Восстановление переднелатеральной стенки верхнечелюстного синуса аллогенными биоматериалами

104

Клинический опыт

ВОССТАНОВЛЕНИЕ

ПЕРЕДНЕЛАТЕРАЛЬНОЙ СТЕНКИ ВЕРХНЕЧЕЛЮСТНОГО СИНУСА АЛЛОГЕННЫМИ БИОМАТЕРИАЛАМИ

Д.А. Щербаков, А.И. Лебедева, А.И. Каримова

Всероссийский центр глазной и пластической хирургии МЗ РФ, Уфа, Россия

Replacement of the anterior-lateral wall of the maxillary sinus with allografts

D.A. Shcherbakov, A.I. Lebedeva, A.I. Karimova Russian eye and plastic surgery center, Ufa, Russia

Целью работы явилось сравнительное экспериментальное и клиническое исследование эффективности применения аллогенных биоматериалов хрящевого и костного происхождения для восполнения дефектов переднелатеральной стенки верхнечелюстного синуса. Проведены экспериментальные исследования на кроликах породы Шиншилла;в первой экспериментальной группе (n = 12) после моделирования дефекта переднелатеральной стенки верхнечелюстной пазухи произведена имплантация аллогенного биоматериала хрящевого происхождения, во второй (n = 12) — в качестве биоматериала использован костный аллотрансплантатат. В клинической части работы проведен анализ эффективности лечения пациентов после максиллотомии с замещением дефекта переднелатеральной стенки хрящевым аллогенным биоматериалом (n = 21) или костным аллогенным биоматериалом (n = 24). Установлено, что оба вида аллогенных биоматериалов индуцируют репаративный остеогенез при имплантации в костный дефект. Выявлены некоторые особенности в процессе заместительной регенерации в зависимости от вида биоматериала. В клинической части работы подтверждена эффективность применения аллогенных биоматериалов хрящевого и костного происхождения при замещении дефекта переднелатеральной стенки верхнечелюстного синуса. Во всех случаях получен положительный клинический результат — целостность переднелатеральной стенки синуса восстановлена. Хрящевой и костный аллогенные биоматериалы замещаются ретикулофиброзной тканью, поэтому могут выступать альтернативой аутогенному костному трансплантату при подобных операциях. У пациентов с долихоцефалическим типом строения черепа и с глубокой клыковой ямкой целесообразно применение аллогенного биоматериала хрящевого происхождения, отличающегося более высокими эластическими свойствами.

Ключевые слова: костный и хрящевой аллогенные биоматериалы, верхнечелюстной синус.

Введение

В настоящее время показания к наружному хирургическому доступу к верхнечелюстной пазухе расширяются. В связи с исследованиями последних лет, становится очевидным, что эндоназальные хирургические манипуляции в области среднего носового хода не всегда оправданы и могут привести к его облитерации с блоком соустий передней группы околоносовых синусов [1]. Также известно, что в области естественного соустья проходят кровеносные, лимфатические сосуды и волокна вегетативной нервной системы для слизистой оболочки пазухи [2], которые могут быть повреждены.

Так, в случаях, когда естественное соустье верхнечелюстного синуса остается интактным, предпочтительным является хирургический доступ через переднелатеральную стенку синуса.

Таким образом, агрессивные хирургические манипуляции в области остиомеатального комплекса чреваты не только облитерацией естественного со-

е-mail: alina.karimova@myrambler.ru

The aim of the work was a comparative experimental and clinical study of efficacy of the bone and cartilage allografts in restoration of defects in the anterior-lateral wall of the maxillary sinus.

Experimental studies were performed on rabbits Chinchilla. After modeling the defect of the anterior wall of the maxillary sinus the grafting was performed with cartilage allografts in the first experimental group (n = 12), in the second group (n = 12) — bone allograft was used as a biomaterial. In the clinical part of the study we evaluated the effectiveness of treatment in patients after maxillotomy with the reconstruction of the anterior-lateral wall with the cartilage (n = 21) or bone (n = 24) allografts.

We found that both types of allografts induced reparative osteogenesis in the field of bone defect. Some features in regeneration process depending on the type of biomaterial were shown. Clinical studies demonstrated the efficacy of the cartilage and the bone allografts in replacement of the anterior-lateral wall of the maxillary sinus. In all cases a positive clinical outcome, the integrity of the anterior-lateral wall of the sinus, was achieved. Both allografts were replaced by lamellar bone tissue and that's why could be considered as an alternative of autogenous bone transplants in such operations. In patients with dolichocephalic skull and deep canine fossa it is appropriate to use the cartilage allografts characterized by higher elastic properties.

Key words: bone and cartilage allografts, maxillary sinus.

устья, но также могут привести к нарушению трофики слизистой оболочки синуса [3].

Наружный хирургический доступ к верхнечелюстному синусу также не лишен недостатков, одним из которых является формирование стойкого дефекта переднелатеральной стенки синуса. Отсутствие костной ткани в области переднелатеральной стенки синуса приводит к западению мягких тканей и развитию косметического дефекта [4]. С другой стороны, в случае развития острого синусита, — дефект в костной стенке служит путем распространения гнойного процесса. А.Р. Боджоков [5] предложил метод закрытия дефектов стенок околоносовых синусов деминерализованным костным трансплантатом (ДКТ). Однако забор кадаверного материала для производства ДКТ достаточно трудоемкий. Известным является тот факт, что ДКТ подвергается значительной резорбции в костном ложе, что приводит к потере объема регенерата [6]. В ряде экспериментально-клинических исследований показан

Гены & Клетки Том IX, № 2, 2014

Клинический опыт

105

остеогенный потенциал аллогенного реберного хряща [7, 8]. Учитывая вышеизложенное, материалом выбора для костной пластики, на наш взгляд, может являться биоматериал на основе аллогенного хряща [9, 10]. Однако в литературе последних лет отсутствуют данные о сравнении морфологических процессов в области имплантации аллогенных биоматериалов хрящевого и костного происхождения в костный дефект. Также мы не обнаружили сведений о клинических исследованиях, сравнивающих две указанные технологии костной пластики при восполнении дефектов переднелатеральной стенки верхнечелюстного синуса.

Цель: разработать принципы клинического применения аллогенных биоматериалов хрящевого и костного происхождения для восполнения дефектов переднелатеральной стенки верхнечелюстного синуса.

Материал и методы

Экспериментальные исследования. В отделе морфологии Всероссийского центра глазной и пластической хирургии (зав. отделом, проф. С.А. Муслимов) проведены экспериментальные исследования на кроликах породы Шиншилла. Стоматологическим бором (d = 4 мм) моделировался дефект переднелатеральной стенки верхнечелюстного синуса. Затем производилось закрытие костного дефекта аллогенным биоматериалом хрящевого (первая экспериментальная группа, n = 12) или костного происхождения (вторая экспериментальная группа, n = 12), по технике press-fit (с англ. «заглушка»), после чего производилось послойное ушивание мягких тканей над областью пластики.

Хрящевой аллогенный биоматериал изготавливался из кроличьего реберного (гиалинового) хряща. Для этого реберный хрящ обрабатывали анионными и катионными детергентами с целью мембранолиза по технологии биоматериала Алло-плант (Патент РФ №2189257МПК A61L 27/00, опубл. 20.09.2002 г.). Костный аллогенный биоматериал изготавливался из диафиза бедренной кости кролика. Декальцинация проводилась соляной кислотой 0,6 Н (соотношение 10 мл раствора на 1 г кости) в течение 18—24 ч. После чего костный трансплантат также обрабатывался анионными и катионными детергентами с целью мембранолиза по технологии биоматериала Аллоплант.

Стерилизацию аллогенных биоматериалов проводили радиационным облучением в дозе 25 кГр. В результате были получены бесклеточные аллогенные биоматериалы. При этом выявлялась высокая оптическая активность, свидетельствовавшая о сохранении фиброархитектоники коллагена в данных биоматреиалах, несмотря на химическую обработку и облучение.

На 14, 60, 90 и 180-е сут. животные выводились из эксперимента передозировкой средств для общей анестезии. Выполняли стандартную гистологическую обработку полученного тканевого материала. Гистологические срезы окрашивались гематоксилином и эозином и обрабатывались в программе Biovision 3.0. Проводилась электронная и поляризационная микроскопия при полностью скрещенных фильтрах.

Клиническое применение разработанных медицинских изделий производилось в соответствии с реги-

страционным удостоверением № ФСР 2011/12012 от 30 сентября 2011 г.

В тканевом банке Всероссийского центра глазной и пластической хирургии (г. Уфа) производятся Аллотрансплантаты для хирургии «Аллоплант» (ТУ 9398-001-04537642-2011) хрящевого и костного происхождения, адаптируемые под размер дефекта в переднелатеральной стенке верхнечелюстного синуса.

В остром опыте доказано, что для осуществления техники press-fit требуется, чтобы цилиндрическая часть биоматериала на 0,8 мм была больше диаметра костного дефекта (рис. 1). В противном случае аллогенный биоматериал как хрящевого, так и костного происхождения или не фиксируется в дефекте, или разрушается при попытке ее установки в дефект, поэтому биоматериал окончательно моделировался в условиях операционной.

Рис. 1. Хрящевой аллогенный биоматериал, адаптированный под технику press-fit

В исследовании участвовал 41 пациент с одонтогенными кистами верхнечелюстного синуса, 38 пациентов с инородными телами верхнечелюстного синуса, 12 пациентов с посттравматическими дефектами переднелатеральной стенки верхнечелюстного синуса. Размеры дефектов не превышали 1,5 см. Главным критерием включения в исследование являлось отсутствие патологии со стороны естественного соустья синуса. В случае наличия признаков острого воспаления в синусах, в течение трех-пяти дней перед оперативным вмешательством проводилась системная противовоспалительная и антибактериальная терапия. Верхнечелюстной синус в таком случае пунктировался и устанавливался полихлорвиниловый катетер (ПВХ-катетер), по которому проводилось ежедневное промывание синуса 0,9% раствором NaCl.

Операция на верхнечелюстном синусе выполнялась следующим образом. После инфильтрационной анестезии (артикаин 1,5% + адреналин 1:100000) преддверья рта под верхней губой на стороне пораженной пазухи, производился разрез слизистой оболочки по переходной складке в проекции 3—5 верхних зубов. Подслизистая с надкостницей отсепаровывались распатором в проекции клыковой ямки. Синус-бором выполнялся доступ к верхнечелюстной пазухе. Патологические ткани, воспалительный экссудат, инородные тела удалялись из синуса. Производилась ревизия верхнечелюстного

Гены & Клетки Том IX, № 2, 2014

106

Клинический опыт

синуса эндоскопами 30° и 130° (оптика обратного вида для ревизии переднелатеральной стенки). Выполнялась установка хрящевого или костного аллогенного биоматериала по технике press-fit. Слизистая преддверья рта ушивалась узловыми швами. Использовался нерассасывающийся шовный материал SurgiPro 5-0. Швы из преддверья рта удалялись на 6-7-е сут.

В послеоперационном периоде выполнялась магнитно-резонансная и компьютерная томография околоносовых пазух. По данным А.А. Зубаревой с соавт. [11] конусно-лучевая компьютерная томография при минимальной лучевой нагрузке и высокой информативности метода позволяет проводить динамическое наблюдение за придаточными пазухами носа в послеоперационном периоде [3]. В нашем исследовании установлено, что костные и хрящевые аллогенные биоматериалы не выявлялись при проведении конусно-лучевой компьютерной томографии в сроки до 1 мес. после его имплантации в дефект переднелатеральной стенки верхнечелюстного синуса. В связи с этим при необходимости уточнения локализации и состояния биоматериала в раннем послеоперационном периоде методом выбора является магнитно-резонансная томография (сагиттальная и аксиальная проекции, режим Т2).

Результаты и обсуждение

Экспериментальные исследования. На 14-е сут. после применения аллогенного биоматериала хрящевого происхождения обнаруживалась незначительная реакция со стороны тканевого ложа, представленная инфильтрацией макрофагами и фибробластами, выраженной лейкоцитарной реакции не наблюдалось. Периферические зоны трансплантата подвергались резорбции хондрокластами, локализованными пристеночно (рис. 2А).

В последующем (на 30-е сут.) в образовавшихся резорбционных лакунах выявлялась рыхлая васкуляризированная волокнистая соединительная ткань с наличием остеогенных клеток (рис. 2Б). По мере

накопления коллагеновых волокон в образованных лакунах происходила их оссификация. Выявлялась ретикулофиброзная костная ткань, включавшая клетки остеогенного дифферона. Остеобласты были замурованы в костный матрикс, а в дальнейшем дифференцировались в остеоциты.

На 45-е сут. в реактивной зоне определялась новообразованная костная ткань, которая визуализировалась в виде утонченной «скорлупы», покрывающей хрящевой аллогенный биоматериал. При этом часто отсутствовала переходная зона. Продукты деградации хрящевого матрикса, по видимому, стимулировали активность остеогенных клеток. Вывлялась этапность процессов замещения аллогенного биоматериала хрящевого происхождения ретикулофи-брозной костной тканью. Так, в некоторых участках на границе между новообразованной костной тканью и биоматериалом определялись вновь образованные эрозионные лакуны (рис. 3А). При этом, по данным Н.В. Дедух и Е.Я. Панкова, важную роль играет сосудистая почка, у вершины которой расположены хондрокласты [12]. В нашем исследовании при электронной микроскопии выявлялись макрофаги, резорбирующие хрящевой аллогенный биоматериал и остеокласты, ремоделирующие новообразованную костную ткань (рис. 3Б). Непосредственно за макрофагами следовали эндотелиальные клетки, образующие гемокапилляр, а по периферии обнаруживались остеобласты.

На 180-е сут. хрящевой аллогенный биоматериал не определялся в области проведенной операции. На месте бывшего дефекта обнаруживалась ретику-лофиброзная костная ткань.

Таким образом, замещение хрящевого аллогенного биоматериала происходило центростремительно, мозаично: путем прямого и непрямого остеогистогенеза. Источником остеогенных клеток являлись клетки тканевого ложа и периваскулоциты. Хрящевой аллогенный биоматериал обладает свойствами остео-кондукции и, вероятно, остеоиндкуции. Характерный темп биодеградации соответствовал скорости репаративного костеобразования.

Рис. 2.

Хрящевой аллогенный биоматериал в костном дефекте (А — 14 сут.;

Б — 45 сут.):

1 — хрящевой аллогенный биоматериал;

2 — эрозионная лакуна с хондрокластами;

3 — рыхлая волокнистая соединительная ткань. Окраска:

А — по Ван Гизону;

Б — по Маллори

Гены & Клетки Том IX, № 2, 2014

Клинический опыт

107

Рис. 3.

Хрящевой аллогенный биоматериал в костном дефекте (45 сут.):

1 — аллогенный биоматериал;

2 — новообразованная грубоволокнистая костная ткань;

3 — сосудистая почка в эрозионной лакуне. Окраска:

А — гематоксилин и эозин;

Б — трансмиссионная

электронная

микроскопия

Несколько иные механизмы заместительной регенерации обнаружены в области имплантации аллогенного биоматериала костного происхождения. В ранние сроки (14 сут.) наблюдалось формирование рыхлой волокнистой соединительной ткани, содержащей остеобласты, в «пустых» центральных каналах остеонов аллогенного биоматериала. При этом фронт замещения шел от центрального канала к периферии предсуществующего остеона (рис. 4А). В краевой зоне костного аллогенного биоматериала обнаруживался периферический тип замещения: пространство, образованное в результате резорбции биоматериала остеокластами заполнялось рыхлой неоформленной соединительной тканью, содержащей остеобласты (рис. 4Б). В результате слияния двух встречных фронтов за-

мещения аллогенного биоматериала на 180-е сут. формировался непрерывный массив ретикулофи-брозной костной ткани.

Клиническое применение. Послеоперационный период у всех пациентов протекал без особенностей.

Для динамического наблюдения за состоянием околоносовых синусов в послеоперационном периоде проводилась ежедневная эндоскопия полости носа с анемизацией слизистой оболочки топическими де-конгестантами.

Клинические примеры. Пациент Х., 12 лет, обратился в отделение пластической хирургии Всероссийского центра глазной и пластической хирургии с жалобами на головную боль, преимущественно в правой височной области. При выполнении магнитно-резонансной томографии головы в скрининговом

Рис. 4.

Костный аллогенный биоматериал в костном дефекте (А — 14 сут.,

Б — 45 сут.):

1— аллогенный биоматериал;

2 — рыхлая волокнистая соединительная ткань;

3 — новообразованная ретикулофиброзная костная ткань.

Окраска:

А — гематоксилин и эозин;

Б — по Маллори

Гены & Клетки Том IX, № 2, 2014

108

Клинический опыт

режиме обнаружен гиперинтенсивный сигнал в режиме Т1 в правом верхнечелюстном синусе, выполняющий весь его объем. Диагностирована риногенная киста верхнечелюстного синуса. У пациента констатирован долихоцефалический тип строения черепа с глубокой клыковой ямкой. При эндоскопическом исследовании носа в среднем носовом ходе обнаружен единичный полип, происходящий из дополнительного соустья верхнечелюстного синуса в передней фонтанелле. Выполнена максиллотомия синус-бором с удалением кисты верхнечелюстного нуса. Полип из среднего носового хода удален, под контролем 1 мм эндоскопа с углом обзора 70°. Дефект переднелатеральной стенки верхнечелюстного синуса закрыт аллогенным биоматериалом хрящевого происхождения, что позволило повторить форму клыковой ямки. Катетеризация верхнечелюстного синуса не выполнялась. На контрольном МРТ-исследовании: околоносовые синусы без патологии, в проекции передней стенки верхнечелюстного синуса справа в режиме Т2 определяется гиперинтенсивный сигнал в виде полоски (хрящевой аллогенный биоматериал) (рис. 5).

Рис. 5. аллогенный биоматериал хрящевого происхождения в проекции переднелатеральной стенки верхнечелюстной пазухи. Магнитно-резонансная томограмма области верхнечелюстной пазухи пациента Х.

(3 сут. после операции). Режим Т2.

Аксиальная проекция

Пациентка Д., 37 лет, обратилась в отделение пластической хирургии Всероссийского центра глазной и пластической хирургии с жалобами на нарушение носового дыхания справа, выделения гнойного характера из носа слева, неприятный запах в носу. Со слов болеет несколько лет, неоднократно выполнялись пункции верхнечелюстного синуса слева. На рентгенограмме придаточных пазух носа было выявлено грибковое тело верхнечелюстного синуса слева. Констатирован мезоцефаличе-ский тип строения черепа, клыковая ямка средней глубины. При эндоскопическом исследовании обнаружены полипы в среднем носовом ходе, «дорожка гноя» из левоговерхнечелюстного синуса. Выполнена пункция, катетеризация левой верхнечелюстной пазухи, в течение трех дней проводилась системная противовоспалительная и антибактериальная терапия и промывание синуса физиологическим раствором по катетеру. После чего произведена максиллотомия слева синус-бором. Грибковое тело удалено из пазухи вместе с измененной слизистой оболочкой. Полипы из среднего носового хода удалены. Переднелатеральная стенка верхнечелюстного синуса восстановлена костным аллогенным биоматериалом. Послеоперационной период без особенностей. На контрольной компьютерной томограмме через 6 мес. определялась костная ткань в области переднелатеральной стенки верхнечелюстного синуса.

Заключение

Разработан способ восполнения костных дефектов переднелатеральной стенки верхнечелюстного синуса с использованием аллогенных биоматериалов хрящевого и костного происхождения. При этом экспериментально-морфологически обоснована возможность применения двух видов биоматериала. Результаты световой и электронной микроскопии показали, что на границе хрящевого аллогенного биоматериала обнаруживаются сосудистые почки, содержащие хондрокласты и остеобласты, что может свидетельствовать об остеоиндуктивных свойствах биоматериала.

Клиническое применение подтвердило высокую эффективность предложенных методов закрытия костных дефектов переднелатеральной стенки верхнечелюстного синуса. В сроки до двух лет не выявлено осложнений, равно как и рецидивов патологического процесса со стороны околоносовых пазух. Целесообразно применение хрящевого аллогенного биоматериала у пациентов с долихоцефалическим типом строения черепа и глубокой клыковой ямкой с учетом высоких эластических свойств биоматериала.

Полученные результаты позволяют рекомендовать применение хрящевого и костного аллогенных биоматериалов по технике press-fit для пластики переднелатеральной стенки верхнечелюстного синуса при выполнении радикальной синусотомии и при посттравматических дефектах в челюстно-лицевой хирургии и оториноларингологии.

Гены & Клетки Том IX, № 2, 2014

Клинический опыт

109

ЛИТЕРАТУРА:

1. Myller J., Dastidar P., Torkkeli T. et al. Computed tomography findings after endoscopic sinus surgery with preserving or enlarging maxillary sinus ostium surgery. Rhinology 2011; 4: 438—44.

2. Sun S., Qiu L., Yu P. The anatomy of the maxillary ostium and the middle meatus antrostomy. Zhonghuaer bi yanhoukezazhi 1995;30 (5): 295-8.

3. Duncavage J.A., Becker S.S. The maxillary sinus: medical and surgical managemen. New-York: Thieme; 2010.

4. Muderris T., Bercin S., Sevil E., Kiris M. Management of frontal sinus fracture: Reconstruction of the sinus with iliac bone graft. J. Craniofacial Surg. 2013; 24 (2): e194-e195.

5. Боджоков А.Р. Пластика стенок околоносовых пазух гомотрансплантатами из деминерализованной кости. Российская оториноларингология 2011; 4: 33.

6. Won Y.H., Kim S.G., Oh J.S., Lim S.C. Clinical evaluation of demineralized bone allograft for sinus lifts in humans: a clinical and histologic study. Implant dentistry 2011;20 (6): 460-4.

7. Гринчeнко A.A. Мaтeриaлы по изучeнию хрящeвых трaнсплaнтaтов в плaстикe чeлюстно-лицeвой облaсти

(экспeримeнтaльно-клиничeскоe исслeдовaниe): диссертация ... д^ мeд. нaук. 1961: 63.

8. Рaдкeвич, A.A. Рeконструктивнaя хирургия aльвeолярных отростков чeлюстeй: aвторeф. дис. ... д^ мeд. нaук. 2002: 33.

9. Нигматуллин Р.Т., Щербаков Д.А., Мусина Л.М., Ткачев А.А. Некоторые аспекты клинического применения костных и хрящевых аллотрансплантатов. Медицинский вестник Башкортостана 2012; 7 (4): 78-83.

10. Щербаков Д.А. Восстановление опорных структур риноорби-тального комплекса с использование маллотрансплантатов. Вестник Оренбургского государственного университета 2013: 4 (153): 318-23.

11. Зубарева А.А., Чибисова М.А., Дударев А.Л., Шавгулидзе М.А. Возможности цифровой объемной томографии в оториноларингологии, челюстно-лицевой хирургии и хирургической стоматологии. Медицинский алфавит 2012; 7: 18-24.

12. Дедух Н.В., Панков Е.Я. Скелетные ткани. В кн.: Данилов Р.К., Быков В.Л. Руководство по гистологии: СПб.: СпецЛит; 2001: 302-28.

Поступила 07.07.2014

Гены & Клетки Том IX, № 2, 2014