Остеопластические материалы в стоматологии
Cодержание
Что такое остеопластические материалы?
Остеопластические материалы играют ключевую роль в восстановлении собственных тканей пациента. Они представляют собой биосовместимую матрицу, способную содействовать регенерации костной ткани, и которая впоследствии должна быть заменена собственной тканью пациента.
Многие пациенты стоматологии сталкиваются с такой проблемой, как атрофия костной ткани, которая подразумевает под собой уменьшение объема челюстной кости. Данное состояние может вызываться различными причинами, среди которых чаще всего находятся: длительное отсутствие функциональных единиц и жевательной нагрузки, пародонтозом, возрастными изменениями или же индивидуальными особенностями организма.
Получайте последние анонсы и обсуждения о дентальной имплантации. Подписывайтесь!
Рис.1 Предоперационный снимок
Именно по этой причине стоматологи-хирурги рекомендуют не затягивать процесс лечение дефектов зубочелюстного ряда, связанных с утратой зубов. Ведь чем дольше отсутствует после удаления зуб, тем сильнее отсутствие жевательной нагрузки влияет на течение процесса атрофии, который является необратимым.
Не стоит забывать и о таком явлении, как феномен Попова-Годона, который является патологическим процессом, заключающимся в перемещении зубов в сторону дефекта с отсутствующим зубом, что впоследствии вызывает деформацию зубного ряда. По этой причине специалисты все чаще обращаются к методике одномоментной дентальной имплантации, когда искусственный корень устанавливается в лунку сразу после удаления зуба. /Подробнее ознакомиться с различными видами дентальной имплантации вы можете в нашей статье - Дентальные имплантаты и имплантация.
Если долгое время не заниматься лечением утраченных зубов, то повышается вероятность необходимости проведения дополнительных манипуляций, связанных с восполнением утраченного объема костной ткани челюсти.
Одними из самых часто применяемых методик остаются синус-лифтинг и направленная костная регенерация. Первое вмешательство заключается в поднятии дна гайморовой пазухи и заполнения образовавшегося пространства костнопластическим материалом (читайте "Всё о синус-лифтинге"). Направленная костная регенерация - возмещение недостатка костной ткани в области альвеолярного отростка с применением барьерных мембран и остеопластических материалов.
В данной статье мы подробно обсудим виды костнопластических материалов и мембран, используемых при проведении НКР.
Свойства остеопластических материалов
Рис.4 Процесс остеоиндукции при увеличении x1000 и x2500
Остеопластические материалы обладают набором характеристик, которые дают им возможность выполнять основную задачу – служить основой для создания новой костной ткани у человека. Давайте рассмотрим их подробнее.
- Остеоиндукция - это процесс, при котором недифференцированные клетки стимулируются к превращению в остеобласты. Проще говоря, некоторые остеопластические материалы способствуют преобразованию клеток организма в костную ткань в области регенерации, а не в фиброзную или хрящевую ткани.
- Остеокондукция - это способность создавать матрицу, в которой собственные клетки могут колонизировать и формировать костную ткань в процессе ее восстановления. Другими словами, остеопластический материал способствует быстрому регенеративному остеогенезу в заданной области.
- Остеопротекция - это свойства остеопластического материала, которые схожи с характеристиками настоящей кости, в основном это плотность и твердость.
- Биосовместимость - это способность организма принимать клетки остеопластического материала, не отторгая их.
- Пористость - пористая структура остеопластических материалов способствует прочному прикреплению клеток пациента к гранулам, обеспечивая полное врастание костной ткани в материал.
Кроме того, немаловажным является фактор высокой степени стерильности и безопасности, который достигается путем тщательной очистки материала от всех видов микроорганизмов и бактерий без изменения его свойств.
Как происходит остеогенез?
Остеогенез состоит из ряда стадий или фаз:
- Гемостатическая стадия (формирование сгустка). Гемостатическая стадия представляет собой этап образования сгустка крови и начинается сразу после хирургических вмешательств. В этой фазе тромбоциты слипаются в большие конгломераты, чтобы заблокировать поврежденные сосуды. Также формируются фибриновые нити, которые участвуют в остановке кровотечения и придают сгустку упругость. После этого начинается следующий этап.
- Стадия воспаления. Во время нее происходит выделение экссудата через стенку сосудов и, в результате этого процесса, очищается раны. Также происходит выделение гранулоцитов - клеток, которые перемещаются через кровяной сгусток и оседают на поврежденных костных стенках, удаляя инородные частицы с помощью фагоцитоза. После завершения фазы воспаления рана становится чистой и готовой к образованию новой ткани, для чего необходим кислород.
- Стадия ангиогенеза. Данная стадия характеризуется реорганизацией капиллярной сети, а также формированием окружающей тканью новых капилляров, которые доставляют питательные вещества в поврежденную область. Через эти новые сосуды мигрируют фибробласты и недифференцированные бластные клетки. Запускается процесс активного размножения клеток.
- Стадия пролиферации. Фибробласты активно создают соединительную ткань для поддержки развития молодых сосудов, а недифференцированные бластные клетки, активированные специальными сигнальными белками, начинают деление и образование новой ткани, пронизанной коллагеновыми волокнами, которая пока еще не минерализована. После превращения в остеобласты (молодые клетки костной ткани), они начинают продуцировать вещество, известное как остеоид. В процессе минерализации остеоида с помощью кальция и фосфатов образуется новая костная ткань.
- Стадия ремоделирования костной ткани. Остеокласты посредством хемотаксиса разрушают канальцы в незрелой костной ткани, в которые начинают проникать петли сосудов. В этих каналах формируется новая костная ткань, обладающая организованной структурой. Остеобласты трасформируются в остеоциты и оказываются запертыми во вновь образованной, хорошо структурированной костной ткани, способной выдерживать нагрузку при жевании.
Продолжительность процесса остеогенеза зависит от нескольких факторов, включая размер дефекта, тип применяемой мембраны, количество костнопластического материала, общее состояние здоровья пациента и другие. Как правило первые четыре стадии, которые составляют процесс регенерации костной ткани, занимают срок до 4 месяцев. Фаза перестройки костной ткани продолжается около 6-8 месяцев. Затем, в течение последующих 1,5 года, форма вновь сформированной костной ткани может изменяться.
Виды остеопластических материалов
Остеопластические материалы классифицируются по происхождению и составу на четыре основные группы:
- аллогенные (донором является другой человек);
- аутогеные (в качестве донора выступает сам паицент);
- биологические, или ксеногенные (донором становится животное);
- синтетические (создаются искусственным путем из различных материалов, обычно на основе солей кальция).
Кроме того, к остеопластическим материалам относятся мембраны, которые служат барьером и устанавливаются поверх вживленного материала. Подробнее о них мы расскажем ниже.
Аутогенные остеопластические материалы
Рис.7 Костный скребок и костная мельница
Использование аутогенных трансплантатов является золотым стандартом в процедурах аугментации костных тканей.
Процедура получения этого материала для остеопластики осуществляется путем забора кости пациента. Чаще всего биоматериал извлекается из угла нижней челюсти в зоне наружной косой линии. Также существуют другие области в полости рта, которые могут быть использованы в качестве донорских зон, например, ретромолярная область,подбородок, бугор верхней челюсти и другие.
Процедура проводится с применением местного обезболивания и обычно не занимает много времени.
В случаях, когда требуется большое количество материала для остеопластики, применяются донорские зоны вне полости рта, такие как гребень подвздошной кости или малоберцовая кость, лучевая кость, а также область ребра и кости черепа. В таких случаях операция становится более травматичной и дорогостоящей, поскольку требуется введение в состояние наркоза.
Аутогенный остеопластический материал извлекается с применением специализированных приспособлений, таких как костный скребок и костная мельница для его измельчения.
Отдельно стоит отметить пьезоаппараты, которые обладают широким рядом функций, среди которых находится непосредственный забор аутокости. Установка данной технологии позволяет значительно снизить травматичность процесса за счет использования специальных ультразвуковых насадок, а значит и сократить процесс реабилитации пациента.
В товарном портфеле Independentpro имеется ассортимент пьезоаппаратов Sonic Surgeon, производимых южнокорейской компанией Dong Il Technologies (DIT). Компания DIT с ее богатым опытом и историей гарантирует высочайшее качество продукции и составляет достойную конкуренцию более дорогостоящим аналогам.
Только аутогенная кость обладает свойствами остеокондукции, остеоиндукции и прямого остеогенеза, что позволяет сформировать новую ткань на месте трансплантации быстрее и лучшего качества. Данные трансплантаты имеют низкие показатели отторжения, поскольку при их применении отсутствует иммунный ответ, кроме того, они показывают предсказуемые результаты в рамках клинических исследований.
Среди негативных сторон использование костнопластических материалов данного типа можно отметить: необходимость создания дополнительного операционного поля, откуда вытекает риск инфицирования и травматизации важных анатомических образований. Также аутогенные материалы подвержены значительной резорбции и усадке и послеоперационном периоде.
Ввиду данного факта, обычно, аутогенный остеопластический материал применяется вместе с другими материалами. Например, его совмещают с биологическим либо синтетическим костнопластическим материалом, чтобы сохранить объем аугментата на протяжении длительного времени.
Аутотрансплантаты разделяются на три категории в зависимости от типа кости:
- кортикальные;
- губчатые;
- губчато-кортикальные.
Губчатая кость является наиболее подходящей с точки зрения остеогенеза, так как она содержит большое количество активных живых клеток, способствующих быстрому регенеративному процессу.
Аллогенные остеопластические материалы
Аллогенный материал изготавливают из человеческой трупной кости, измельченной до размера 300-450 микрон и подверженной специализированной обработке – деминерализации, лиофилизации, а в отдельных случаях— облучению гамма-лучами.
Деминерализация позволяет удалить минералы и соли из материала, придавая ткани большую эластичность. Лиофилизация, в свою очередь, подразумевает высушивание костнопластического материала при низких температурах в условиях вакуума.
Аллогенные остеопластические материалы могут быть разделены на несколько типов в зависимости от их состава:
- Нативный материал, который не претерпевает изменений в структуре костной ткани и имеет однородное содержание минеральных и органических компонентов.
- Деминерализованный материал, в котором остаются только органические компоненты костной ткани.
- Депротеинизированный материал, который представляет собой кристаллическую решетку натурального гидроксиапатита после удаления белков. Этот тип материала является полностью минеральным.
Аллогенные остеопластические материалы обладают следующими преимуществами:
- Высокая адгезия с тканями пациента.
- Сокращенное время оперативного вмешательства.
- Оптимальная микропористость, которая способствует ускоренному образованию новой костной ткани.
- Атравматичное получение материала.
- Остеоиндуктивные свойства.
Однако, несмотря на их способность стимулировать образование костной ткани, использование аллогенных остеопластических материалов может вызывать риск иммунных реакций и не гарантирует предсказуемость свойств.
В данном видео показана имплантация в области 26 и 27 зубов, а также закрытый синус-лифтинг с использованием аллогенного материала и дентальных имплантатов OneQ-SL.
Биологические (ксеногенные) остеопластические материалы
Ксеногенные, или биологические, материалы производятся из костной ткани животных с применением термической обработки и ферментного очищения. Этот процесс полностью удаляет клетки донорского организма, депротеинизирует остеопластический материал и уничтожает микрофлору.
Главная цель такой обработки - сохранить натуральную структуру костной ткани при удалении всех белков, которые могут вызвать отторжение материала из-за их антигенного действия. Ксеногенные остеопластические материалы, воздействуя на клетки человеческого организма, частично резорбируются, выполняя свою роль в создании новой ткани.
Как правило, биологические материалы производятся из костей коров, лошадей и свиней. Остеопластические материалы, полученные от свиней, являются самыми популярными среди стоматологов-хирургов благодаря их относительно низкой стоимости и доказанной эффективности.
Компания Dentis из Южной Кореи предлагает качественный свиной биологический остеопластический материал Ovis Xeno-P, который полностью состоит из депротеинизированной губчатой кости свиньи. Материал предлагается в колбах и шприцах разного веса и размера гранул для удобства использования в различных клинических случаях.
Рис.9 Пористость остеопластического материала Ovis Xeno-P - 72,4%
Преимущества костнопластического материала Ovis Xeno-P:
- Он является биологическим материалом, полученным в результате строгого контролируемого производственного процесса.
- Он обладает высокой биосовместимостью и биологической активностью.
- Его структура содержит как большие, так и малые поры, что делает его аналогичным структуре губчатой кости человека (пористость составляет 76,5%).
Особенности остеопластического материала Ovis Xeno-P:
- Он изготовлен из губчатой кости свиньи, которая является наиболее похожей на человеческую кость и обладает отличной биосовместимостью и способностью к регенерации.
- Он защищен от болезни коровьего бешенства и болезни Крейтцфельдта-Якоба.
- Он обладает высокой гидрофильностью и проницаемостью.
- Он поддерживает форму поверхности и пор натуральной кости.
- Технология низкотемпературного спекания сохраняет первоначальную структуру и полностью удаляет органические вещества, обеспечивая безопасность материала.
Рис.10 Остеопластический материал Ovis Xeno-P при увеличении x50.000 и x200.000
Видео. Имплантация в переднем отделе. Немедленная нагрузка. Использование остеопластического материала Ovis Xeno-P.
Кроме свиного остеопластического материала, компания Dentis также производит бычий биологический остеопластический материал, выпускаемый под названием Ovis Xeno.
В процессе производства этот материал покрывается двумя слоями CaP. Это покрытие изменяет электронный заряд на поверхности гранул, привлекая к ним костные морфогенетические белки, что способствует делению и специализации мезенхимальных клеток. Таким образом, создается остеоиндуктивный эффект, что ускоряет остеогенез.
Синтетические остеопластические материалы
Для создания синтетических остеопластических материалов используются передовые современные технологии, применяемые в лабораториях. Уже на протяжении более 40 лет ученые исследуют свойства различных материалов, которые могут служить матрицей для формирования новых тканей в организме человека, при этом не вызывая никакого вреда для пациента. Интересно отметить, что первоначально в в качестве базового сырья для создания данного вида костнопластических материалов применялись кораллы и водоросли.
Синтетические материалы для остеопластики обладают рядом значительных преимуществ: прекрасная совместимость с тканями пациента, безопасность в использовании, доступность, низкий риск развития осложнений и экономическая выгодность. Был предпринят шаг к использованию синтетических остеопластических материалов вместе с биологическими с целью улучшения совместимости, стимуляции роста новых сосудов и восстановления костной ткани.
Синтетические костнопластические материалы, как правило, производятся из трикальцийфосфата, биостекла, хондроитин-сульфат, а также фосфата и сульфата кальция. Они имеют схожие свойства с естественной костной тканью, содержащей гидроксиапатит. Это позволяет рассматривать их в качестве альтернативы аутокости или биологическим остеопластическим материалам.
Бета-трикальций фосфат является основой одного из наиболее широко распространенных синтетических остеопластических материалов, которые обычно называются BCP.
Для изучения характеристик синтетических остеопластических материалов можно рассмотреть продукцию компании Dentis : Ovis Bone BCP и Ovis Bone HA.
Ovis Bone BCP- это абсолютно синтетический материал, который используется в остеопластической хирургии. Он состоит из 100% гидроксиапатита, который довольно схож по структуре и составу с компонентами кости человека. Этот материал имеет особое строение из множества пор различных размеров.
Ovis Bone HA является еще одним синтетическим остеопластическим материалом, отличается он тем, что содержит 80% бета-трикальций фосфата и 20% гидроксиапатита. Интересно, что бета-трикальций фосфат быстро растворяется, что приводит к обмену ионами на его поверхности, и это способствует распространению и адгезии остеобластов. В то время как гидроксиапатит служит своего рода каркасом для новой костной ткани, пока она не приобретет полную устойчивость структуры.
Результаты данного исследования были опубликованы в Международном журнале по дентальной имплантологии в 2019 году. Согласно полученным результатам, данный костноопластический материал обладает высокой гидрофильностью, биосовместимостью и биоактивностью, а также отличается удобством применения. Была подтверждена его эффективность при применении в качестве материала для проведения синус-лифтинга.
Видео. Дентальная имплантация в переднем отделе с применением имплантата OneQ-SL и синтетического материала Ovis Bone HA.
Преимущества синтетических остеопластических материалов Ovis:
- высокий уровень гидрофильности
- биосовместимость и высокая биологическая активность
- отличная интеграция в костную ткань
- рентгеноконтрастность
- структура из больших и маленьких пор
- удобство применения
Мембраны для костной регенерации
Мембраны представлены пластинами из разнообразных материалов, которые фиксируются поверх внедренного остеопластического материала при направленной костной регенерации. Они выполняют две ключевых функции:
- Противодействуют натяжению ткани и воздействию внешнего давления на аугментат. Это предотвращает смещение и поддерживает заданный объем в процессе формирования новой стабильной костной ткани.
- Выполняют функцию барьера, препятствующего росту мягких тканей в зоне активного остеогенеза.
Мембраны используются в различных сферах хирургической стоматологии и челюстно-лицевой хирургии, таких как реконструкция альвеолярного отростка, ликвидация дефектов челюстно-лицевой области, профилактика атрофии альвеолярного отростка и многое другое.
Мембраны делятся на две главные подгруппы: резорбируемые и нерезорбируемые.
Первый тип является фрагментом ткани, который, выполнив функцию барьера, рассасывается.
- Резорбируемые мембраны изготавливаются из разных материалов: Тонкие и гибкие коллагеновые мембраны являются одним из примеров, так, мембраны OVIS BCP/Collagen, которые производятся из очищенного растворимого в воде коллагена свиньи с добавлением двухфазного фосфатов кальция.
Их основные характеристики:
- Удобство использования, так как мембрана обладает гидрофильными свойствами, что способствует быстрому пропитыванию.
- Суперпрочные и сверхэластичные: исключительно приспособляемые к контурам поверхностей тканей;
- Наименьшие число противопоказаний и риска отторжения;
- Быстрая перестройка в соединительную ткань;
- Двусторонние;
- Резорбируются в течение 4-6 месяцев.
Видео. Имплантация в области 21 и 22 зубов. Немедленная нагрузка. Система OneQ-SL и коллагеновая мембрана Ovis BCP/Collagen.
Мембраны, полученные из перикарда животных, резорбируются в среднем за 4 месяца. В течение этого времени может происходить значительный рост кости - 4-5 мм. Также их применение помогает защитить новые ткани от внешнего воздействия.
Синтетические мембраны обычно производятся из полимера молочной кислоты или полигликолевой кислоты вместе с лимонной кислотой. При использовании этого типа мембран отмечается снижение риска воспаления в области оперативного вмешательства. Средний срок рассасывания составляет полгода.
- Нерезорбируемые мембраны
Но все же стоит отметить, что они обладают несомненным преимуществом, которое заключается в их прочности, что обеспечивает надежную фиксацию и защиту остеопластического материала от внешнего давления. В итоге, результат остеогенеза будет наиболее надежным и предсказуемым с точки зрения объема образующейся костной ткани.
Dentis производит нерезорбируемые мембраны, которые успели заслужить признание среди большого количества специалистов в России.
Особенно заметна в этом отношении мембрана с названием Ovis TRM, которая изготовлена из микропористого политетрафторэтилена (d-PTFE) и усилена титаном.
Она выполняет несколько критически важных функций:
- предотвращает проникновение бактерий в зону операции,
- облегчает абсорбцию белков плазмы при остеогенезе
- обеспечивает прочную защиту тканей после трансплантации благодаря титановому каркасу.
Благодаря разнообразию форм и размеров, можно найти наиболее подходящую мембрану для любого клинического случая.
Также данные мембраны обладают следующими неоспоримыми преимуществами:
- Простота использования и возможность создания объема для формирования кости благодаря наличию титанового усиления.
- Микропористая структура поверхности дает дополнительную площадь для крепления клеток, не увеличивая пористость.
- Микропоры препятствуют проникновению бактерий.
- Питательные вещества проходят через мембрану в область регенерации кости.
- Простое крепление с помощью винтов или пинов.
- Минимальный разрез для легкого удаления.
Техника фиксации мембраны при НКР
Набор инструментов и фиксирующих компонентов SAVE GBR является идеальным выбором для фиксации мембран при НКР. Этот универсальный набор от компании Dentis включает разнообразные сверла, винты, фиксирующие пины, а также отвертки и универсальную рукоятку для их фиксации, обеспечивая эффективную НКР-терапию.
Мы не будем подробно рассматривать технику фиксации мембраны в данной статье, предоставив читателям возможность изучить ее в инструкции по применению набора SAVE GBR.
В SAVE GBR содержатся следующие инструменты:
- Мультифункциональная рукоятка для различных насадок.
- Прямая насадка для фиксирующих пинов.
- Угловая насадка для закрепления пинов.
- Насадка для извлечения пинов.
- Отвертка-насадка для фиксирующих винтов.
- Пилотное сверло для винтов.
- Набор стопперов для пилотного сверла.
- Шаровидные боры для перфорации кортикальной кости для углового и прямого наконечника.
- Твердосплавные цилиндрические фрезы для углового и прямого наконечника.
- Инструмент для забора костной ткани.
- Машинная отвертка для крепящих винтов.
- Ручная шестигранная отвертка для фиксации спейсеров и заживляющих колпачков
- Контейнер для хранения винтов и пинов.
Комплект фиксирующих компонентов включает в себя винты различной длины (3, 5 и 7 мм), пины длиной (3,5 и 5 мм), заживляющий колпачок со спейсером разных размеров и высоты - для фиксации мембраны к дентальному имплантату.
Видео. Имплантация с проведением процедуры НКР. Используемые материалы: имплантаты OneQ-SL, аутогенный остеопластический материал, набор SAVE GBR, формирователь прикрепленной десны Louis Button.
Выводы
Выбор необходимого материала для проведения остеопластики, как правило, зависит от трех факторов:
- Доступность. Например, получение аутогенных материалов не так просто, процедура их подготовки и трансплантации связана с дополнительными рисками. Также в случае большой атрофии челюсти не всегда предоставляется возможность получить достаточное количество аутокости.
- Стоимость. Как может показаться, аутогенный остеопластический материал ничего не стоит, ведь забор аутокости происходит непосредственно у пациента. Но если рассмотреть данный процесс с практической точки зрения, то время, необходимое для проведения процедуры, дорогие инструменты для ее осуществления, а также возможная необходимость присутствия анестезиолога при выборе донорской зоны вне полости рта, можно прийти к выводу, что данный процесс достаточно сложен и затратен.
- Опыт специалиста и политика стоматологической клиники, в которой пациент проходит лечение. Чаще всего хирург-стоматолог работает с теми материалами, с которыми он учился работать или же с которым работает клиника.
Компания Independentpro регулярно организует практические семинары, нацеленные на повышение квалификации врачей в области направленной костной регенерации.
Популярные Reels
Как хорошо приживляются южнокорейские имплантаты Dentis или как сэкономить при покупке имплантатов?
Узнайте много нового и полезного в наших Reels
Комментарии 4
Уважаемая Мария,
Большое спасибо за ваш интерес к нашей статье! В области материалов для восстановления костной ткани действительно происходят новые исследования. Одними из наиболее перспективных направлений являются использование биоматериалов на основе керамики и полимеров, а также инновационные подходы с применением 3D-печати для создания индивидуализированных имплантатов. Кроме того, исследования в области стимуляции остеогенеза с помощью биоактивных веществ и нанотехнологий открывают новые горизонты в повышении эффективности лечения.
Мы продолжаем следить за этими и другими новыми технологиями. Если у вас есть еще вопросы или интересуетесь какими-то конкретными моментами, будем рады обсудить их подробнее!