Экспериментальная оценка деминерализованных костных имплантатов «Перфоост» в качестве материала, пригодного для реконструкции поврежденной носовой перегородки

Экспериментальная оценка деминерализованных костных имплантатов «Перфоост» в качестве материала, пригодного для реконструкции поврежденной носовой перегородки

А.Г. Хамидов 1, Н.А. Дайхес 1, М.М. Бакуев 2, Ш.М. Ахмедов 1, А.Ю. Рябов 3,

Ю.Б. Юрасова 4, М.В. Лекишвили 5

1 «НКЦ оториноларингологии» ФМБА России, Москва

2 ВПО Дагестанская ГМА ФАЗ СР, Махачкала

3 СЦ «Интердентос», Королев

4 Российская детская клиническая больница, Москва

5 Центральный институт травматологии и ортопедии им. Н.Н. Приорова, Москва

Experimental Evaluation of Demineralized Bone Grafts «Perfoost» as a Biomaterial,

Suitable for Damaged Nasal Septum Surgical Reconstruction

A.G. Khamidov1, N.A. Daihes 1, M.M. Bakyuev2, Sh.M. Ahmedov1, A.Yu. Ryabov3, Yu.B. Yurasova 4, M.V. Lekishvili 5

1 «NCC otolaryngology» FMBA Russia, Moscow

2 VPO Dagestan SMA FAH СР, Makhachkala

3 DC «Interdentos», Korolev

4 Russian children clinical hospital, Moscow

5 Priorova N.N Central institute of traumatology and orthopaedics, Moscow

В статье приведены данные о возможностях использования разных деминерализованных костных имплантатов (ДКИ) в реконструкции поврежденной носовой перегородки. Рассмотрены две модификации ДКИ, одна произведена по технологии ЦИТО, используя слабые растворы соляной кислоты (0,6 Н), лиофилизацию и радиационную стерилизацию; другая — приготовленные с помощью более концентрированной (2,4 Н) соляной кислоты и консервированные, одновременно стерилизованные слабыми растворами (0,5%) формальдегида. ДКИ имплантировали кроликам в дефект перегородки носа, созданным после резекции ее хрящевой части. Сроки эксперимента составили 14 сут., 1, 3, 6 и 9 мес. Полученные результаты морфологического исследования свидетельствовали о биосовместимости ДКИ «Перфоост», а также лучшей тканевой адаптации, чем в серии с применением формалинизированных ДКИ.

Ключевые слова: деминерализованные костные

имплантаты, носовая перегородка, экспериментальные исследования.

In the paper possibility of use different demineralized bone grafts (DBA] in reconstruction of the damaged nasal septum is discussed. Two modifications of DBA are surveyed, one has been made on technology of CITO, using weak solutions of a hydrochloric acid (0,6 H), a lyophilization and radioactive sterilization, another — prepared by means of more concentrated (2,4 H) a hydrochloric acid and preserved, simultaneously sterilized by weak solutions (0,5 %) formic aldehyde. DBA implanted to rabbits into defect of nasal septum, framed after a resection of a cartilaginous part of a septum. In one series of experiment to animals implanted DBA «Perfoost» made on technology CITO, into another (control) — DBA in formic aldehyde. Experiment terms have made 14 days, 1, 3, 6 and 9 months. The received results of morphological research testified to well-founded possibility of use DBA «Perfoost» in the field of the damaged and deformed nasal septum, and also the best adaptation, than in a series with application implants in control.

Key words: Demineralized bone grafts, nasal septum, experimental research.

Реконструктивные операции в оториноларингологии являются одними из наиболее сложных и технически трудновыполнимых хирургических пособий. К сожалению, при выполнении реконструктивной пластики с целью устранения дефекта перегородки носа у отечественных хирургов часто возникают ситуации, когда нужный пластический материал недоступен по различным причинам. Сложившаяся ситуация вынуждает использовать ткани больного, заведомо зная, что пациенту наносится дополнительная травма с возможными послеоперационными осложнениями. Поэтому программы поиска и изготовления новых биологических пластических материалов в России, используемых для замещения дефектов тканей, являются одной из наиболее актуальных проблем реконструктивной хирургии в том числе, и в оториноларингологии.

e-mail: riabov2003@mail.ru

Нам представляется, что из числа используемых в настоящее время биопластических материалов во многом наиболее перспективными являются деминерализованные костные имплантаты (ДКИ). Подобные материалы достаточно длительное время широко и успешно применяются в реконструктивных операциях в различных областях медицины, в челюстнолицевой хирургии и стоматологии, в травматологии и ортопедии, офтальмологии, нейрохирургии и т.д. как в нашей стране, так и за рубежом [9]. Однако, в России, в клинической оториноларингологии эти материалы пока еще не нашли своего широкого применения и признания.

Известно, что ДКИ, изготовленные с соблюдением ряда технологических условий, являются активными индукторами образования кости в области имплантации [6, 10]. Одной из разновидностей

деминерализованных костных имплантатов, изготавливаемых в России, являются ДКИ «Перфоост», получаемые в тканевом банке ЦИТО им. Н.Н. Приорова по оригинальной технологии, включающей деминерализацию, лиофилизацию и стерилизацию радиационным способом — потоком быстрых электронов, дозой поглощения 25 кГр. На сегодняшний день ДКИ «Перфоост» более 10 лет успешно используются практически во всех областях реконструктивной пластической хирургии. Целью нашего исследования стало изучение в эксперименте возможности применения ДКИ «Перфоост», как пластического материала, эффективного в проведении реконструкции поврежденной перегородки носа (ПН). Экспериментальное исследование на кроликах сопровождалось изучением динамики морфологических изменений в различные сроки после имплантации в область перегородки носа. Контрольной серией эксперимента стали ДКИ, изготовленные по технологии с использованием слабых растворов формальдегида, которые успешно применяются в реконструктивной хирургии почти 30 лет.

Цель исследования. Провести сравнительный экспериментальный анализ ДКИ, изготовленных различными методами, при замещении дефектов носовой перегородки у кроликов, а также определить перспективы внедрения ДКИ в хирургию перегородки носа.

Материал и методы

Работа выполнена на 30 кроликах породы «Шиншилла», разделенных на две экспериментальные серии. Возраст животных составлял 1—1,5 года, масса тела не менее 2,5 кг. Для основной серии экспериментального исследования были использованы ДКИ из компактного вещества бедренных костей кроликов изготовленные по технологии ЦИТО [8,2,3]. В контрольной серии использовали ДКИ, приготовленные путём деминерализации нативной кроличьей кости 2,4 Н раствором соляной кислоты с последующей ее отмывкой в стерильном физиологическом растворе. Затем до эксперимента их хранили в 0,5% растворе формальдегида, содержащем антибиотик моно-мицин [6].

Животным производилась резекция хрящевой части перегородки носа, в область образовавшегося дефекта укладывалась пластина из аллоимплантата «Перфоост». Из эксперимента животных выводили в сроки 14 сут., 1, 3, 6 и 9 мес. После резецирования полного скелета перегородки носа готовили гистологические препараты, которые окрашивали гематоксилином и эозином, а также пикрофуксином по Ван-Гизону.

Результаты и обсуждение

Гистологическое исследования в контрольной группе показало, что через 2 нед. формалинизиро-ванные имплантаты оказывались окруженными капсулой из грануляционной ткани, которая содержала многочисленные, вновь образованные артериолы, венулы и капилляры. Просматривались единичные очаги лимфоцитарной инфильтрации. Процессы лизиса материала с врастанием в эрозионные лакуны компонентов грануляционной ткани практически отсутствовали (рис. 1).

К концу 1 мес. имплантаты этой серии были окружены плотной капсулой из грануляционной ткани, в которой выявлялись полости, заполненные лимфоцитарными и макрофагальными элементами,

а также вновь сформированными кровеносными капиллярами (рис. 2). К 3 мес. в гистологических препаратах видны фрагменты новообразованной ретикулофиброзной костной ткани; костные трабекулы были изолированы друг от друга и окружены тонкими прослойками из соединительной ткани. Полости на поверхности имплантатов глубокие с многочисленными сосудами в окружении лимфоцитарных инфильтратов (рис. 3). Через 6 мес. в контрольной группе указанные очаги новообразованной кости были связаны между собой трабекулами лишь частично. Сохранялись еще фрагменты не полностью лизированных костных имплантатов, окруженных компонентами грануляционной ткани, в которой определялись лимфоцитарные и макрофагальные скопления.

К 9 мес. эксперимента в полостях со скоплениями лимфоцитарных и макрофагальных элементов определялись сформированные сосуды и остеобласты, что является признаком начала процесса замещения ретикулофиброзной костной ткани на пластинчатую.

Рис. 1. Фрагмент ДКИ и регенерата (контрольная группа), 2 нед.:

1 - ДКИ; 2 - грануляционная ткань. Окраска: гематоксилин и эозин. Ув. х100

Рис. 2. Фрагмент ДКИ и регенерата (контрольная группа), 1 мес.:

1 - ДКИ; 2 - новообразованная ретикулофиброзная костная ткань.

Окраска: гематоксилин и эозин. Ув. х100

Рис. 3. Фрагмент ДКИ и регенерата (контрольная группа), 3 мес.:

1 - ДКИ; 2 - тонкие трабекулы новообразованной ретикулофиброзной костной ткани.

Окраска: гематоксилин и эозин. Ув. х40

Морфологическое исследование в основной группе экспериментального исследования показало, что через 2 нед. ДКИ «Перфоост» были окружены соединительнотканными элементами, которые формировали нежную капсулу. Через месяц в этой группе компоненты капсулы из грануляционной ткани плотно прилегали к имплантатам. К этому сроку в ее составе были заметны выраженные полости, содержащие кровеносные капилляры. К краю имплантатов прилегала новообразованная костная ткань, ограниченная одним рядом остеобластов. К концу 3 мес. экспериментального исследования значительная часть имплантированного материала в основной группе была лизирована. Вблизи и в контакте с ними наблюдались переплетающиеся трабекулы из новообразованной костной ткани. Между трабекулами локализовалась грануляционная ткань с выраженными очагами кроветворения и скоплениями клеток остеобластического и макрофагального ряда. Через 6 мес. на месте имплантатов находилась новообразованная ретикулофиброзная костная ткань. Пространства между костными трабекулами были заполнены компонентами красного костного мозга. Остеоцитарные лакуны и поверхности трабекул вы-стлались одним рядом остеобластов. В костных полостях, где клеточные элементы вплотную прилегали к трабекулам, выявлялись остеокласты, разрушающие новообразованную ретикулофиброзную костную ткань. Данное явление мы расценили как признак перестройки костной ткани в пластинчатую.

Сравнивая результаты экспериментального исследования, следует отметить, что в обеих сериях использовали костный алломатрикс изготовленный по

ЛИТЕРАТУРА:

1. Gendler E. Perforated demineralized bone matrix: a new form of osteoinductive biomaterial. J. Biomed. Mat. Res. 1986; 20(6): 687—97.

2. Савельев В.И. Получение и сохранение деминерализованной костной ткани для клинического применения. В Кн.: Деминерализованные костные трансплантаты и их использование в восстановительной хирургии. СПб; 1996: 3-12.

3. Urist M.R. Surface-decalcified allogeneic bone tSDAB) implants. A preliminary report of 10 cases and 25 comparable operations with undecalcified lyophilized bone implants. Clin. Orthop. 1968; 56: 37-50.

различным методикам. Результаты гистологических исследований показали, что перестройка имплантатов и образование на их месте новообразованной кости в основной группе происходила значительно быстрее. В частности, уже к концу первого месяца. В тоже время в контрольной группе к концу первого месяца эксперимента процессы лизиса имплантатов лишь намечались, не было очагов новообразованной костной ткани, они выявились только в образцах третьего месяца. Можно отметить что ДКИ, изготовленные с помощью слабого раствора формальдегида после своей имплантации окружены до трех месяцев капсулой из грануляционной ткани, процессов лизиса материал и его перестройки в эти сроки практически не происходило. В контрольной группе исследований просматривалась определенная закономерность — резорбция деминерализованных имплантатов и образование новой костной ткани по сравнению с основной группой происходили более медленными темпами. Как следствие этого до шести месяцев наблюдались сохраненные фрагменты имплантатов и формирование лишь отдельных, не связанных между собой очагов новообразованной костной ткани.

Применение деминерализованных костных имплантатов «Перфоост», изготовленных по технологии тканевого банка ЦИТО, при дефектах перегородки носа у кроликов, эффективнее, чем имплантация ДКИ, произведенных с использованием слабых растворов формальдегида. Перестройка и замещение имплантатов «Перфоост» происходит быстрее по срокам и органотипично. А технология производства позволяет избежать взаимодействия тканей организма при имплантации с агрессивными химическими элементами и, следовательно, предотвратить возможные осложнения на этапе первичного заживления, что является немаловажным фактором, так как первичный остеогенез играет определяющую роль в дальнейших процессах регенерации тканей данной области.

По-видимому, использованный в наших экспериментах, деминерализованный костный имплантат «Перфоост» содержит факторы роста, стимулирующие лишь образование грубоволокнистой костной ткани, то есть включает цепь реакций первичного остеогенеза, а последующие преобразованиея являются уже естественными дальнейшими стадиями образования пластинчатой костной ткани, заложенными еще в период эмбриогенеза.

Имея опыт использования ДКИ «Перфоост» при других различных патологиях костного скелета, в том числе при замещении дефектов костной ткани и операций по направленной регенерации кости, мы считаем необходимым и перспективным внедрение этого материала в хирургию перегородки носа у человека и дальнейшее изучение свойств, а также контроль за отдаленными результатами клинического применения ДКИ, изготовленных по технологии тканевого банка ЦИТО.

4. Снетков А.И., Лекишвили М.В., Касымов И.А. и др. Использования пластического материала «Перфоост» в клинике детской костной патологии. Вестн. травматол. ортопед. 2003; 4: 74-9.

5. Лекишвили М.В. Современная российская технология изготовления деминерализованных костных аллоимплантатов, ее комплексная оценка. Технологии живых систем 2005; 2(3): 32-48.

6. Лекишвили М.В. Технологии изготовления костного пластического материала для применения в восстановительной хирургии: Дисс. .. .докт. мед. наук М.; 2005.

Поступила 03.02.2011