Результаты поднадкостничного инъекционного введения остеопластических материалов в альвеолярную часть челюсти экспериментальных животных

Безруков С.Г.; Герасименко О.В.; Саенко Т.С.

УДК 616.314-089-071.3+617.528

РЕЗУЛЬТАТЫ ПОДНАДКОСТНИЧНОГО ИНЪЕКЦИОННОГО ВВЕДЕНИЯ ОСТЕОПЛАСТИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ В АЛЬВЕОЛЯРНУЮ ЧАСТЬ ЧЕЛЮСТИ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ЖИВОТНЫХ

Безруков С. Г., Герасименко О. В., Саенко Т. С.

Кафедра хирургической стоматологии, Медицинская академия имени С. И. Георгиевского ФГАОУ ВО «КФУ им. В. И. Вернадского», 295051, бульвар Ленина, 5/7, Симферополь, Россия

Для корреспонденции: Безруков Сергей Григорьевич, доктор медицинских наук, профессор, заведующий кафедрой хирургической стоматологии Медицинской академии им. С. И. Георгиевского, е-mail: ph.bezrukov@ gmail.com

For correspondence: Bezrukov S.G., MD, Head of the Department of surgical stomatology, Medical Academy named after S.I. Georgievsky of V.I. Vernadsky CFU, е-mail: [email protected]

Information about authors:

Bezrukov S. G., orcid.org/0000-0002-4362-5946

РЕЗЮМЕ

По данным визуальных, пальпаторных и морфологических исследований изучены местные воспалительные и восстановительные реакции, возникающие в тканях альвеолярной части челюсти экспериментальных животных после поднадкостничного инъекционного введения остеопластических материалов. Установлено, что на фоне сочетанного использования биопластов (обогащенная тромбоцитами плазма и взвесь мелкодисперсного порошка Биомин ГТлС) регенеративные процессы протекают более активно и выраженно (основная группа, n=15) в сравнении с монотерапевтическим воздействием аутогенной обогащенной тромбоцитами плазмы крови (PRP) (контрольная группа, n=15), что ведет к формированию костного регенерата, включающего костные балки и перегородки, большое количество остеобластов, структуры по типу остеонов и гаверсовых каналов. Завершаются восстановительные реакции в период 30-х-60-х суток после инъекционной остеопластики.

Ключевые слова: экспериментально-морфологическое исследование; остеопластические материалы; инъекционное поднадкостничное введение; альвеолярная часть челюсти.

THE RESULTS OF SUBPERIOSTEAL INJECTION INTRODUCTION OF OSTEOPLASTIC MATERIALS INTO THE ALVEOLAR PART OF THE JAW OF EXPERIMENTAL ANIMALS

Bezrukov S. G., Gerasimenko O. V, Sayenko T. S.

Medical Academy named after S. I. Georgievsky of Vernadsky CFU, Simferopol, Russia

SUMMARY

Based on visual, palpatory and morphological studies, the local inflammatory and regenerative reactions that occur in the tissues of the alveolar jaw parts of experimental animals after subperiosteal injection of osteoplastic materials have been studied. It has been established that regenerative processes are more actively and more pronounced (the main group, n = 15), as compared to monotherapy with PRP (control group, n = 15), against the background of combined use of bioplasts (platelet-enriched plasma and suspension of finely divided powder Biomin GTP). This leads to formation of bone regenerate, including bone beams and septa, a large number of osteoblasts, structures like osteons and Haverian canals. Rehabilitation reactions are completed at the period of 30th-60th day after injection osteoplasty.

Key words: experimental morphological study; osteoplastic materials; injection subperiosteal introduction; alveolar part of jaw.

Известно, что даже при типичном удалении зуба и отсутствии у пациентов сопутствующих соматических патологий неизбежно развивается процесс постэкстракционной атрофии альвеолярного отростка, который составляет 72,2 % от всех постэкстракционных осложнений [2]. При необходимости проведения сложного или атипичного удаления зуба процесс постэкстракционной атрофии альвеолярной кости усугубляется развитием ограниченных дефектов и деформаций.

Основным хирургическим методом лечения этой патологии является местное применение

различных остеопластических материалов, в частности их имплантация в участок уже сформировавшейся деформации или атрофии альвеолярного отростка. При этом наименее травматичной методикой поднадкостничного введения остеопластической комбинации сегодня представляется инъекционная. К тому же она позволяет более точно дозировать вводимые препараты и осуществлять процесс аугментации альвеолярного отростка в несколько этапов. Вместе с тем до настоящего времени такая методика не изучена и не нашла себя в стоматологии. Существует большое количество

КРЫМСКИЙ ЖУРНАЛ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ И КЛИНИЧЕСКОЙ МЕДИЦИНЫ

остеопластических материалов, применяемых в хирургической стоматологии и челюстно-ли-цевой хирургии [3]. При этом многие авторы отмечают значительное ускорение процесса регенерации, минерализации и структуризации альвеолярной кости при местном применении остеокондуктивных материалов в комбинации с аутогенной обогащенной тромбоцитами плазмы крови (PRP), содержащей высокую концентрацию факторов роста, лейкоциты и фибрин.

Помимо выраженного остеогенного эффекта, привлекательным является также относительная безопасность, простота и дешевизна метода. Основываясь на высокой перспективности, актуальной и целесообразной представляется разработка метода инъекционного поднадкостничного введения в ткани PRP в комбинации с порошковой взвесью остеопла-стического материала синтетического происхождения. В связи с этим заслуживает внимания препарат Биомин (ЦНТП «Рапид», Украина), выпускаемый в виде порошка с размером частиц 0,01-0,08 мм, основу которого составляет гидроксиапатит и трикальцийфосфат.

Целью исследования является повышение эффективности и снижение травматичности лечения хирургических стоматологических больных с ограниченной постэкстракционной атрофией и деформацией альвеолярного отростка челюсти путём разработки и внедрения инъекционного метода поднадкостнич-ного введения остеопластических материалов.

МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ

Экспериментально-морфологическое исследование проведено на 30 крысах линии Вистар. Были сформированы две экспериментальные группы по 15 животных в каждой. В первой группе производили однократное инъекционное поднадкостничное введение обогащенной тромбоцитами аутоплазмы крови (PRP). Во второй группе по такой же методике вводили PRP в сочетании с синтетическим осте-опластическим материалом «Биомин ГТлК».

Забор крови (объёмом 0,7-1,0 мл) осуществляли из сосудов хвоста животного путём ее вакуумной аспирации одноразовым шприцем, в который предварительно вводили 0,05 ЕД гепарина. Взятую кровь помещали в стандартные стерильные завинчивающиеся круглодонные пластиковые пробирки объемом 2,0 мл, центрифугировали в течение 10 мин при 2000 об/ мин, затем ещё 15 мин при 4000 об/мин на центрифуге настольной лабораторной (HETTICH EBA-20 производства ANDREAS HETTICH GmbH&Co. KG - Германия № 2006/470).

Из полученного центрифугата отбирали нижнюю часть плазмы, обогащённую тромбоцитами желто-розового цвета (в среднем 0,2-0,3 мл). Полученный таким образом PRP-гель (0,2 мл) вводили инсулиновым шприцем поднадкостнично вестибулярно в молярную область нижней челюсти крысы. Во второй экспериментальной группе животным в аналогичный участок инъ-екционно инсулиновым шприцем, но иглой для в/м введений (для лучшего прохождения осте-опластического материала) вводили взвесь порошка Биомина ГТлК (0,1 г) в PRP-геле (0,1 мл).

Все изменения местных клинических симптомов в раннем постинъекционном периоде фиксировались на 1-е, 3-и, 5-е, 7-е, 10-е, а также на 30-е и 60-е сутки. Определяли выраженность таких клинических симптомов, как гиперемия слизистой оболочки и отек мягких тканей в зоне инъекционной травмы.

Животных выводили из эксперимента через 7, 10, 30 и 60 суток наблюдений (по три-четыре особи) путем декапи-тации под общим (эфирным) наркозом.

В ходе выполнения исследования нами соблюдались все биоэтические нормы работы с экспериментальными животными, прописанные в законе РФ «О защите животных от жестокого обращения» № 3447-IV, статья 26 (от 21 февраля 2006 г.).

Для углублённого исследования особенностей течения местных восстановительных реакций, протекающих в тканях пародонта экспериментальных животных после инъекционного поднадкостничного введения осте-опластических материалов, нами проведено гистологическое исследование. Биоптаты для микроскопического изучения готовили по общепринятым рекомендациям [1; 2]. Материал окрашивали гематоксилин-эозином. Просмотр и фотографирование материала осуществляли на световом микроскопе Olympus CX41.

РЕЗУЛЬТАТЫ

Макроскопические исследования результатов локальной инъекционной остеопластики позволили установить, что в обеих группах сравнения местные воспалительные реакции на инъекционное введение остеопластичеких материалов были выражены незначительно. Как по признаку местной гиперемии, так и по признаку постинъекционного отека значимых межгрупповых различий выявлено не было. Местные воспалительные реакции стихали на 3-5-е сутки наблюдений, в то время как с 7-10-х суток при пальпации альвеолярного отростка в участке инъекционной аугментации определялась плотная новообразованная ткань полу-

округлой формы. По своим объемам выступающий участок был более выраженным у животных во 2-й группе, что обусловлено, на наш взгляд, сочетанным остеопластическим эффектом от использования РЯР и препарата Биомин.

Более объемная и объективная информация получена нами в ходе гистологического анализа экспериментального материала. Данные, выявленные через 7 суток после инъекционных манипуляций, указывают на присутствие в тканях пародонта воспалительных и дистрофических изменений, умеренно выраженных в обеих группах сравнения. На этом фоне параллельно прослеживались активно развивающиеся про-лиферативные реакции, которые были зарегистрированы в эпителиальном и подслизистом слоях, в надкостнице, кости и периодонте соседнего зуба. Важным, на наш взгляд, фактом является быстрое прогрессирование местных восстановительных реакций, связанных с формированием новых тканевых структур в виде нарастания числа фибробластов, хаотично расположенных коллагеновых волокон молодой соединительной ткани (на 10-е сутки наблюдений; рис. 1); появления остеобластов, формирования новых кровеносных сосудов, гаверсовых каналов и костных балок (на 30-е сутки). Эти признаки свидетельствовали о выраженном остеоиндуктивном эффекте, связанном с применением РЯР и препарата Биомин. Сведения, полученные на 60-е сутки эксперимента, указывали на постепенное продолжение и завершение местных восстановительных процессов путем формирования участка новообразованной кости. При этом продуктивность перечисленных реакций была более выраженной во 2-й экспериментальной группе на фоне применения двух остеопластических материалов.

Таким образом, экспериментально-морфологическая оценка эффективности изолированного (на примере РЁР) и сочетанного (РЯР +Биомин) инъекционного поднадкостнично-го введения остеопластических материалов позволила выявить существенные различия только по одному признаку - объему прироста костной ткани. В целом, макро- и микроскопические исследования показали, что инъекционный метод аугментации альвеолярного отростка (с применением описанных методик) не вызывает выраженных местных воспалительных реакций, оптимизирует условия для течения восстановительного процесса (в зоне присутствия остеопластических материалов), первые морфологические признаки которого определяются уже на 10-е, а признаки завершения - на 60-е сутки наблюдений.

Рис. 1. Микрофотография препарата крысы. 2-я экспериментальная группа. 10-е сутки исследования. Хаотично расположенные коллагеновые волокна молодой соединительной ткани, фибро-бласты. Окраска гематоксилином и эозином. Ув. х400

Рис. 2. Микрофотография препарата крысы. 2-я экспериментальная группа. 10-е сутки исследования. Формирование гаверсовых каналов. Окраска гематоксилином и эозином. Ув. х400.

Рис. 3. Микрофотография препарата крысы. 2-я экспериментальная группа. 10 сутки исследования. Хаотично расположенные новообразованные костные балки и перегородки, остеобласты, фиброзная ткань. Окраска гематоксилином и эозином. Ув. х200.

2018, т. 8, № 1

КРЫМСКИЙ ЖУРНАЛ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ И КЛИНИЧЕСКОЙ МЕДИЦИНЫ

ВЫВОДЫ

По данным экспериментально-морфологического исследования, инъекционное поднадко-стичное введение остеопластических материалов по предложенной методике вызывает умеренно и незначительно выраженные местные воспалительные реакции, завершающиеся к 7-10-м суткам, без существенных межгрупповых различий.

В эти же сроки начинают прослеживаться про-лиферативные реакции, распространяющиеся на ткани всего пародонтального комплекса (эпителий, подслизистый слой, надкостница и кость).

Завершаются восстановительные процессы на 30-60-е сутки наблюдений путем формирования в зоне аугментации новообразованной грубоволокнистой соединительной ткани, включающей костные балки и перегородки, большое количество остеобластов, структуры по типу остеонов и гаверсовых каналов.

Продуктивность перечисленных изменений более выражена во 2-й группе сравнения на фоне сочетанного использования остеопластических материалов.

Конфликт интересов. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

The authors have no conflict of interests to declare.

ЛИТЕРАТУРА

1. Безруков С. Г., Саенко Т. С., Филоненко Т. Г. Экспериментально-морфологическая оценка результатов аугментации альвеолярного отростка инъекционным методом. Таврический медико-биологический вестник. 2013;16(3):23-26.

2. Безруков С. Г., Герасименко О. В. Экспериментально-морфологическое обоснование метода инъекционного поднадкостничного введения остеопластических материалов для аугментации альвеолярного отростка. Таврический медико-биологический вестник. 2014; 17(1):9-13.

3. Воложин Г А., Мкртчян Г. В., Десятниченко К. С. Перспективы использования остеопластических материалов с факторами роста в хирургической стоматологии. Образование, наука и практика в стоматологии: сб. тр. VII Всерос. науч.-практ. конф. / под ред. О.О. Янушевича, И.Ю. Лебеденко. Санкт-Петербург: Человек, 2010:33-34.

4. Иванов С. Ю., Ямуркова Н. Ф., Мураев А. А. Устранение дефектов альвеолярной части нижней челюсти методом сэндвич-пластики. Стоматология. 2010; 89(2):42-47.

5. Иванов С. Ю. и др. Исследование нового биокомпозиционного остеопластического материала на основе костного минерального компонента, гиалуро-новой кислоты и сульфатированных гликозаминогли-канов. Российский вестник дентальной имплантологии. 2015;31(1):14-19.

6. Ушаков А. И. и др. Планирование дентальной имплантации при дефиците костной ткани и профилактика операционных рисков. Часть 1. Лучевая диагностика. Стоматология. 2012;(1):48-53.

7. Эйзенбраун О. В., Тарасенко С. В. Сравнительный анализ реконструктивных операций альвеолярной кости традиционным методом и туннельным методом костной пластики. Здоровье и образование в XXI веке. 2013;15(1-4):24-26.

8. Янушевич О. О., Рунова Г. С., Выборная Е. И. Использование остеотропных материалов при лечении заболеваний пародонта хирургическими методами. Медицинский совет. 2011;(7/8):101-103.

9. Chen F.-M. et al. A review on endogenous regenerative medicine. Biomaterials. 2010;(31):7892-7927.

10. Alfaro F. H., Puchades M. S., Martinez R. G. Total reconstruction of the atrophic maxilla with intraoral bone grafts and biomaterials: a prospective clinical study with cone beam computed tomography validation. Int. J. Oral Maxillofac. Implants. 2013.;28:241-251.

11. Bradley S., McAllister K., Haghight A. Bone augmentation techniques. J. Periodontal. 2007Г;(3):377-390.

12. Malhotra N., Mala K. Regenerative endodontics as e tissue engineering approach: past, current and future. Aust. Endod. J. 2012;38(3):137-148.

13. Tarnow D. P. et al.// Maxillary sinus augmentation using recombinant bone morphogenetic protein-2/ acellular collagen sponge in combination with a mineralized bone replacement graft: A report of three cases. Int. J. Periodontics Restorative Dent. 2010;30:139-149.

14. Simion M., Rocchietta I., Dellavia C. Three-dimensional ridge augmentation with xenograft and recombinant human platelet-deriv growth factor-bb in humans: Report of two case. Int. J. Periodontics Restorative Dent. 2007;27:109-115.

15. Urban I. А., Lozada J. A prospective study of implants placed in augmented sinuses with minimal and moderate residual crestal bone: results after 1 to 5 years. Int. J. Oral Maxillofac. Implants. 2010;25:1203-1212.

REFERENCES

1. Bezrukov S. G., Sayenko T. S., Filonenko T. G. Experimental and morphological evaluation of the results of injection-method augmentation of the alveolar process. Tavricheskii mediko-biologicheskii vestnik. 2013;16(3):23-26. (In Russ.).

2. Bezrukov S. G., Gerasimenko O. V. Experimental and morphological substantiation of the method of subperiosteal injection introduction of osteoplastic materials for augmentation of the alveolar process. Tavricheskii mediko-biologicheskii vestnik. 2014; 17(1):9-13. (In Russ.).

3. Valozhin G. A., Mkrtchyan G. V., Desyatnichenko K. S. Prospects for using osteoplastic materials with growth factors in surgical dentistry. Obrazovanie, nauka i praktika v stomatologii: Sb. tr. VII Vseros. nauch.-prakt. konf. / Ed.

by O. O. Yanushevich, I. Yu. Lebedenko. St. Petersburg: Chelovek, 2010:33-34. (In Russ.).

4. Ivanov S. Yu., Yamurkova N. F., Muraev A. A. Elimination of defects of the alveolar part of the lower jaw by the sandwich-plastic technique. Stomatologiya. 2010; 89(2):42-47. (In Russ.).

5. Ivanov S. Yu. Research of a new biocomposite osteoplastic material based on a bone mineral component, hyaluronic acid and sulfated glycosaminoglycans. Rossiiskii vestnik dental'noi implantologii. 2015;31(1):14-19. (In Russ.).

6. Ushakov A. I. Planning of dental implantation in case of bone tissue deficiency and prevention of operational risks. Part 1. Radiation diagnostics. Stomatologiya. 2012;(1):48-53. (In Russ.).

7. Eisenbraun O. V., Tarasenko S. V. Comparative analysis of reconstructive operations of the alveolar bone performed with the traditional method and the tunnel method of osseous plastic surgery. Zdorov'e i obrazovanie v XXI veke. 2013;15(1-4):24-26. (In Russ.).

8. Yanushevich O. O., Runova G. S., Vybornaya E. I. Use of osteotropic materials in the treatment of periodontal diseases by surgical methods. Meditsinskii sovet. 2011;(7/8):101-103. (In Russ.).

9. Chen F. M. et al. A review on endogenous regenerative medicine. Biomaterials. 2010;(31):7892-7927.