Способ регенерации костной ткани челюстей
METHOD FOR JAW BONE TISSUE REGENERATION

Изобретение относится к медицине, а именно к стоматологии, и может быть использовано в костно-пластической хирургии дефектов костной ткани челюстей при дентальной имплантации, а также в реконструктивной хирургии пародонта.
Дефекты костной ткани могут возникать после стоматологических оперативных вмешательств и их осложнений, а также в результате хронических деструктивных процессов.
Для восстановления костной ткани используют аутогенные, аллогенные, ксеногенные и аллопластические материалы.
Недостатком аутогенных материалов является ограниченность объема материала, нанесение дополнительных травм пациенту и в некоторых случаях высокая скорость резорбции.
Недостаток ксеногенных материалов определяется необходимостью тщательной обработки исходного сырья специальными растворителями, термообжигом или низкотемпературной заморозкой для предотвращения иммунологических реакций.
Актуальным является поиск методов малоинвазивной, эффективной терапии процессов регенерации костных дефектов в челюстно-лицевой области. Таким методом на сегодняшний день является инъекционный способ с использованием плазмы, полученной из собственной крови пациента - тромбоцитарной аутологичной плазмы (ТАП), являющейся высокоактивным биологическим стимулятором процессов регенерации за счет содержащихся в альфа гранулах тромбоцитов различных факторов роста, действующих на все структурные единицы окружающих тканей и стимулирующих процессы регенерации.
Причиной применения аутологичной плазмы с богатым содержанием тромбоцитов стало открытие того факта, что тромбоциты содержат белковые факторы (PRP-factors), инициализирующие клеточный регенеративный процесс.
Для получения ТАП используется собственная венозная кровь пациента, забор которой проводится по стандартной технологии в специальные оригинальные вакуумные пробирки Plasmolifting, содержащие антикоагулянт гепарин натрия высокой степени очистки и специальный разделительный гель, позволяющий проводить фильтрацию плазмы и фиксацию эритроцитарного сгустка. После забора крови пробирка помещается в центрифугу ЕВА 20 (Германия) и центрифугируется в режиме 3200 об/мин в течение 5 мин, в результате чего в каждой пробирке получается 3,05±1,5 мл тромбоцитарной плазмы, которая располагается в верхней части пробирки, затем идет разделительный гель, отделяющий эритроцитарный сгусток.
Хорошо известный природный остеокондуктивный материал, используемый для замещения дефектов костной ткани, который ускоряет рост кости в участках пародонтальных и челюстно-лицевых костных дефектов, представляет собой резорбируемую двухслойную барьерную мембрану Bio-Gide для тканевой регенерации, выпускаемую фирмой Geistlich Pharma AG (Швейцария). Мембрана Bio-Gide, состоящая из свиного коллагена I и III типа высокой степени очистки, без поперечных связей, обладает прекрасной биологической совместимостью. Хорошая клеточная адгезия с коллагеновой мембраной способствует заживлению раны. Двухслойный дизайн Bio-Gide обеспечивает барьерную функцию на протяжении нескольких месяцев, делая возможной беспрепятственную регенерацию тканей. Распад происходит ферментативным путем, не раздражая ткань из-за образования кислот, как это бывает у синтетических материалов на основе полилактидов. Природные коллагеновые волокна Bio-Gide обладают высокой гидрофильностью. Благодаря этому мембрана во влажном состоянии очень хорошо сцепляется с костью.
В результате проведенного информационно-патентного поиска отобраны для последующего анализа следующие патенты.
Известен способ реконструкции альвеолярных отростков челюстей (Патент РФ №2163099), включающий скелетирование альвеолярных отростков в области дефектов костной ткани, декортикацию, наложение минерального компонента кости в смеси с декальцинированной костью. После декортикации на костное ложе укладывает морфогенетический белок, затем минеральный компонент кости, в качестве которого используют неорганический костный матрикс и декальцинированную кость, в виде лиофилизированной костной стружки и изолируют от мягких тканей твердой мозговой оболочкой. Недостатком данного способа является то, что, как указано в патенте, костный морфогенетический белок непосредственно «укладывают» на костное ложе. Отсутствие какого-либо носителя костного морфогенетического белка будет приводить к растеканию и диффузии белка в окружающие ткани. В результате ожидаемый положительный результат наращивания кости под действием костного морфогенетического белка не будет
Известен способ дентальной имплантации (патент РФ №2416376), заключающийся в следующих этапах. Проводят разрез слизистой оболочки и надкостницы. Обнажают альвеолярный отросток челюсти. Костное ложе формируют направляющим сверлом или шаровидным бором. Во время сверления уточняют толщину кортикального слоя кости и ее плотность. Сверлами создают диаметр костного ложа на уровне кортикальной пластинки, соответствующий диаметру вводимого имплантата. Вновь образовавшийся костный канал заполняют аутоплазмой в виде геля, обогащенной тромбоцитами, после чего устанавливают имплантат методом инструментального ввинчивания. Перед наложением швов на альвеолярный отросток укладывают мембрану из аутоплазмы, обогащенной тромбоцитами. Недостатком данного способа является недостаточная первичная стабильность внутрикостной части, узкие показания к применению, недостаточный остеоиндуктивный потенциал, замедленная интеграция с костной тканью, высокая травматичность.
2
Известен способ подготовки тканей протезного ложа к протезированию после удаления зуба (патент РФ №2662551), включающий минимальное отслоение слизисто-надкостничного лоскута, атравматичное удаление оставшегося корня зуба, заполнение лунки удаленного корня костезамещающим материалом, сведение краев ран и ушивание. В качестве костезамещающего материала используют деминерализованную спонгиозу «Лиопласт», затем область аугментации перекрывают резорбируемой коллагеновой мембраной «Коллост», при этом коллагеновую мембрану обрезают по форме и размеру дефекта, располагая края мембраны под слизисто-надкостничным лоскутом для обеспечения его полного прилегания. После полной эпителизации раны в лунку удаленного зуба вводят аутоплазму, обогащенную тромбоцитами и факторами роста из расчета на одну лунку 0,5-0,7 мл и вводят на 45 сутки под слизистую оболочку в области удаленного зуба препарат коллагенового материала «Коллост» в виде 7% геля из расчета 0,1-0,2 мл на 1 см слизистой оболочки протезного ложа.
2
Известен способ костной пластики при непосредственной дентальной имплантации (патент РФ №2437633), выбранный в качестве прототипа, включающий удаление зуба, обработку лунки, введение и фиксацию имплантата в зубной лунке, новым является то, что после обработки лунки антисептиками и препарирования костного ложа устанавливают цилиндрический никелид-титановый имплантат, свободное пространство между имплантатом и костной тканью в области краев альвеолы заполняют остеопластическим материалом «Bio-Oss», предварительно пропитанным обогащенной тромбоцитами плазмой пациента, костную рану с установленным имплантатом укрывают никелид-титановой сеткой с площадью ячейки 0,077 мм и фиксируют положение никелид-титановыми пинами, с последующим покрытием резорбируемой мембраной «Bio-Gide», перекрывающей края дефекта на 4-5 мм, мобилизуют слизисто-надкостничный лоскут, рану ушивают наглухо без натяжения, проводят антисептическую обработку полости рта. Недостатком данного способа является недостаточная первичная стабильность внутрикостной части, узкие показания к применению, токсическое воздействие никелидтитанового дентального имплантата, нарушение периостального кровоснабжения, недостаточный остеоиндуктивный потенциал, замедленная интеграция с костной тканью.
Общим недостатком перечисленных способов является то, что, непосредственно костный морфогенетический белок «укладывают» на костное ложе. Таким образом, отсутствие какого-либо носителя, например, в виде гранул, остеопластических материалов, мембраны и т.д. не позволяет в полной мере придать объем (форму) наполнителю, что в последствии будет приводить к его растеканию и диффузии в окружающие ткани, вследствие чего ожидаемый положительный результат наращивания кости не достигается в полной мере.
Технической задачей изобретения является создание способа регенерации костной ткани с использованием обогощенной тромбоцитами аутоплазмы, содержащей нанодисперсный диоксид церия.
Техническим результатом предлагаемого способа регенерации костной ткани является подготовка тканей костного дефекта, направленная на увеличение качества новообразованной кости в дефекте челюсти и, как следствие, снижение атрофических процессов, сохранение структуры слизистой оболочки, сведение к минимуму осложнений воспалительного характера в послеоперационном периоде. В результате использования предложенного способа регенерации сокращаются сроки восстановления целостности костных структур за счет оптимизации репаративного остеогенеза. Достигнута более надежная изоляция костной раны от негативного воздействия содержимого полости рта, включая патогенную инфекцию, за счет многослойного размещения мембран, обладающих изолирующим и антимикробным эффектами.
Технический результат достигается тем, что предложен способ регенерации костного дефекта, включающий отслоение слизисто-надкостничного лоскута, подготовку внутренних поверхностей костного ложа с помощью костезамещающего материала до полного прилегания, заполнение дефекта аутоплазмой, обогащенной тромбоцитами и факторами роста, укрытие коллагеновой мембраной, сведение краев ран и ушивание. В качестве костезамещающего материала используют тонко измельченную резорбируемую мембрану Bio-Gide предварительно соединенную с раствором тромбина 50 Ед/мл до загустевания в количестве 1-5 масс%, после чего внутреннюю поверхность костного дефекта закрывают полученной смесью по стандартной методике, в подготовленную область дефекта укладывают обогащенную тромбоцитами аутоплазму пациента, содержащую нанодисперсный диоксид церия и Ренопластин, укладывают внутрь дефекта резорбируемую мембрану Bio-Gide, обрезанную по форме и размеру дефекта, располагая внутри дефекта, обеспечивая ее полное прилегание к аутоплазме, после чего на края костного дефекта укладывают ксеногенную резорбируемую мембрану пористой поверхностью внутрь, перекрывающую края дефекта на 4-5 мм под слизистую оболочку.
При использовании предлагаемого способа регенерации костного дефекта возможно дополнительно укладывать вторую ксеногенную резорбируемую мембрану крестообразно для плотной фиксации костного дефекта пористой поверхностью наружу.
Ранее авторами подана заявка на биокомплекс для стимуляции регенерации челюстно-лицевой костной ткани (поданная заявка №2019115520 от 21.05.2019), содержащий обогащенную тромбоцитами аутоплазму пациента, нанокристаллический диоксид церия в изотоническом растворе и активатор ренампластин, при следующем соотношении компонентов, мас. %: обогащенная тромбоцитами аутоплазма (5-50), кристаллический диоксид церия (1-5), Ренампластин (1-10), изотонический раствор остальное до 100%. Использование данного биокомплекса в качестве костезамещающего материала является перспективным и целесообразным для данного технического решения -способа регенерации костной ткани челюстей.
Для создания условий остеоинтеграции и устранения патогенной инфекции сначала формируют костное ложе направляющим сверлом или шаровидным бором, затем равномерно распределяют по всей внутренней поверхности предварительно приготовленную смесь тонко измельченной резорбируемой коллагеновой мембраны «Bio-Gide» с добавлением раствора тромбина.
Тромбин является гемостатическим средством. Естественный компонент свертывающей системы крови, образуется в организме из протромбина при ферментативной активации последнего тромбопластином. Получают из плазмы доноров. Устраняет капиллярное кровотечение, кровотечение из костной полости, капиллярные кровотечения слизистой оболочки полости рта. Производителем, осуществляющим выпуск препарата «Тромбин» является научно-производственное объединение «Ренам». Выбор этого препарата обусловлен тем, что в его состав входят тромбин, тромбопластин с ионами кальция, и их введение в крошку резорбируемой мембраны способствует стимуляции процессов ремоделирования костной ткани - остеобластогенеза и остеокластогенеза на внутренней поверхности костного дефекта.
Резорбируемая коллагеновая мембрана «Bio-Gide» представляет собой двухслойную мембрану: пористая поверхность (по направлению к кости) способствует врастанию костных клеток; плотная поверхность (по направлению к мягким тканям) предотвращает прорастание фиброзной ткани в зону дефекта. Двухслойность обеспечивает барьерную функцию на протяжении нескольких месяцев, делая возможной беспрепятственную регенерацию тканей. Распад происходит ферментативным путем, не раздражая ткань из-за образования кислот, как это бывает у синтетических материалов на основе полилактидов. Коллаген рассасывается в течение 24 недель. Микроструктура пластины, состоящая из длинных волокон фибрина, абсорбируется. Кортикальная пластина сохраняет свою структуру даже в смоченном состоянии. Сцепленные коллагеновые волокна разбухают и формируют универсальную базисную тканевую структуру. В результате легко достигается адаптация к костной стенке и полное закрытие дефекта. Природные коллагеновые волокна мембран обладают высокой гидрофильностью. Благодаря этому пластина мембраны во влажном состоянии обладает хорошим сцеплением с костной тканью.
Наличие такого защитного слоя приводит к устранению растекания биокомпозита и диффузии его в окружающие ткани, к наращиванию кости под действием костного морфогенетического белка.
Резорбируемая коллагеновая мембрана «Bio-Gide», уложенная внутрь полости дефекта сверху биокомплекса, создает пространство для его депонирования. Обладает высокой биосовместимостью, выраженной гибкостью и пластичностью при гидратации. Может изменять форму и легко моделируется.
Для удержания структуры в костном дефекте необходимо укладывать также резорбируемую коллагеновую мембрану «Bio-Gide», опирающуюся на внешние края дефекта для плотной фиксации биокомплекса пористой поверхностью внутрь, перекрывающую края дефекта на 3-4 мм, и фиксируется резорбируемыми винтами для того, чтобы не было смещения под лоскутом.
При необходимости таких резорбируемых коллагеновых мембран «Bio-Gide» может быть две. При этом вторую мембрану «Bio-Gide укладывают крестообразно пористой поверхностью наружу. Мембраны перекрывают друг друга для плотной фиксации костного дефекта. Центр обеих мембран точно закрывает костный дефект. Прежде чем они резорбируются, происходит полная регенерация твердых и мягких тканей.
Сущность изобретения поясняется приведенными примерами реализации заявляемых способов.
Пример 1 Подготовка материала для регенерации костной ткани челюстей Резорбируемую коллагеновую мембрану Bio-Gide тонко измельчали с использованием центробежной мельницы и просеивали на сите с размером ячеек 2,0 мм. Затем к полученной коллагеновой крошке по каплям добавляли раствор тромбина 50 Ед/мл на 10% растворе хлорида кальция до загустевания и полимеризовали при температуре 37°С в течение 30-40 мин. Помещали в костный дефект с помощью пинцета, равномерно распределяя по всей поверхности используя стандартную методику.
В обработанный таким образом костный дефект укладывали биокомплекс. Сверху на него вглубь дефекта (заподлицо) размещали резорбируемую коллагеновую мембрану Bio-Gide, подготовленную по размеру и форме костного дефекта.
Затем сверху на края костного дефекта укладывали резорбируемую коллагеновую мембрану Bio-Gide, пористой поверхностью внутрь с превышением размера по диаметру 3-4 см под слизистую оболочку и сверху дополнительно укладывают вторую резорбируемую коллагеновую мембрану Bio-Gide пористой поверхностью наружу крестообразно для плотной фиксации костного дефекта. Мембрану укрепляли резорбируемыми винтами, если в этом имелась необходимость.
После этого рана ушивается наглухо. Слизисто-надкостнинчный лоскут мобилизуется и аккуратно укладывается на место, рана ушивается простыми узловыми швами.
Пример 2 Клинические исследования
В рамках оценки эффективности применения заявленного способа регенерации костной ткани проведено следующее клиническое исследование.
Объектом исследования стали 20 пациентов в возрасте 28-42 лет с пародонтальными костными карманами, возникшими на фоне ортодонтического лечения.
В контрольной группе (8 человек) в комплекс лечения включали инструктаж по индивидуальной гигиене полости рта с подбором средств гигиены. Использовали закрытие костного дефекта аналогичный прототипу.
В основной группе (12 чел) после профессиональной гигиены полости рта проводилась обработка костного дефекта аналогично заявленному способу регенерации костных дефектов.
По результатам экспериментального исследования удалось добиться полного сегментарного наращивания костной ткани в области - дефектов в основной группе. Через 1 месяц во всех наблюдениях дефект челюсти был закрыт грубоволокнистой костью с балочным строением, по периферии выявлялись многоядерные остеокласты, в межбалочных пространствах выявлялись кровеносные сосуды. Через 3 мес.наблюдается формирование зрелой кости и восстановление мягких тканей с нормальным многослойным плоским неороговевающим эпителием. Через 6 месяцев имело место заживление путем формирования пластинчатых костных структур с хорошо развитой системой гаверсовых каналов.
После осуществления заявленного способа регенерации костной ткани челюсти уже с 15-х суток, отмечается выраженная пролиферация остеобластов, пик которой приходится на 15-25 сутки. Процессы остеосинтеза и ремоделирования костной ткани завершаются к 55 суткам. В итоге образуются участки кости по строению близкие как к компактной, так и губчатой костной ткани (полноценная морфологическая регенерация костной ткани).
В результате использования предложенного способа не наблюдался послеоперационный отек и нагноения костной раны. За счет многослойного размещения резорбируемых коллагеновых мембран, обработки внутренней поверхности костного дефекта и использование биокомплекса осуществлялась более надежная изоляция костного дефекта от негативного воздействия содержимого рта, включая патогенную инфекцию, сокращались сроки заживления послеоперационных ран.
- Резорбируемая коллагеновая мембрана для тканевой регенерации играет роль барьера, и прежде, чем она резорбируется, происходит полная регенерация твердых и мягких тканей.
Таким образом, полученные результаты демонстрируют целесообразность применения предлагаемого способа костной пластики для устранения дефектов кости. Способ характеризуется малой травматичностью, иммунологической безупречностью, онкогенной безопасностью, не требует существенных материальных затрат и может быть применен в практической медицине.
Предлагаемое изобретение удовлетворяет критериям новизны, так как при определении уровня техники не обнаружено средство, которому присущи признаки, идентичные (то есть совпадающие по исполняемой ими функции и форме выполнения этих признаков) всем признакам, перечисленным в формуле изобретения, включая характеристику назначения.
Все вышеуказанные положительные свойства заявляемого способа позволяют достичь ожидаемого технического результата - малой травматичности и высокой эффективности проведения операции, а также способствуют сокращению сроков реабилитации в послеоперационном периоде.
Проведенный заявителем анализ уровня техники, который включает поиск по патентным и научно-техническим источникам информации, с выявлением источников, содержащих информацию об аналогах заявляемого технического решения, позволяет установить, что заявителем не выявлены аналоги, которые характеризуются всей совокупностью признаков, идентичных всем существенным признакам заявляемого способа, указанных в формуле изобретения.
Потому можно утверждать, что изобретение соответствует условию патентноспособности по критерию «новизна».
Данное техническое решение имеет изобретательский уровень, т.к. по совокупности всех существенных признаков, указанных в формуле изобретения, для специалиста они явным образом не следуют из уровня техники.
Кроме того, изобретение промышленно применимо, потому что заявляемое техническое решение позволяет использовать его с целью активизации процесса репаративной регенерации костной ткани в зоне послеоперационного костного дефекта.