой которого является измельченный удаленный зуб. Получение АДМ и технологии применения различны и недостаточно апробированы. Тем не менее применение данной методики может открыть новые клинические возможности.
В исследовании по применению АДМ приняли участие 20 пациентов от 18 до 65 лет. Пациенты проходили комплексное хирургическое и ортопедическое лечение для восстановления жевательной функции. На первом этапе проводили удаление зубов с одномоментной презервацией лунки удаленного зуба АДМ. Второй этап осуществляли через 3-4 месяца, который включал в себя забор костного трепан-биоптата и последующую дентальную имплантацию в области ранее удаленного зуба.
Гистологическому исследованию подвергнуто 42 образца, полученные через 12-17 недель после удаления. По своей структуре образованная в лунке костная ткань является ретикулофи-брозной, мало отличается от нативной, что позволяет сделать заключение о том, что к сроку в 15-17 недель процессы активного репаративного костобразования в лунке завершены, а необходимые местные условия для дентальной имплантации созданы.
Ключевые слова: аутогенный дентинный матрикс, презервация лунки зуба, костная ткань, регенерация.
Dental implantation in the area of previously lost teeth is a modern way to rehabilitate edentulous patients. The search for osteoplastic materials and methods of preimplantation osteoplasty remains topical. One of these materials is an autogenous dentin matrix (ADM), which is based on a crushed extracted tooth. ADM production and application technologies are different and insufficiently tested. Nevertheless, the application of this technique may open up new clinical possibilities.
The study on the use of ADM involved 20 patients from 18 to 65 years old. The patients underwent complex surgical and orthopedic treatment to restore chewing function. At the first stage, the extraction of teeth was performed with the simultaneous preservation of the socket of the extracted tooth ADM. The second stage was carried out 3-4 months later, which included the collection of bone biopsy specimen and subsequent dental implantation in the area of the previously extracted tooth.
42 specimens obtained 12-17 weeks after removal were subjected to histological examination. According to its structure, the bone tissue formed in the hole is reticulofibrous bone. Which allows us to conclude that by the time of 15-17 weeks, the processes of active reparative bone formation in the hole are completed, and the necessary local conditions for dental implantation have been created.
Keywords: autogenous dentine matrix, tooth socket preservation, bone tissue, regeneration.
Введение
Дентальная имплантация в области утраченных зубов является наиболее современным способом реабилитации пациентов с частичной или полной адентией [1]. Несмотря на широкое распространение методики, имеются и определенные ограничения по ее применению [2]. После удаления зуба происходят процессы резорбции и деформации (атрофии) альвеолярного отростка челюсти, что требует на подготовительном этапе выполнения реконструкции опорной кости, а затем имплантации [3-5]. Одним из путей решения данной проблемы выступает проведение презервации лунки удаленного зуба, т. е. пластики образовавшегося дефекта с использованием костнозамещающих препаратов сразу после удаления. Презервация лунки альвеолярной части челюсти направлена на предотвращение изменения размеров и объема гребня в предимплантационном периоде [6, 7].
«Золотым стандартом» материала, который возможно применять при замещении дефектов во всех клинических ситуациях, считается аутокостная ткань [8-10]. В то же время при использовании свободных костных аутотрансплантатов высока вероятность последующей
резорбции с потерей до 40% первоначального объема кости в течение первых 3 месяцев после операции [11, 12]. В связи с этим продолжается активный поиск остеопласти-ческих графтов, как естественного, так и искусственного происхождения, а совершенствование методик предим-плантационной остеопластики входят число чрезвычайно актуальных междисциплинарных научных задач.
Одним из относительно новых материалов является аутогенный дентинный матрикс (АДМ). Несколько десятков лет назад в отечественной экспериментально-гистологической практике были выполнены эксперименты по использованию дентиновой крошки для исследования ее индукционного влияния на регенерацию дентина и цемента [13], однако были получены небесспорные данные и дальнейшего развития это направление в 70-80-е годы не получило. Однако в дальнейшем, исследование этого материала получило «второе дыхание».
АДМ — это костнопластический материал, основой которого служит измельченный удаленный зуб [14, 15]. Однако, количество публикаций и объем представленных клинических данных об использовании данной методики в зарубежной и отечественной литературе незначителен.
л
g SAMT ÖfNTlN GRWOtЯ
Рис. 1. Зубная мельница Kometa Bio (США) с помещенными в нее зубами
Тем не менее, применение данной методики может открыть новые клинические возможности.
Значительное число исследователей при оценке результатов регенерации костной ткани ограничиваются результатами компьютерной томографии (КТ). Вместе с тем, следует указать, что гистологический анализ полученной кости является одним из наиболее объективных методов обоснования успешности регенерации [16].
Цель исследования — морфологическая характеристика регенерации костной ткани альвеолярного гребня челюстей при применении аутогенного дентина.
Материал и методы
Дизайн исследования
На кафедре челюстно-лицевой и пластической хирургии ФГБОУ ВО «Московский государственный медико-стоматологический университет им. А.И. Евдокимова» Минздрава России с 2018 по 2020 гг. выполнено рандомизированное клиническое исследование, одобренное независимым межвузовским комитетом по этике (Москва, протокол № 04-18 от 19.04.2018). Проведенное исследование соответствует стандартам Хельсинкской декларации (Declaration Helsinki) [17]. От всех пациентов получено письменное добровольное информированное согласие на участие в исследовании.
В работу включены пациенты (20 человек) с адентией, которым в качестве костнозамещающего материала применили АДМ. Возраст пациентов находился в диапазоне от 18 до 65 лет. Пациенты проходили комплексное хирургическое и ортопедическое лечение для восстановления жевательной функции.
Исследование проводилось в два этапа. На первом проводили удаление зубов с одномоментной презервацией лунки удаленного зуба АДМ. Второй этап осуществляли через 3-4 месяца, который включал в себя забор
' Korr
Рис. 2. Продукт измельчения удаленных зубов и комплект реактивов для их обработки
костного трепан-биоптата и последующую дентальную имплантацию в области ранее удаленного зуба. Одно наблюдение выполнено через 1 год после операции.
Получение аутогенного дентина
(аутогенного дентинового матрикса)
АДМ получали интраоперационно из удаленного зуба с применением зубной мельницы (производство «Ксит^а-Вю», США).
Поверхность удаленного зуба при помощи кюрет и бормашины очищали от т. н. «мягкотканного компонента» и зубного налета. Затем зуб высушивал и помещали в зубную мельницу, где происходило его измельчение (рис. 1).
После измельчения проводили 15-минутную обработку полученных частиц в раствором, содержащим 0,5 М каустической соды (1\1аОН) и 30% этилового спирта (рис. 2).
На следующем этапе частицы высушивали и нейтрализовали материал при помощи буферного раствора (5 мин.). После обработки АДМ вносили в лунку удаленного зуба. Вся процедура от момента удаления зуба до получения готового материала занимала около 30 мин.
Гистологическое исследование
Исследованию подвергнуто 42 образца, полученные на сроках от 12 до 17 недель после удаления. Через 3-4 месяца после удаления перед установкой дентальных имплантатов проводили взятие костной ткани с помощью костного трепана на минимальных оборотах при обильном орошении охлажденным физиологическим раствором. Получение трепан-биоптатов осуществляли после разреза слизистой оболочки и формирования слизисто-надкостничных лоскутов. В момент формирования костного ложа для дентального имплантата вместо пилотной фрезы использовался костный трепан, диаметром 3 мм и глубиной 10 мм.
Рис. 3. Регенерат из лунки, заполненной фрагментами аутодентина, 12 недель: * — трабекулы костного регенерата; в межтрабекулярном пространстве — реактивно измененная соединительная ткань (грануляционная ткань). Окраска: гематоксилин и эозин. Ув. х4
' > ' • - ~ 3
2
1
■■ • 'V-vk.,; - • • • , ' •> •- • " -V- Л , !.-,.■{ * \ : . ч л ; л, > ч ~л\ с V * - •• , ---- ' Л, V • - , V .
< ¡T -> Л*. - ' \ ' 1
Рис. 4. Фрагменты регенерата из лунки, заполненной фрагментами аутодентина, 13 недель:
1 — ретикулофиброзная костная ткань, покрытая активными остеобластами и включающая дифференцирующиеся остеоциты;
2 — реактивно измененная соединительная ткань;
3 — фрагмент имплантированного дентина. Окраска: гематоксилин
и эозин. Ув.: х250, х400
Полученный столбик тканей длиной 2-3 мм не менее суток фиксировали в забуференном растворе 10% формалина (Биовитрум, Россия). Образцы декальцини-ровали в стандартном коммерчески доступном растворе Биодек-Р (БиоОптика, Италия) в течение 1-3 суток при комнатной температуре. После нейтрализации остатков декальцинатора аммиачной водой осуществляли стандартную гистологическую проводку (изопреп, спирт-ксилол). Микротомию проводили в продольной по отношению к длин-нику биоптата плоскости, в единичных случаях—поперечно. Гистологические срезы толщиной 5-7 мкм окрашивали гематоксилином и эозином для подготовки к изучению общей структуры тканей регенерата; по Маллори—для диф-ференцировки различных тканевых элементов регенерата.
Помимо изучения срезов в световом микроскопе, все микропрепараты сканировали в микросокпе Leica Aperio 1000 (Германия). Полученные изображения оценивали с общеморфологических позиций. Акцент делался на соотношени тканей — соединительной, костной и других, развитость сосудистой сети, степень фиброзирования волокнистой соединительной ткани, присутствие миелоидного костного мозга, наличие или отсутствие признаков остеогенеза (активные остеобласты), резорбции материала и регенерата гигантскими многоядерными клетками (остеокластами).
В ходе морфометрического анализа оценивали объемную площадь костной ткани в срезе, объемную долю соединительной ткани и остаточной части костно-пласти-ческого материала, а также среднюю толщину трабекул. Морфометрия выполнена 30% включенных пациентов.
Результаты и обсуждение
В исследуемой группе регенерат из лунки после внесения в него фрагментов аутодентина был представлен костными структурами различных степеней выраженности и «зрелости». Через 12 и 13 недель область лунки выполнена костной тканью губчатого строения, в которой отмечены хорошо развитые костные анастомозирующие между собой трабекулы (рис. 3). На периферии они представлены преимущественно ретикуло-фиброзной костной тканью, а ближе к основанию отмечены зоны пластинчатого строения. На поверхности балок имеются синтетически активные остеобласты (рис. 4). Трабекулы развиваются в высококлеточной реактивно измененной соединительной ткани с хорошей степенью васкуляризации и, вероятно, высоким содержанием мультипотентных стромальных клеток.
Межтрабекулярно расположена более нежная соединительная ткань с высоким содержанием аморфного
. ; - _ "
РЯ 1 1
1 1 V 1, • 1 щ '
)
2 у,. Ч'. V;* V- *
* Х/г Щ 1 ь> 2
1
4 . * Л'
2 . \_rC-. ■ " г •
1 - > -
-■: * , '
2
1
1
Рис. 5. Фрагменты регенерата из лунки, заполненной фрагментами аутодентина, 15 недель: 1 — ремоделирующаяся ретикулофиброзная костная ткань; 2 — интегрированные в кость фрагменты имплантированного дентина. Окраска: гематоксилин и эозин. Ув.: х200
Рис. 6. Регенерат из лунки, заполненной фрагментами аутодентина, 17 недель: * — трабекулы костного регенерата, перестраивающаяся в пластинчатую ретикулофиброзная костная ткань; в межтрабекулярном пространстве — волокнистая соединительная ткань. Окраска: гематоксилин и эозин. Ув. х4
компонента и относительно низкой клеточностью; ее клетки стремятся к приобретению веретеновидной формы.
Особый интерес представляет состояние фрагментов дентина. Во-первых, констатировано отсутствие признаков воспаления — нет лейкоцитарной инфильтрации, признаков отека, повреждения сосудов, микробных колоний, что свидетельствует в пользу стерильности имплантированного материала. Во-вторых, дентиновые канальцы пусты, признаков собственных жизнеспособных клеточных элементов дентина не обнаружено. В зонах активного остеогенеза осколки дентина интегрированы в общий костный регенерат (см. рис. 4).
Между поверхностью дентина и формирующимся костным веществом отсутствует соединительнотканная прослойка, новообразованная костная ткань формируется непосредственно в связи с образцами дентина. При этом, однако, на срок 13 недель структурная целостность дентина в основном сохранена, гигантоклеточная резорб-ционная активность не выявлена. В некоторых полях зрения граница дентин-новообразованная кость узуриро-вана. Однако узуры мелкие, неглубокие (см. рис. 4).
В целом, характеризуя начальный период костной регенерации следует отметить, что к 12-недельному сроку альтернативные проявления пройдены, признаков воспаления нет, костная регенерация весьма эффективна, материал подвергается медленной резорбции, не препятствует остеогенезу, не исключено, что выполняет функцию индуктора образования кости из компонентов микроокружения.
Через 12 недель костный регенерат выражен, отмечена тенденция к перестройке ретикулофиброзной костной ткани в пластинчатую, что наиболее выражено к 15 неделе наблюдения. Мелкие осколки дентина инкрустируют новообразованную костную ткань (рис. 5), причем, часто они покрыты достаточно толстым слоем костных пластинок с низким числом остеоцитов между ними.
Обнаруженное состояние имплантированного материала, с одной стороны свидетельствует о высоких остеоин-тегративных свойствах, о потенциально возможной остео-индукции. Вместе с тем, низкая клеточность пластинчатой костной ткани, отсутствие собственных питающих сосудов создает условия для замедления резорбции материала и последующего ремоделирования регенерата.
Рис. 7. Пластинчатая костная ткань на поверхности фрагментов аутодентина, 12 мес.: 1 — фрагмент имплантированного дентина; 2 — пластинчатая костная ткань. Окраска: по Маллори; гематоксилин и эозин. Ув.: х200
Таблица. Морфометрические показатели регенерата, полученного от пациентов, перенесших имплантацию АДМ
№ п/п Пол Возраст (лет) Срок наблюдения (мес.) Объемная площадь костной ткани в срезе (%) Объемная площадь соединительной ткани в срезе (%) Объемная площадь АДМ в срезе (%) Средняя толщина трабекул (мкм)
Ж 27 3 17,5 66,8 15,7 46,7±20,4
Ж 27 3 60,8 38,1 1,1 55,2±39,9
Ж 47 4 69,3 25,8 4,9 108,4±80,5
Ж 42 4 * 58,9 27,5 49,2±21,9
М 39 5 76,2 9,7 * 129±70
М 47 5 50,1 40 * 133,5±69,4
М 35 12 74,6 3,5 22,2 79,6±32,2
Примечание: * провести морфометрию технически невозможно.
Через 17 недель в биоптатах выявлена развитая сеть анастомозирующих костных трабекул преимущественно пластинчатого строения. Особенностью развития регенерата на этой стадии является отсутствие большого числа активных остеобластов. Вероятно, сформированный костный компонент регенерата прошел основные этапы формирования и ремоделирования (рис. 6). Между балками расположена умеренно развитая волокнистая соединительная ткань без признаков заселения клетками гемопоэза. В некоторых межбалочных ячейках лежат фрагменты костнопластического материала, утратившие гистотипическое строение и, вероятно, подвергающиеся разрушению. Общие объемы и развитость трабекул, формирование в некоторых участках структур по типу первичных остеонов и интратрабекулярных остеонов свидетельствует в пользу выраженных механических свойств новообразованной в лунке костной ткани. В целом по своей структуре образованная костная ткань мало отличается от нативной, характерной, что позволяет сделать заключение о том, что к сроку в 15 недель процессы репаративного костобразования в лунке завершаются. Вместе с тем, отмечено, что тканевая реакция в зоне регенерации разных пациентов вариабельна с учетом полов-возрастных и анамнестических особенностей. Нельзя не согласиться с мнением, что активность костеобразова-тельного процесса и его завершенность может зависеть как от местных, так и от общих факторов [18, 19].
При изучении биоптата, полученного от пациента через 1 год установлено, что общая архитектоника губчатого вещества костной ткани восстановлена, однако каких-либо существенных различий по сравнению с 5-месячными наблюдениями выявить не удалось. Важно, что на этом сроке не обнаружены гигантские многоядерные
клетки — окстеокласты, резорбирующие структуры регенерата, что нередко наблюдается при индуцированном костнопластическими материалами остеогенезе. Часть фрагментов аутодентина инкорпорировано в неваскуляризрованную пластинчатую костную ткань (рис. 7). Новообразованная жизнеспособная кость изолирует материал от тканевой внутренней среды, что, вероятно, способствует замедлению резорбции имплантированного дентина.
Морфометрия показала, что доля костной ткани врегенерате на ранних сроках (3 мес.) у проанализированных пациентов составляла около 30%. Этот показатель увеличивался со временем, достигая к 4-5 мес. величины 50-70%. Через год общая объемная площадь костной ткани в срезах составила 74% из которых на долю пластинчатой костной ткани приходилось до 19%. К концу наблюдения около 1/5 всего регенерата приходилось на инкрустирующие кость фрагмента АДМ, причем этот показатель в ходе всего исследования менялся мало. Средняя толщина трабекул являлась весьма вариабельным показателем с явной тенденцией к увеличению к 4-5 месяцем и последующим ремодерированием (табл.)
Таким образом выявлено, что пластика лунки при помощи АДМ влечет за собой гистотипическую регенерацию в зоне операции а сам материал обладает остеоинте-грационным потенциалом. Развившаяся в лунке костная ткань является близкой по своему строению к нативной, что позволяет рассчитывать на долгосрочное полноценное функционирование костнопластического имплантата в качестве опоры для ортопедической конструкции.
Благодарности
Авторы выражают признательность ЕВ. Преснякову.
1
1
2
2
ЛИТЕРАТУРА [REFERENCES]:
1. Kulakov A.A. Dental implantation: national guidelines. Moscow: GEOTAR-Media; 2018.
2. Mikhailovskiy A.A., Kulakov A.A., Korolev V.M. et al. Clinical and radiological study on tissue regeneration after alveolar bone augmentation with various osteoplastic materials and membranes. Stomatologiya. 2014; 93(4): 37-40.
3. Tan W.L., Wong T.L., Wong M.C., Lang N.P. A systematic review of postextractional alveolar hard and soft tissue dimensional changes in humans. Clin. Oral. Implants. Res. 2012; 23: 1-21.
4. Cardaropoli D., Tamagnone L., Roffredo A. et al. Socket preservation using bovine bone mineral and collagen membrane: a randomized controlled clinical trial with histologic analysis. Int. J. Periodontics. Restorative. Dent. 2012; 32(4): 421-30.
5. Majzoub J., Ravida A., Starch-Jensen T. et al. The Influence of Different Grafting Materials on Alveolar Ridge Preservation: a Systematic Review. J. Oral Maxillofac. Res. 2019; 10(3):e6. doi:10.5037/jomr.2019.10306
6. Ten Heggeler J.M., Slot D.E. Effect of socket preservation therapies following tooth extraction in non-molar regions in humans: a systematic review. Clin. Oral. Implants. Res. 2011; 22(8): 779-88.
7. Avila-Ortiz G., Chambrone L., Vignoletti F. Effect of alveolar ridge preservation interventions following tooth extraction: A systematic review and meta-analysis. J. Clin. Periodontol. 2019; 46(Suppl 21): 195-223.
8. Drobyshev A.Yu., Yanyshevich O.O. Maxillofacial surgery. Textbook. Moscow: GEOTAR-Media; 2018.
9. Finkemeier C.G. Bone-grafting and bone-graft substitutes. J. Bone Joint Surg. Am. 2002; 84(3): 454-64.
10. Heiß C., Rupp M., Knapp G. Knochenersatz und Knochenaufbau [Bone Replacement and Bone Formation]. Z. Orthop. Unfall. 2019; 157(6): 715-28.
11. Mertens C., Decker C., Seeberger R. et al. Early bone resorption after vertical bone augmentation — a comparison of calvarial and iliac grafts. Clin. Oral Implants. Res. 2013; 24(7): 820-25.
12. Niederhagen B., Hültenschmidt D., Krumholz K. et al. Mandibular reconstruction with a free avascular iliac crest transplant. Fortschr. Kiefer Gesichtschir. 1994; 39: 76-8.
13. Polezhaev L.V. Regeneration by induction. Moscow: Medicina; 1977.
14. Binderman I., Hallel G., Nardy C. et al. A novel procedure to process extracted teeth for immediate grafting of autogenous dentin. Interdiscipl. Med. Dent. Sci. 2014; 2(154): 6-11.
15. Kim E.S. Autogenous fresh demineralized tooth graft prepared at chairside for dental implant. Maxillofac. Plast. Reconstr. Surg. 201 5; 37(1): 8.
16. Canellas J.V.D.S., Ritto F.G., Figueredo C.M.d.S. et al. Histomor-phometric evaluation of different grafting materials used for alveolar ridge preservation: a systematic review and network meta-analysis. Int. J. Oral. Maxillofac. Surg. 2019; 49(6): 797-810.
17. World Medical Association. WMA Declaration of Helsinki — Ethical Principles for Medical Research Involving Human Subjects [Online]. URL: http://www.wma.net/en/ 30publications/10policies/b3/ index.html.
18. Deev R.V., Bozo I.Ya., Tsupkina N.V. et al. Differentiations of transplanted in bone defect multipotent mesenchymal stromal cells. Cellular Transplantation and Tissue Engineering. 2010; 5(3): 25-26.
19. Deev R.V., Drobyshev A.Yu., Bozo I.Ya. Ordinary and Activated Osteoplastic Materials. Vestnik travmatologii i ortopedii imeni N.N. Priorova. 2015; 1:51-69.
