Способ наращивания объема костной ткани гребня альвеолярного отростка челюсти
METHOD OF INCREASING THE VOLUME OF BONE TISSUE OF THE CREST OF ALVEOLAR PROCESS OF THE JAW

Предлагаемое изобретение относится к регенеративной медицине и может быть использовано в остеологии, дентальной имплантологии, пластической и реконструктивной хирургии, челюстно-лицевой хирургии, травматологии и ортопедии и ветеринарной медицине.
Новая кость для восстановления функции травмированной, поврежденной или утраченной кости является крупной клинической потребностью, и инженерия костной ткани была провозглашена альтернативной стратегией для регенерации кости (Tsuchiya K, Mori Т, Chen G, Ushida Т, Tateishi Т, Matsuno Т, Sakamoto М, Umezawa A. Custom-shaping system for bone regeneration by seeding marrow stromal cells onto a web-like biodegradable hybrid sheet. Cell Tissue Res 2004; 316(2):141-53).
Из исследованного уровня техники заявителем выявлены большое количество систем, методов, материалов, использующих различные виды костных ауто-, алло- и ксенотрансплантатов, например известно использование различного вида культур клеток, чаще фибробластов, в качестве оптимизаторов раневого заживления в хирургической пародонтологии [Fang В, Song Y, Lin Q, Zhang Y, CaO Y, Zhao R C, Ma Y. Human adipose tissue-derived mesenchymal stromal cells as salvage therapy for treatment of severe refractory acute graft-vs.-host disease in two children. Pediatr Transplant. 2007 Nov; 11(7): 814-7].
Каждое из них (известных стратегий или средств для остеогенеза) обладает тем или иным достоинством или недостатком, при этом, не всегда эти стратегии или методики, материалы обеспечивают остеогенный, антисептический, гемостатический эффект и иммунную инертность.
Кроме того, существуют технические и технологические трудности, связанные с получением и хранением пластического материала и промышленным изготовлением лекарственных форм, удобных в применении.
Как известно из исследованного уровня техники, кость можно регенерировать посредством следующих стратегий:
- остеогенез - перенос клеток;
- остеоиндукция - побуждение клеток к тому, чтобы стать костью;
- остеопроведение - предоставление каркаса для клеток, формирующих кость;
- или остеостимуляция - стимуляция лечения и регенерации кости путем развития биологической или механической среды излечивающихся или регенерирующихся тканей.
В медицинской практике для заполнения костных полостей в челюстях известны такие средства для репаративного остеогенеза, как йодоформ, парафин, спермацет, кусочки аутокости, антибиотики с кровяным сгустком, консервированный трупный хрящ, лиофилизированная костная "щебенка", мумие и множество других материалов.
Из исследованного уровня техники заявителем выявлен материал по патенту РФ №2210352 «Композиция для лечения воспалительных заболеваний пародонта на основе клеточных культур», сущностью является композиция для лечения воспалительных заболеваний пародонта на основе клеточных культур, содержащая культуру фибробластов, среду роста, остеопластический материал, отличающаяся тем, что в качестве культуры фибробластов она содержит штамм диплоидных клеток легкого эмбриона человека ЛЭЧ-4(81), в качестве среды роста среду ИГЛА-MEM с добавлением 10%-ной сыворотки крови плодов крупного рогатого скота, в качестве остеопластического материала Гапкол или Коллапан в следующем соотношении компонентов, мас. %: среда роста ИГЛА-MEM - 84,75-86,2, остеопластический материал - 0,86-5,08, культура фибробластов (60000-80000 кл/мл среды роста) - 10,17-12,94.
Таким образом, особенностью известного технического решения является имплантирование культуры постнатальных фибробластов, доставляемых в область костного дефекта на носителе - синтетическом гидроксиапатите или на твердой мозговой оболочке эмбриона человека.
Недостатки указанного выше способа обусловлены низкой эффективностью (ограниченные показания к применению), возможными побочными эффектами.
При этом следует акцентировать внимание на то, что отмечается прямая зависимость эффективности таких способов костной пластики от типа дефекта, например костей свода черепа или длинных трубчатых костей, поскольку первые не способны к самостоятельной регенерации вообще, а стимуляция регенерации в последних возможна только при небольших дефектах, имеющих хотя бы 3 опорные стенки [Stosich М S, Мао J J. Adipose tissue engineering from human adult stem cells: clinical implications in plastic and reconstructive surgery. Plast Reconstr Surg. 2007 Jan; 119(1): 71-83].
При этом также следует обратить внимание на то, что использование аутотрансплантатов всегда сопровождается дополнительным операционным полем для его забора и не гарантирует приживаемость в трансплантационном ложе.
Использование фибробластов позволяет повысить лечебный эффект за счет стимулирующей активности клеточного компонента, способствующего сокращению сроков заживления раневой поверхности, снижению выраженности постоперационной рецессии десны и обеспечению увеличения сроков ремиссии хронического заболевания. Однако использование гидроксиапатита в качестве носителя имеет недостатки, а именно обуславливает рецидив заболевания в значительном проценте случаев, а также сопровождается снижением прочности вновь образованной кости к механическим нагрузкам. Кроме того, клеточный компонент конструкции материала используется с недостаточной эффективностью, что обусловлено короткими сроками хранения данной композиции (3-4 суток) [Lendeckel S,  A, Christophis Р, Heidinger K, Wolff J, Fraser J K, Hedrick M H, Berthold L, Howaldt H P. Autologous stem cells (adipose) and fibrin glue used to treat widespread traumatic calvarial defects: case report. J Craniomaxillofac Surg. 2004 Dec; 32(6): 370-3].
Таким образом, такая конструкция материала не является оптимальной для поддержания клеток в жизнеспособном состоянии в течение длительного времени, что ограничивает ее широкое применение в клинической практике.
Известна биоинженерная конструкция для закрытия костных дефектов с восстановлением в них костной ткани по патанту РФ №2416434, сущность заключается в биоинженерной конструкции для закрытия костных дефектов с восстановлением в них костной ткани, представляющая собой гибридный имплантат в виде пористой мембраны из политетрафторэтилена с многофункциональным биосовместимым нерезорбируемым покрытием (МБНП), легированным элементами M-Ca-P-C-O-N или М-Са-С-O-N, где М - металл, выбранный из ряда Ti, Zr, Hf, Nb, Та, на поверхности которого пассированы аутогенные или аллогенные стромальные клетки, выделенные из жировой ткани или костного мозга, биоинженерная конструкция по п. 1, отличающаяся тем, что имплантат имеет размер пор 200-500 мкм, биоинженерная конструкция по п. 1, отличающаяся тем, что покрытие в качестве легирующего металла содержит преимущественно титан, способ получения биоинженерной конструкции по пп. 1-3, заключающийся в том, что выделяют стромальные клетки из жировой ткани или костного мозга реципиента, в том числе предшественники костных клеток, с последующим культивированием из них клеточной популяции, которое включает последовательно: промывку ткани в солевом растворе с антибиотиками, измельчение ткани, инкубирование в растворе 0,1% коллагеназы при 37°C и постоянном перемешивании в течение 90 мин, ингибирование выделенного фермента добавлением 10%-ной фетальной телячьей сыворотки, отделение зрелых адипоцитов центрифугированием при 300 g в течение 10 мин, отмывку полученного клеточного осадка от фермента в среде DMEM (Sigma), содержащей 10% ФТС, фильтрование полученной суспензии клеток через нейлоновый фильтр и ее отделение центрифугированием при 400 g в течение 30 мин при комнатной температуре, тройную отмывку полученной фракции мононуклеарных клеток в виде суспензии в среде DMEM, при этом культуры клеток культивируют до первого пассирования в среде DMEM, содержащей 20% сыворотки, затем в среде DMEM, содержащей 10% ФТС, после чего культуры СКЖТ пассируют на поверхность МБНП гибридного имплантата, представляющего собой пористую мембрану из политетрафторэтилена с размерами пор 200-500 мкм, при этом МБНП легировано элементами M-Ca-P-C-O-N или M-Ca-C-O-N, где М - металл, выбранный из ряда Ti, Zr, Hf, Nb, Та, через 24 ч после пассирования поверхности МБНП среду культивирования меняют на остеогенную и проводят остеогенную стимуляцию с использованием следующего состава: среда DMEM, 10% ФТС, 0,01 мкМ 1,25-дигидроксивитамин D3 (Sigma), 50 мкМ аскорбат-2-фосфат (Sigma), 10 мМ β-глицерофосфат (Sigma), при смене среды каждые 3 суток, затем клетки культивируют в индукционной среде в течение 14 дней, после чего полученную биоинженерную конструкцию используют по назначению.
В целом, техническое решение представляет собой гибридный имплантат в виде пористой мембраны из политетрафторэтилена с многофункциональным биосовместимым нерезорбируемым покрытием (МБНП), легированным элементами M-Ca-P-C-O-N или M-Ca-C-O-N, где М - металл, выбранный из ряда Ti, Zr, Hf, Nb, Та, на поверхности которого пассированы аутогенные или аллогенные стромальные клетки, выделенные из жировой ткани или костного мозга.
Недостатком является использование сыворотки крови животных для культивирования клеток, что может привести к иммунному ответу и опасности переноса инфекции.
Из исследованного уровня техники выявлено изобретение по заявке на патент №94037986/14, 30.09.1994 «Материал для восстановления костной ткани», сущность которого заключается в том, то в предлагаемом материале для восстановления костной ткани, содержащем в своем составе гидроксилопатит, лиофилизированный хонсурид и трикальцийфосфат.
Преобладает в составе хонсурид, который является полисахаридом животного происхождения и изготавливается в виде лиофилизированного порошка. Каждый из компонентов влияет на оптимизацию репаративного остеогенеза в разных направлениях. Так хонсурид влияет на синтез коллагена, гидроксилопатит, нерастворимый биоактивный минерал остеоинтегрируется, а трикальцийфосфат, рассасывающийся в условиях организма, обеспечивает минерализацию костной ткани. Смесью материалов заполняют полость и ушивают.
При этом следует отметить, что известный способ имеет ряд существенных недостатков, а именно: эффект этого средства снижен от того, что нет равномерности распределения гранул в кости, а также от того, что гранулы гидроксилопатита довольно велики, поэтому площадь контакта средства с окружающей биологической тканью мала. Нет дополнительного каркаса в виде мембраны, материал может просто «вымыться» из раны.
Из исследованного уровня техники заявителем выявлено изобретение по патенту РФ №2240135 «Культура клеток, содержащая клетки-предшественники остеогенеза, имплантат на ее основе и его использование для восстановления целостности кости», указанный способ восстановления целостности кости, предусматривающий использование культуры клеток костного мозга млекопитающих, содержащей клетки-предшественники остеогенеза.
4
2
4
2
5
3
Сущностью является культура клеток, содержащая клетки-предшественники остеогенеза, характеризующаяся тем, что она представляет собой клетки стромального и лимфомакрофагального ряда костного мозга млекопитающих, культивированные в питательной среде с 10% бычьей эмбриональной сывороткой в течение 4-7 дней с использованием в качестве индукторов остеогенеза - инсулина, дексаметазона и β-глицерофосфата с 24-часовой обработкой 5-азацитидином в середине цикла и формирующие монослойную культуру с адгезивной способностью не менее 4⋅10 клеток/см, имплантат, обладающий остеогенной активностью, характеризующийся тем, что он представляет собой трехмерный аллогенный костный матрикс или губку из биодеградируемого материала, полученные культивированием на них клеток стромального и лимфо-макрофагального ряда аутологичного костного мозга млекопитающих в питательной среде с 10% бычьей эмбриональной сывороткой в течение 4-7 дней с использованием в качестве индукторов остеогенеза - инсулина, дексаметазона и β-глицерофосфата с 24-часовой обработкой 5-азацитидином в середине цикла и формирующие монослойную культуру с адгезивной способностью не менее 4⋅10 клеток/см и 3⋅10 клеток/см губки из биодеградируемого материала, способ получения имплантата по пп. 4-7, характеризуется тем, что его изготавливают путем адгезии клеток стромального и лимфо-макрофагального ряда аутологичного костного мозга на поверхности аллогенного костного матрикса или губки из биодеградируемого материала, предварительно покрытых поли-L-орнитином с последующим их высушиванием при комнатной температуре и набуханием перед использованием в изотоническом растворе с pH 7,2-7,4, при этом адгезия осуществляется в течение 2 дней посредством культивирования клеток в питательной среде с 10% бычьей эмбриональной сывороткой с добавлением в среду в качестве индукторов остеогенеза - инсулина, дексаметазона и β-глицерофосфата с последующей 24-часовой обработкой 5-азацитидином, сменой среды и дополнительным культивированием в течение 1-4 дней в среде без 5-азацитидина, способ восстановления целостности кости, включающий заполнение дефекта реваскуляризованным аутотрансплантатом, характеризуется тем, что в качестве аутотрансплантата используют часть здоровой кости с надкостницей или отсепарированную надкостницу с имплантатом по пп. 4-7, выполненного в форме аллогенного костного матрикса в виде соломки (хвороста), а дистальный и проксимальный области дефекта дополнительно окутывают и уплотняют губкой из биодеградируемого материала.
4
2
В целом, краткая сущность известного способа заключается в том, что культура клеток, содержащая клетки-предшественники остеогенеза, характеризуется тем, что она представляет собой клетки стромального и лимфо-макрофагального ряда костного мозга млекопитающих, культивированные в питательной среде с 10% бычьей эмбриональной сывороткой в течение 4-7 дней с использованием в качестве индукторов остеогенеза - инсулина, дексаметазона и β-глицерофосфата с 24-часовой обработкой 5-азацитидином в середине цикла и формирующие монослойную культуру с адгезивной способностью не менее 4⋅10 клеток/см.
Таким образом, клетки стромального и лимфомакрофагального ряда костного мозга культивируют в индукционной остеогенной среде до формирования монослойной культуры на аллогенном деминерализованном костном матриксе и губке из биодеградируемого материала и вносят в костный дефект, достигая реваскуляризации с помощью костного аутотрансплантата.
Недостатками известного способа является:
- сложная подготовка трансплантата костного мозга для широкого клинического использования;
- высокий риск развития осложнений в донорской зоне;
- длительный срок лечения и наступления полезного результата;
- потенциальный риск спонтанной онкогенетической трансформации при пересадке культивированных «взрослых» стволовых клеток человека (Singh et al. 2004), передача вирусов (Ogle et al. 2005).
Известен способ костной пластики, при котором осуществляется взятие аутотрансплантата, например, из гребня подвздошной кости с последующим его перемещением в зону костного дефекта (И.А. Мовшович, Оперативная ортопедия. М. Медицина, 1983, с. 27-28).
Как свидетельствует опыт, эта операция получила широкое распространение в мировой практике. Специалистами она считается наиболее эффективной по сравнению с другими видами пересадок костной ткани.
Однако известный способ имеет существенные недостатки:
- требуется дополнительная травматизация скелета больного, которая нередко бывает тяжелее основной операции, т.к. аутотрансплантат берут из гребня подвздошной кости и перемещают в зону костного дефекта;
- наблюдается более тяжелое течение операционного и послеоперационного периодов, поскольку речь идет о двух вмешательствах вместо одного, т.к., аутотрансплантат, берут из гребня подвздошной кости и перемещают в зону костного дефекта;
- наблюдаются осложнения на месте получения аутокости в виде инфекции или перелома донорского участка;
- имеется ограниченные возможности аутопластики по отношению к забираемому количеству костной ткани, особенно у детей.
Из исследованного уровня техники заявителем выявлен способ реконструкции альвеолярных отростков челюстей, по изобретению, защищенному патентом РФ №2163099, сущностью известного способа является, реконструкция альвеолярных отростков челюстей, включающая скелетирование альвеолярных отростков в области дефектов костной ткани, декортикацию, наложение минерального компонента кости в смеси с декальцинированной костью, отличается тем, что после декортикации на костное ложе укладывают 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.
Таким образом, указанный способ включает использование костного морфогенетического белка в качестве стимулятора остеогенеза с целью сокращения сроков заживления костной раны, а также послеоперационной раны, получения полноценного костного регенерата в более короткие сроки с нужным объемом и наименьшим количеством послеоперационных осложнений.
Недостатком данного способа является то, что, как указано в изобретении по указанному патенту, 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) костному морфогенетическому белку, что в последствии будет приводить к его (костный морфогенетический белок) растеканию и диффузии в окружающие ткани, вследствие чего ожидаемый положительный результат наращивания кости под действием костного морфогенетического белка не достигается в полной мере.
Из исследованного уровня техники заявителем выявлено изобретение по патенту РФ №2336841 «Способ костной пластики в эксперименте», сущностью является способ костной пластики в эксперименте, включающий имплантацию фибробластоподобных клеток, отличающийся тем, что жировую ткань, полученную из подкожно-жирового слоя путем аспирации, подвергают ферментативной обработке раствором коллагеназы, центрифугируют, в полученную фракцию фибробластоподобных клеток в качестве индуктора остеогенной дифференцировки добавляют костную крошку в пропорции 1 объем крошки на 4 объема клеточной фракции и непосредственно после приготовления вводят аутологичную смесь в область костного дефекта.
Более детально способ осуществляют следующим образом. Под местной анестезией выполняют шприцевую липоаспирацию. Полученную жировую ткань интенсивно промывают стерильным физиологическим раствором от примеси крови и анестетика, далее путем ферментативной диссоциации жировой ткани и центрифугирования выделяют стромальную фракцию с преобладанием фибробластоподобных клеток. Далее из места имеющегося костного дефекта выполняют забор костной крошки. В стромальную клеточную фракцию добавляют костную крошку в пропорции 1:4 и этой смесью заполняют дефект кости. Фиксацию "трансплантата" осуществляют с помощью окружающих мягких тканей, проницаемых нерезорбируемых или резорбируемых материалов.
Недостатками известного способа являются:
- дополнительная травма челюстно-лицевой области во время забора костной крошки из края костного дефекта, т.к. в процессе сбора костной крошки увеличивается сам дефект альвеолярного отростка и тем самым возрастает объем дефекта для костной регенерации;
- в случае наличия недостаточности костной ткани в области, например, обширного дефекта реализовать известный способ практически не представляется возможным;
- большой временной интервал роста костной ткани.
Наиболее близким аналогом к заявленному техническому решению, совпадающим по назначению и количеству совпадающих признаков, выбранным заявителем в качестве прототипа выбрано изобретение по патенту РФ №2380105 «Биотрансплантат, способ его получения и способ лечения дегенеративных и травматических заболеваний костной ткани челюстно-лицевой области», сущностью которого является биотрансплантат для лечения дегенеративных и травматических заболеваний костной ткани, характеризующийся тем, что содержит аутологичные или донорские мультипотентные мезенхимальные стромальные клетки (ММСК) из костного мозга или жировой ткани взрослых доноров, которые распределены в фибриновом сгустке в концентрации 5-7 млн клеток в 1 мл, представляющем собой полимеризованную обогащенную тромбоцитами плазму крови пациента, и матрицу-носитель, имеющую в основе своей структуры коллаген-минеральный комплекс идентичный по составу натуральному костному материалу, или биосовместимый полимер, биотрансплантат для лечения дегенеративных и травматических заболеваний костной ткани по п. 1, характеризующийся тем, что в качестве биосовместимого полимера содержит полилактиды, полигликолиды, полигидроксиалканаты или их сочетания, биотрансплантат для лечения дегенеративных и травматических заболеваний костной ткани по п. 1, характеризующийся тем, что содержит ММСК из костного мозга или жировой ткани взрослого донора, биотрансплантат для лечения дегенеративных и травматических заболеваний костной ткани по п. 1, характеризующийся тем, что в состав фибринового сгустка могут быть дополнительно внесены такие матриксные белки, такие как фибронектин, ламинин; ионы серебра, меди или золота; антибиотики широкого спектра действия, в концентрациях не токсичных для клеток; перфторан от 3 до 10% объема аутоплазмы, способ получения биотрансплантата для лечения дегенеративных и травматических заболеваний костной ткани по п. 1, характеризующийся тем, что выделенные из костного мозга или жировой ткани ММСК, ферментативно дезагригируют трипсином и вносят из расчета 5-7 млн клеток на 1 мл аутогенной обогащенной тромбоцитами плазмы, перемешивают, при необходимости с добавлением дополнительных компонентов, полученную суспензию смешивают с материалом матрицы- носителя, представляющей собой коллаген-минеральный комплекс в виде блоков, стружки или крошки, отмытым раствором Хэнкса с цефазолином (1 г/Л), затем по каплям добавляют раствор тромбина 50 Ед/мл на 10% растворе хлорида кальция до загустевания и полимеризуют при температуре 37°C в течение 30-40 мин, полученный трансплантат культивируют при 37°C в течение от 3 до 30 сут.в остеогенной культуральной среде, способ лечения, характеризующийся тем, что, используя стандартные хирургические доступы, в дефект костной ткани вводят биотрансплантат по п. 1 в объеме, соответствующем дефекту, то есть 1 мл биотрансплантата на 1 см дефекта, после чего закрытие раневой поверхности также осуществляется по стандартным методикам.
Недостатком является:
- недостаточная эффективность восстановления костной ткани, так как невозможно воссоздать недостающий объем,
- существование риска инфицирования прионами и возникновения иммунного ответа у пациента из-за использования эмбриональной телячьей сыворотки в составе культуральной среды.
Заявленное техническое решение направлено на устранение недостатков прототипа и получение менее травматичного и более технологичного способа наращивания костной ткани, который впоследствии, возможно, развить и для областей восстановительной хирургии не только в области стоматологии, но и в травматологии и ортопедии в целом.
Сущностью заявленного технического решения является способ наращивания объема костной ткани альвеолярного отростка верхней и альвеолярной частей нижней челюсти с целью установки в них внутрикостных дентальных имплантатов, после выявления недостаточного объема кости, для оптимального окружения имплантата, хирургическим способом обнажают альвеолярный отросток и создают в нем костную рану, заполняют дефект остеопластическим материалом, закрывают сверху барьерной мебраной, характеризующийся тем, что строят объемный каркас, состоящий из вертикальных стоек и горизонтальных губчатых костно-коллагеновых пластин, которые пропитанны стромально-васкулярной фракцией (СВФ) жировой ткани, при этом вертикальные стойки погружают не менее чем на 1/3 в материнскую кость, а горизонтальные пластины, в свою очередь, своими краями контактируют со стенками костного дефекта, СВФ располагают послойно между пластинами вдоль вертикальных стоек, по дну и стенкам костного дефекта, далее закрывают его костно-коллагеновой мембраной и ушивают раны.
Краткая сущность заявляемого технического решения заключается в том, что, используя полученные известным методом клетки сосудисто-васкулярной фракции, заполняют область дефекта костной ткани совместно с остеокондуктивными материалами в виде объемного каркаса, состоящего из вертикальных стоек и горизонтальных губчатых костно-коллагеновых мембран, пропитанных стромально-васкулярной фракцией жировой ткани (СВФЖТ), с последующим закрытием его костно-коллагеновой мембраной и последующим ушиванием раны.
При этом в качестве остеокондуктивного материала заявителем вместо культивирования клеток используются собственные стволовые клетки, полученные из жировой ткани сразу же после их выделения.
Таким образом, заявленное техническое решение предназначено для создания объема костной ткани для последующей дентальной имплантации.
Для реализации заявленного способа производится забор жировой ткани путем липосакции из передней брюшной стенки живота (животного, человека). Из забранной жировой ткани производится выделение клеток стромально-васкулярной фракции (СВФ). Для этого жировую ткань трижды промывают в физиологическом растворе в стерильных условиях. Далее производится ферментизация жировой ткани с добавлением коллагеназы. При этом одновременно с выделением клеток создается дефект альвеолярного отростка челюсти. Клетки СВФ совместно с остеокондуктивными материалами (костный коллаген) трансплантируются в зону дефекта альвеолярного отростка в горизонтальном и вертикальном положениях.
При этом характерной особенностью заявленного технического решения является то, что вертикальные стойки погружаются не менее чем на 1/3 в материнскую кость, выполняя тем самым остеокондуктивную функцию, поддерживая связь костеобразовательных процессов в горизонтальных пластинках. Горизонтальные пластины, в свою очередь, своими краями контактируют со стенками костного дефекта, обеспечивая ее связь с материнской костью с боковых сторон. СВФ располагается также послойно между пластинами вдоль вертикальных стоек, по дну и стенкам костного дефекта. Каждый элемент каркаса соединен с материнской костью посредством стромально-васкулярной фракции жировой ткани.
Целью заявленного способа является устранение недостатков прототипа, а именно:
- обеспечение возможности регенерации костной ткани даже в случаях полного или частичного отсутствия костной ткани;
- значительное сокращение временного интервала полного восстановления роста костной ткани;
- возможность формирования и наращивания объема костной ткани в зонах дентальной имплантации альвеолярных отростков челюстей (кости) на основе адресной доставки стволовых клеток совместно с остеокондуктивными материалами;
- обеспечение возможности наращивания костной ткани требуемой формы и размеров;
- снижение риска инфицирования прионами и возникновения иммунного ответа в составе культуральной среды.
Проведение эксперимента сопровождали рентгенологическими исследованиями и клиническими наблюдениями. Через 1, 3, 6 мес производили забор костных блоков, которые в дальнейшем подвергались гистологическим наблюдениям.
В предлагаемом способе остеогенная трансформация (пролиферация и дифференцировка) пересаженной клеточной фракции происходит in vivo под влиянием комплекса естественных остеоиндукторов. При осуществлении данного способа не проводят культивирование тканей, которое связано с риском инфицирования клеточной популяции, контаминации чужеродным материалом животного происхождения из питательной среды, непредсказуемого изменения свойств клеток (Wang Y., Huso D.L., Harrington J., Kellner J., Jeong D.K., Turney J., McNiece I.K. Outgrowth of a transformed cell population derived from normal human BM mesenchymal stem cell culture // Cytotherapy - 2005 - Vol 7(6) - P. 509-519.).
По результатам экспериментального исследования удалось добиться полного сегментарного наращивания костной ткани в области искусственно созданных дефектов в эксперименте на собаках.
Через 1 мес 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 мес имело место заживление путем формирования пластинчатых костных структур с хорошо развитой системой гаверсовых каналов.
Таким образом, полученные результаты демонстрируют высокую эффективность применения заявленного способа наращивания объема костной ткани для устранения дефектов кости.
Заявленный способ, по сравнению не только с наиболее близким аналогом (прототипом), но и с другими аналогами в целом, характеризуется:
- малой травматичностью,
- иммунологической безупречностью,
- онкогенной безопасностью,
- не требует существенных материальных затрат,
- возможностью применения в практической медицине, т.к. прошел апробирование (испытание) в условиях лаборатории института фундаментальной медицины и биологии Казанского федерального университета, в результате которых были реализованы все цели, поставленные в заявленном техническом решении.
Заявленное техническое решение удовлетворяет критерию, предъявляемому к изобретениям, «новизна», так как в результате анализа уровня техники заявителем 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.
Заявленное техническое решение удовлетворяет критерию, предъявляемому к изобретениям, «изобретательский уровень», т.к. оно не является очевидным для специалиста в данной области техники.
Заявленное техническое решение удовлетворяет критерию «промышленная применимость», предъявляемому к изобретениям, т.к. было апробировано на практике в условиях лаборатории института фундаментальной медицины и биологии Казанского федерального университета, в результате которых были реализованы все цели, поставленные в заявленном техническом решении.