Коллаборация ученых ПГУ, ПИУВ, СтГМУ и компании «Кардиоплант» помогут определить самые эффективные отечественные остеопластические материалы
Коллаборация ученых подведомственного Минобрнауки России Пензенского государственного университета (ПГУ), Пензенского института усовершенствования врачей (ПИУВ) — филиал ФГБОУ ДПО РМАНПО, Ставропольского государственного медицинского университета (СтГМУ), компании «Кардиоплант» сможет предложить современной стоматологии более эффективные костнозамещающие материалы отечественного производства, используемые на этапах зубной имплантации. Ученые первыми использовали новую экспериментальную животную модель для изучения регенеративного потенциала костных дефектов на локтевых отростках у овец. Ими также найден хирургический доступ для проведения таких манипуляций. В настоящее время способ запатентован. Новаторы продолжают исследование: увеличивают количество подопытных животных и вводят новые материалы. Об этом сообщило ТАСС.
Современная стоматология не стоит на месте. Она готова практически во всех случаях вернуть человеку былую улыбку или откорректировать имеющиеся дефекты. Восстановить потерянные зубы из-за перенесенных воспалительных заболеваний, травм можно различными способами: протезированием, реставрацией, имплантацией и другими. Инновационным признана дентальная имплантация. Она восстанавливает целостность и функцию зубного ряда, возвращает эстетическую форму и цвет зубов.
Дентальная имплантация — методика, направленная на вживление преимущественно титановых корневидных винтов в верхнюю или нижнюю челюсть. Титановый винт заменяет натуральный корень потерянного зуба. На него устанавливается абатмент. Поясним. Абатмент — это надкостный элемент протезирования, соединяющий коронку (зуб) и имплант (винт).
«Дентальная имплантация в последние десятилетия имеет повышенный интерес не только у пациентов, но и у клиницистов. Один из самых ее ответственных этапов — это процесс восстановления утраченного объема костной ткани альвеолярного гребня. Простыми словами говоря, участка, который „удерживает” зуб», — поделился один из разработчиков, канд. мед. наук, доцент ПИУВ Дмитрий Стоматов.
Альвеолярный гребень виден невооруженным глазом. Он располагается над зубным рядом верхней челюсти и под зубным рядом нижней.
При потере одного зуба или нескольких его ткань истончается, а без своевременного протезирования может возникнуть значительная деформация. В таких ситуациях перед имплантацией альвеолярный гребень необходимо восстановить. Это делают с помощью костных трансплантатов: аутогенных, ксеногенных, аллогенных, синтетических. Каждый из них имеет свои недостатки. Например, их неприживление в последующем может привести к отторжению имплантата (потеря искусственного зуба) и повторной операции.
«
Необходимо точно знать, какой материал лучше соответствует предъявляемым требованиям: биологическая совместимость, способствовать процессам костной регенерации, образовывать жизнеспособный костный регенерат и другие. Разработка новых остеопластических материалов требует экспериментального исследования их безопасности на доклиническом этапе. Для этого мы предлагаем новый способ», — добавил Дмитрий Стоматов.
Коллаборация ученых ПГУ, ПИУВ, СтГМУ, компании «Кардиоплант» — канд. мед. наук, доцент кафедры стоматологии общей практики, стоматологии терапевтической и стоматологии детской ПИУВ Дмитрий Стоматов, канд. мед. наук, доцент кафедры «Стоматология» Медицинского института ПГУ Александр Стоматов, д-р мед. наук, доцент, начальник Центра инноваций и трансфера технологий, профессор кафедры стоматологии общей практики и детской стоматологии СтГМУ Александр Долгалев, канд. мед. наук, доцент кафедры «Челюстно-лицевая хирургия» Медицинского института ПГУ Надежда Макарова — предлагает использовать способ моделирования костного дефекта на локтевом отростке овец для исследования регенераторного потенциала остеопластических материалов.
Ученый Дмитрий Стоматов пояснил, клинические испытания в настоящее время проводят на мышах, крысах, морских свинках, кроликах, козах. Для проверки биосовместимости используют различные места имплантации и методы: внутрибрюшинное, подкожное, внутрикостное и внутримышечное.
«Все равно полноценную картину мы не получаем, потому что есть явные различия в микроархитектонике, скорости изменений и метаболизме костной ткани этих животных. Из-за малых размеров костей скелета у грызунов невозможно воссоздать большие дефекты. И имплантатов на одну особь ограниченное количество», — поделился Дмитрий Стоматов.
Поэтому научный коллектив для эксперимента выбрал овцу. Овца — крупное животное, имеющее сопоставимую с людьми скорость ремоделирования и метаболизма костной ткани. Размеры костей скелета представителей этого вида позволяют создать у одной особи несколько дефектов. До ученых ПГУ, ПИУВ, СтГМУ, компании «Кардиоплант» никто не проводил эксперимент в области локтевого отростка передних конечностей овцы. Они проводились на длинных костях скелета животного: подвздошная кость, лопатка, бедренная и большеберцовая кости. Их архитектоника слишком отличается от альвеолярного гребня челюсти человека. При этом требует сложного хирургического вмешательства.
«
Локтевой отросток передних конечностей овцы имеет схожее анатомическое строение и архитектонику с альвеолярной частью челюстей человека. Покров костной ткани (кортикальный слой) и внутренний, представленный губчатым веществом с костномозговыми пространствами небольшого размера», — рассказал Александр Стоматов.
При хирургическом доступе к кости не возникнет сложностей. Локтевой отросток покрыт тонкой кожей. Нет риска повредить магистральные сосуды и нервы.
Ученые провели доклинические исследования на трех половозрелых овцах. Операция проходила следующим образом.
Животное погружали в наркоз, затем готовили операционное поле, сбривая подшерсток. После обработки антисептиком медики выполняли углообразный разрез по контуру локтевого отростка. Специальным распатором они скелетировали (отсоединяли) отросток от мягких тканей. В обнаженной костной структуре далее трепанировали по четыре дефекта в каждом отростке (передней правой и левой конечностях). Дефекты цилиндрической формы с глубиной 5 мм и диаметром 7 мм.
В каждый дефект вносили исследуемые костнопластические материалы. А затем их изолировали специальной мембраной от мягких тканей. Семь из них с остеопластическим материалом. 8-й — контрольный. Его заполняли кровяным аутосгустком.
Исследователям удалось проверить семь образцов остеопластического материала отечественного производства компании «Кардиоплант». Их особенность — уникальная технология обработки (метод флюидной экстракции). Она позволяет сохранять коллагеновую структуру в костных гранулах материала. Это положительно влияет на процессы ангиогенеза (образование кровеносных сосудов) и остеогенеза (костеобразование) при восстановлении костных дефектов.
«Дефекты с внесенными костным материалом изолировали от окружающих тканей барьерной мембраной BioPlate Barrier (производства компании „Кардиоплант”). Далее кожный лоскут возвращали на место и зашивали», — рассказал о ходе операции Александр Стоматов.
Следили за приживлением с помощью рентгена.
Животные выводились из эксперимента через три недели, три месяца и полгода. Это идеальные временные периоды, так как они соотносятся с периодами заживления костной ткани. Структура костей и их минеральная плотность проверялись с помощью микрокомпьютерной томографии и гистологического исследования.
Экспериментальные исследования проводились на базе Центра доклинических исследований в Пензе.
Результаты эксперимента показали, что локтевой отросток по толщине и структуре схож с челюстной костью человека. Предложенная модель дефекта костной ткани проста в реализации.
«Все животные благополучно перенесли операцию. В послеоперационном периоде не наблюдалось ограничений двигательной активности, нарушения аппетита», — поделился Александр Стоматов.
Хирургический доступ эффективен и позволяет получить полноценную информацию об изменениях в области имплантируемых дефектов. Кроме того, отслеживать их можно на различных стадиях регенераторного процесса. Удобный хирургический доступ также обладает малой травматичностью. Это помогает избежать многих послеоперационных осложнений.
«Предложенный хирургический доступ наносит минимальные травмы животному по сравнению с другими участками (череп, челюстные кости, подвздошная кость, лопатка). Мы снижаем риски послеоперационных осложнений. Животное быстро восстановится после операции», — прокомментировал Дмитрий Стоматов.
Способ запатентован. В настоящее время научный коллектив продолжает исследование. В планах — увеличить количество подопытных животных и продолжить изучение новых отечественных материалов производства компании «Кардиоплант».
Предложение ученых найдет свое применение в доклинических экспериментах с целью оценки безопасности, свойств и эффективности новых и существующих регенеративных материалов.