Джузеппе Гальванья, частнопрактикующий стоматолог, Катания, Италия; Паоло Брунамонти Бинелло, профессор Генуэзского университета, Италия;
Массимо Галли, частнопрактикующий стоматолог, Пистоя, Италия; Мауро Лабанка, профессор хирургической стоматологии и анатомии, Милан, Италия
Атрофия верхней челюсти и сопряженная с ней утрата костной ткани являются одними из самых серьезных проблем, с которыми
приходится сталкиваться стоматологам при протезировании с опорой на имплантаты. При наличии вертикальных и горизонтальных костных дефектов возникает необходимость увеличения объема альвеолярного гребня для установки имплантатов и восстановления
жевательной функции и эстетики. Именно поэтому в последние годы концепция имплантации «с обратным планированием» оказалась тесно связана с методом направленной регенерации кости (НРК).
Цель данного исследования заключается в демонстрации остеокондуктивных свойств синтетических биоматериалов, в частности, ß - трикальцийфосфата, или R.T.R. (резорбируемого костнозамещающего материала), а также их преимуществ при использовании для НРК.
ВВЕДЕНИЕ
Для эффективной регенерации кости с применением натуральных или синтетических наполнителей необходимо наличие ряда условий, благоприятствующих росту костной ткани.15 Эти условия таковы:
• Наличие кровяного сгустка с высокой концентрацией мезенхимальных стволовых клеток (МСК), способных развиться в остеобласты, и эндотелиальных клеток, образующих плотную сетку сосудов.
• Наличие витальной костной ткани, способной выделять остеогенные и ангиогенные клетки через надлежащим образом подготовленную (перфорированную) окружающую костную структуру.
• Стабилизация и сохранение объема под мембраной.
• Защита кровяного сгустка с помощью мембраны, способной стабилизировать кровяной сгусток, защищать развивающуюся сосудистую сетку и препятствовать миграции эпителиальных клеток, которые пролиферируют быстрее, чем костные клетки.
В 1980 году Nyman и соавт.10 впервые предложили концепцию направленной тканевой регенерации (НТР) тканей пародонта, продемонстрировав, что клетки мягких тканей обладают способностью расти быстрее, чем костная ткань. Полученные авторами результаты говорят о том, что миграцию клеток мягкой ткани в имплантированный костный материал необходимо останавливать, тем
самым предотвращая их пролиферацию сквозь поры этого материала и способствуя остеоинтеграции.Таким образом, главной характеристикой мембраны должна быть полупроницаемость, т. е. наличие в ней пор диаметром около 22 мкм. Тонкая сосудистая сетка и первичная фиброзная остеоидная ткань – или первичный губчатый слой – начинают формироваться в кровяном сгустке. Впоследствии губчатый слой минерализуется благодаря остеобластам, покрывающим его поверхность и формирующим новый, слабо кальцифицированный компактный слой.
Процесс прекращается, когда вследствие формирования новой ткани кости межтрабекулярные пространства сужаются до размеров, характерных для гаверсова канала. Этот процесс завершается в первые 3–4 мес, тогда как фактическое ремоделирование кости, сопровождающееся формированием вторичного губчатого вещества, занимает больше времени.
Клиническое исследование Hämmerle11 подтвердило данные, полученные ранее на животных моделях, т. е. тот факт, что в случае
крупных костных дефектов регенерация может ограничиваться периферийной областью дефекта; при этом в центре дефекта
наблюдается менее активныйпроцесс, и здесь гранулы биоматериала могут сохраняться длительное время, что, происходит
не так часто при использовании именно трикальцийфосфата. Процесс образования новой кости всегда начинается у стенок дефекта и распространяется в направлении центра кровяного сгустка, вдоль вновь сформированных сосудов.
В ряде публикаций подробно представлены преимущества аутогенного костного материала по сравнению с синтетическими
биоматериалами (с точки зрения регенеративного потенциала), но, к сожалению, отсутствует описание отрицательных аспектов применения аутотрансплантатов. На деле получение аутогенной кости зачастую сопряжено с болью. Кроме того, использование аутогенного материала ведет к увеличению продолжительности хирургической процедуры и послеоперационной боли. Наконец, подобный материал после имплантации быстро резорбируется (а этим фактором ни в коем случае нельзя пренебрегать).
Для регенерации кости применяются аутогенные, аллогенные, ксеногенные и аллопластические костные материалы.
АЛЛОПЛАСТИЧЕСКИЕ БИОМАТЕРИАЛЫ
Представленные на рынке аллопластические биоматериалы являются отличной альтернативой аутогенным костным материалам
и делятся на биологически инертные и биологически активные в зависимости от характера их взаимодействия с окружающими
тканями на месте имплантации.
Основным требованием к синтетическому биоматериалу является наличие пористой поверхности, способствующей пролиферации
и развитию клеток внутри материала. Такие поры должны иметь диаметр от 200 до 400 мкм (Lynch и соавт., 2000;
Bauer and Muschler, 2000). Синтетическим материалам было посвящено множество исследований, хотя далеко не все авторы
учитывали долгосрочные результаты их применения.1–3
Сегодня в такие материалы можно добавлять остеобласты или костные морфогенетические белки (КМБ, культивируемые in vitro) 4,5 для повышения их остеоиндуктивных и остеокондуктивных свойств и, соответственно, сокращения времени, необходимого на клеточную колонизацию. 6–8
ß - трикальцийфосфат (ß - TCP) – практически единственный из аллопластических биоматериалов, в большинстве случаев демонстрирующий стабильную связь и формирование новой кости. Благодаря своим характеристикам этот материал применяется
в ортопедии еще с начала 90-х годов. В присутствии H2O он утрачивает стабильность и превращается в гидроксиапатит, что делает его пригодным для использования в качестве остеокондуктивного материала (Coetree, 1980, De Leonardis and Pecora, 1999; 2000).
ß-TCP характеризуется более низким соотношением Ca/P и, соответственно, большей растворимостью, чем натуральный
апатит. Обычно его получают путем смешивания кальцита (CC) и безводного двухосновного фосфата кальция (DCPA). Получаемое при этом вещество быстро остывает, образуя α-TCP, а его продолжительное многократное спекание при температуре 800– 950 °C приводит к образованию ß-TCP.9,12,13
Многочисленные исследования TCP и его взаимодействия с костью показали, что через четыре месяца наблюдается формирование кости в межгранулярном пространстве и в порах поверхности, которые способствуют образованию нового вещества кости. За счет фагоцитоза гранулы резорбируются и выделяют Ca/Mg и фосфаты в окружающую костную ткань, активируя тем самым щелочную фосфатазу, ключевой фактор репарации кости. В период между 6 и 18 мес фибробласты начинают проникать в биоматериал, активируя
внеклеточный процесс растворения, результатом которого становится кальцификация. Если бы этот процесс происходил на более ранних сроках, имела бы место интеграция имплантированного материала, а не его биологическое разложение. 5–8
R.T.R.
Этот синтетический, биосовместимый и полностью резорбируемый 99 %-ный чистый трикальцийфосфат для замещения кости, поставляемый в гранулах и блоках конической формы, применяется для устранения дефектов пародонта, увеличения объема кости в рамках имплантации, устранения костных дефектов после удаления зубов и после хирургических эндодонтических вмешательств.
Материал отличается пористой структурой, причем макропоры имеют диаметр 100–400 мкм, а микропоры – менее 10 мкм.
Такая морфология материала обеспечивает как превосходную его колонизацию со стороны остеогенных клеток, так и эффективное уплотнение самого материала в области дефекта.
В отличие от гидроксиапатита, материал R.T.R. подвержен последовательной и полной резорбции, в процессе которой выделяются ионы кальция и фосфата, активно участвующие в формировании новой кости. За 6–9 мес (срок зависит от индивидуальной реакции пациента) материал R.T.R., стимулируя регенерацию кости, постепенно рассасывается, освобождая пространство для нового костного вещества.
Показания:
• Регенерация кости в области удаления зубов.
• Заполнение постэкстракционных лунок для сохранения объема кости альвеолярного гребня.
• Устранение дефектов в областиимплантации.
• Синус-лифтинг.
• Устранение дефектов периимплантной кости.
• Заполнение пародонтальных карманов при наличии двух стенок и более.
• Заполнение остаточных полостей (например, кист) после хирургических вмешательств.
• Устранение костных дефектов после резекции верхушки корня.
• Устранение дефектов альвеолярного гребня после удаления ретинированных зубов.
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ
Авторами было проведено многоцентровое клиническое исследование, посвященное изучению регенерации кости с применением
материала R.T.R. (ß - трикальцийфосфата) у пациентов, проходящих имплантологическое лечение. Рандомизированный выбор пациентов осуществляли в соответствии со следующими ключевыми критериями:
• Возраст 20–60 лет.
• Пол.
• Отсутствие курения в анамнезе.
• Отсутствие серьезных системных
заболеваний в анамнезе.
• Наличие, как минимум, одного дефекта альвеолярной кости (без морфологических и этиопатогенетических ограничений). Пациентов привлекали к исследованию в следующих клинических ситуациях:
• Регенерация кости на участках удаления зубов.
• Регенерация в области установленных имплантатов при утрате объема кости или немедленная имплантация.
• НРК (синус-лифтинг или устранение крупных дефектов кости).
Все пациенты получали антибиотики – 1 г амоксициллина каждые 8 ч и клавулановую кислоту (начиная за сутки до хирургического
вмешательства и до 5 дней после него), а также использовали хлоргексидин для ежедневного ополаскивания полости рта и, при необходимости, 800 мг ибупрофена в день, одной дозой.
КЛИНИЧЕСКИЙ СЛУЧАЙ № 1
Пациентка 30 лет. Одонтогенная киста в области зуба 21. Кисту удалили в октябре 2013 г. Провели НРК в области вертикального дефекта с применением рассасывающейся мембраны и материала R.T.R. Установили имплантат, в последующие месяцы вели рентгенологическое наблюдение. Значение коэффициента стабильности имплантата (ISQ) при втором хирургическом вмешательстве составило 61.
Рис. 1–4. Компьютерные томограммы в разной проекции демонстрируют крупный дефект кости в области зуба 21
Рис. 5. Временный протез, маскирующий косметический дефект
Рис. 6. Рентгенограм- Рис. 7. Рентгенологическая картина через 5 мес
ма, сделанная до введе-
ния костнопластическо-
го материала
Рис. 8. Рентгенограм- Рис. 9. Осмотр и рентгенологическое обследование показали хорошее заживление
ма, сделанная после
установки имплантата
Рис. 10. Тест ISQ подтвердил хорошую стабильность имплантата Рис.11.
КЛИНИЧЕСКИЙ СЛУЧАЙ № 2
Пациентка 60 лет. Крупная киста в области зубов 22 и 21. Кисту удалили, полость заполнили материалом R.T.R. с обогащенной тромбоцитами плазмой, немедленно установили 5 имплантатов.
Рис. 12 и 13. Крупные кисты в области зуба 21. При осмотре полости рта выявили неудовлетворительную гигиену полости
рта пациентки
Рис. 14 и 15. Кисты важно удалить вместе со всей остаточной эпителиальной
тканью
Рис. 16 и 18. Полость заполнили материалом R.T.R.
Рис. 19 и 20. Лечение включало в себя установку пяти имплантатов
Рис. 21. Рентгенологическая картина через 5 мес
КЛИНИЧЕСКИЙ СЛУЧАЙ № 3
Пациентка 50 лет. Выраженная атрофия альвеолярного гребня в области зубов 13–16. Зубы удалили, костные дефекты заполнили материалом R.T.R., который закрыли материалом Tabotamp (окисленной целлюлозой).
Рис. 22 и 23. Резорбция альвеолярного гребня вследствие пародонтита. При осмотре выявили подвижность зубов III степени
Рис. 24–26. Резорбция альвеолярного гребня, вызванная пародонтитом. При осмотре выявили подвижность зубов III степени
Рис. 27 и 28. Для закрытия костнопластического материала использовали окисленную целлюлозу Tabotamp
Рис. 29 и 30. Клиническая картина через 10 дней
Рис. 31 и 32. На рентгенограмме через 4 мес отмечается увеличение высоты альвеолярного гребня
КЛИНИЧЕСКИЙ СЛУЧАЙ № 4
Пациентка 30 лет. Перелом корня зуба 16 после эндодонтического лечения и установки крупной композитной реставрации. Зуб осторожно удалили, установили имплантат, задействовав межкорневую перегородку и выполнив подъем верхнечелюстной пазухи с помощью остеотомов. Лунку заполнили материалом R.T.R., который закрыли коллагеновой мембраной.
Рис. 33 и 34. Перелом корня первого моляра верхней челюсти справа. Зуб удалили и в это же посещение заместили имплантатом
Рис. 35–37. Удаление зуба осуществили с помощью пьезохирургического инструмента для сохранения альвеолярной кости
Рис. 38–40. Для заполнения зазора между имплантатом и костью использовали материал R.T.R. в блоках конической формы
Рис. 41 и 42. При осмотре и рентгенологическом обследовании через 4 мес отмечалась хорошая остеоинтеграция имплантата
КЛИНИЧЕСКИЙ СЛУЧАЙ № 5
Пациентка 64 лет. Утрата зубов 22 и 23 в результате травмы. Компьютерная томография выявила существенную резорбцию альвеолярного гребня с вестибулярной стороны. Установили 2 имплантата (3,3 х 13 мм), костный дефект заполнили материалом R.T.R. Спустя 5 мес раскрыли имплантат, проверили остеоинтеграцию с помощью прибора Osstel. Показатель ISQ для имплантата в области зуба 22 составил 22, для имплантата в области зуба 23–64.
Рис. 43–45. Тяжелая атрофия альвеолярного гребня в области зубов 22 и 23
Рис. 46 и 47. Установка двух имплантатов по методу расщепления альвеолярного гребня
Рис. 48 и 49. Пространство между компактными пластинками заполнили трикальцийфосфатом R.T.R.
Рис. 51 и 52. При осмотре отметили отличное заживление и увеличение объема кости
Рис. 53 и 54. Показатель ISQ подтверждает хорошую остеоинтеграцию имплантатов
КЛИНИЧЕСКИЙ СЛУЧАЙ № 6
Пациентка 55 лет. Остаточная киста в области зуба 36. Чтобы заместить моляр реставрацией с опорой на имплантат, кисту удалили, полость заполнили материалом R.T.R.; через 4 мес установили имплантат.
Рис. 55 и 56. Томографическое обследование показало наличие остаточной кисты
Рис. 57 и 58. Чтобы ускорить заживление после удаления кисты, полость заполнили материалом R.T.R. в гранулах
Рис. 59. Клиническая картина через один месяц
Рис. 60. Контрольная рентгенограмма спустя 3 мес
ВЫВОДЫ
Полученные в ходе исследования краткосрочных результатов подтверждают, что материал R.T.R. обладает превосходными характеристиками, которые проявляются как в первые недели заживления, так и в последующие месяцы. Авторы считают R.T.R. прекрасной альтернативой аутогенному костному материалу. Ни в одном из представленных случаев клиническое и рентгенологическое наблюдение не выявило ни воспалительных реакций, но утраты объема кости. Наиболее многообещающими выглядят наблюдения, касающиеся плотности вновь сформированной костной ткани, более чем достаточной для установки имплантатов и обеспечения высоких показателей осуществлять как одновременно с устранением дефекта с помощью материала R.T.R., так и отсроченно.
ЛИТЕРАТУРА
1. Labanca M, Leonida A, Rodella FL. Natural synthetic biomaterial in Dentistry: Science and ethics as criteria for their use. Implantologia 2008;1:9–23.
2. Ohgushi H, Caplan AI. Stem Cell Technology and Bioceramics: From Cell to Gene Engineering. J Biomed Mater Res 1999;48(6):913–
927.
3. Anselme K. Osteoblast adhesion on biomaterals.Biomaterials 2000 Apr;21(7):667–81.
4. Toquet J, Roahanizadeh R, Guicheux J, Couillaud S, Passuti N, Daculsi G, Heymann D. Osteogenic. Potential in vitro of human bone marrow cells cultured on macroporous biphasic calcium phosphate ceramic. J Biomed Mater Res 1999 Jan;44(1):98–108.
5. Maddox E, Zhan M, Mundy GR, Drohan WN, Burgess WH. Optimizing human demineralized bone matrix for clinical application. Tissue Eng 2000;6(4):441–448.
6. Gauthier O, Bouler JM, Aguado E, Pilet P, Daculsi G. Macroporous biphasic calcium phosphate ceramics: influence of macropore diameter and macroporosity percentage on bone ingrowth. Biomaterials 1998 Jan Feb;19(1– 3):133–9.
7. Martinetti R, Belpassi A, Nataloni A, Biasini V, Martignani G. Idrossiapatite porosa sintetica per sostituzioni ossee: Caratterizzazione Chimico- Fisica. Biomateriali: Atti del Congresso 1999;51(55), Roma Enea.
8. Martinetti R, Belpassi A et al. Key Engineering Materials Vols. 192–195 (2001),507–510 – Proceeding of the 13th Int. Symp. On Ceramics in
Medicine, Bologna, Italy, 22-26 Nov.
9. Caplan AI: Mesenchymal stem cells. J Orthop Res 1999:641–650.
10. Nyman S, Lindhe J, Karring T et Rylander H. New attachment following surgical treatment of human periodontal disease. Journal of Clinical Periodontology 1982;39: 290–296.
11. Hämmerle CH, Brägger U, Bürgin W, Lang NP. The effect of subcrestal placement of the polished surface of ITI implants on marginal soft
and hard tissues. Clin Oral Implants Res 1996 Jun;7(2):111–9.
12. Chin M. Distraction Osteogenesis in Maxillofacial Surgery. In Lynch SE, Genco RJ, Marx RE (eds). Tissue Engineering – Application in Maxillofacial Surgery and Periodontics. Illinois; Quintessence Publishing Co, Inc, 1999;147.
13. Arun K. Garg: Grafting Materials in Repair and Restoration. In Lynch SE, Genco RJ, Marx RE, (eds). Tissue Engineering – Application in Maxillofacial Surgery and Periodontics. Illinois; Quintessence Publishing Co, Inc, 1999;83.
14. Scipioni A, Bruschi GB, Calesini G. The edentulous ridge expansion technique: A five-year study. Int J Periodont Rest Dent 1994;14:451–459.
15. Schenk RK and Buser D: Osseointegration: a reality. Periodontology 2000 1998;Vol 17, 22:35.
16. Bauer TW and Muschler GF. Bone graft materials. An overview of the basic science. Clin Orthop Relar Res 2000 Feb;(371):10–27.
