Замещение дефектов челюстных костей остеопластическими материалами (стр. 3 )

Таблица 5

Распределение больных основной и контрольной группы

в зависимости от использованного остеопластического материала

Использованный остеопластический материал	Всего прооперировано больных
Мужчины	Женщины
Абс.	%	Абс.	%
Основная группа	1-ая подгруппа «GenOx»	98	4,8%	136	6,7%
2-ая подгруппа «Биальгин»	122	6%	148	7,3%
3-ая подгруппа «Остеопласт»	156	7,7%	159	7,8%
4-я подгруппа «AlgOss»	165	8,1%	155	7,6%
Контрольная группа	433	21,4%	457	22,6%
ВСЕГО	964	47,7	1055	52,2

Контрольную группу составили 890 пациентов (44,1%), у которых костный дефект заживал под кровяным сгустком (курс электромагнитной терапии не проводился).

Методики оперативного лечения ретинированных и дистопированных зубов, цистэктомии, дентальной имплантации были общепринятыми.

С целью определения характера морфологических отклонений эритроцитов использовали сканирующий зондовый микроскоп (СЗМ) фирмы Nanotechnology MDT, HTE (рис. 1).

Рис. 1. Сканирующий зондовый микроскоп фирмы Nanotechnology MDT, HTE

Для исследования архитектоники лейкоцитов в мазках использовали компьютерную морфометрическую установку МЕКОС-Ц1 ( компьютерные системы» Москва), с их помощью определяли: площадь клетки, ядра, поперечного сечения, периметр, фактор формы, оптическую плотность и её профиль, и многое другое. На основании анализа формы, контура клеток и профиля их оптической плотности проводили автоматическую классификацию клеток на морфологические типы.

Забор крови проводили в соответствии с общими правилами (утром натощак). Гепарин вносили из расчёта 0,02 мл (1 кап) на 5,0-10,0 мл венозной крови. Первые 0,5-1,0 мл крови отбрасывали. Венозной кровью заполняли специальный капилляр для проведения анализа на автоматическом гематологическом микроскопе МЕКОС-Ц1 и приготовления мазков для компьютерной цитометрии лейкоцитов. Забор крови для определения показателей эритроцитов в СЗМ выполняли и в области операционной раны, и повторяли в послеоперационном периоде.

Рис. 2. Принципиальная схема работы СЗМ атомно-силовым методом (АСМ), справа методом туннелирования (рисунки автора).

Рентгенологическое исследование проводили до лечения, в динамике и после лечения (через 3 недели, 6 и 12 месяцев). Проводили построение дентситограмм в исследуемых зонах по методике (2004).

Некоторые ткани и соответствующие им параметры плотности, выраженные в единицах Хаунсфилда, представлены на рисунке 2. По рентгенограммам отмечали динамику изменений объема костной полости, занимаемой ранее одонтогенной кистой, контролем служила архитектоника костной ткани и трабекулярный рисунок на противоположной стороне челюсти. Кроме этого, изучались рентгенограммы в ранние (до 6 месяцев) и отдаленные (свыше 2 лет) сроки после операции для контроля степени и уровня новообразования костной ткани в костных дефектах.

Рис.2. Шкала Хаунсфилда

Материалы исследования подвергнуты математической обработке на персональном компьютере с помощью пакетов статистических программ Exel 2007, Statistica for Windous 5.0.

Результаты представлены в виде средней арифметической и ее стандартной ошибки (М±т). Достоверность различий (р) между значениями в разные периоды времени внутри каждой из групп пациентов оценивалась с помощью Т-критерия Вилкоксона (для сопоставления показателей, измеренных в двух разных условиях на одной и той же выборке испытуемых). Для сопоставления двух, трех или более эмпирических распределений одного и того же признака использовали χ2 - критерий Пирсона. При сравнении значений исследуемого показателя в разных группах в аналогичные периоды времени для оценки достоверности различий использовался U-критерий Манна-Уитни (для независимых выборок) и метод ранговой корреляции Спирмена.

РЕЗУЛЬТАТЫ СОБСТВЕННЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ

При сопоставлении интенсивности и скорости образования костного регенерата в группах отмечено, что в контрольной группе животных регенерат относительно быстро (к 60 суткам) приобретал характер клеточноволокнистой и далее (к 90 суткам) грубоволокнистой соединительной ткани. В основных группах опытов регенерат характеризовался достаточно высокой клеточной организацией. В области расположения агентов гидроксиапатита (далее ГАП) («Биальгин» и «AlgOss») и костного коллагена («GenOx», «Остеопласт»), помимо большого числа молодых фибробластов, обнаруживались лимфоциты, макрофаги и, как правило, гигантские многоядерные клетки инородных тел. Активная пролиферация клеточных элементов в костном регенерате сопутствовала в этих группах наблюдений всем срокам эксперимента.

Как правило, частицы гидроксиапатита в регенерате охватывались ободком из фибробластов, и к 60-90 суткам вокруг них образовывался тонкий пояс из фибриллярных элементов, т. е. формировалось подобие капсулы. С активным новообразованием костного вещества остеоидное вещество подрастало к депозитам ГАП, вступало с ним в контакт, захватывало их в свои трабекулярные структуры. По мере созревания новой кости частицы гидроксиапатита оказывались замурованными в костное вещество, имеющее остеогенное строение и практически неотличимое от зрелой кости. Такой эффект наблюдали в трех группах опытов: во второй группе - при использовании «Биальгина», в третьей при использовании «AlgOss» и четвертой при работе с «Остеопластом». В первой группе опытов – при использовании «GenOx» на первый план выступила зависимость интенсивности регенераторного потенциала в зависимости от формы выпуска (блоки, полоски, шайбы, крошка) и размера препарата. Что касается темпов формирования костного регенерата, то при сравнительном анализе динамики регенерационного процесса по группам опыта 2 («Биальгин»), 3 («AlgOss») и 4 («Остеопласт) группы значительно опережали 1 («GenOx») и 5 (контроль).

Как показало проведенное исследование, наиболее интенсивное заместительное костеобразование происходит при введении в костные дефекты препарата «AlgOss» и «Биальгин». В этих случаях к 90 суткам опыта костная мозоль заполняла более 2/3 объема экспериментально воспроизведенного костного дефекта.

Несколько менее выраженной интенсивность репаративного остеогенеза была в группе с «Остеопластом (до 2/3 объема костного дефекта к 90 суткам опыта), еще ниже в группе с «GenOx» - менее 2/3 объема костного дефекта к 90 суткам опыта.

Во 2 и 3 группах чрезвычайно активно, особенно в сроки 60 – 90 суток опыта формировалось новообразованное костное вещество. В 4 группе, где дефект кости заполнялся препаратом на основе костного коллагена с ГАП, процесс регенерации костной ткани был менее выражен, чем во 2 и 3 группах, где использовался гидроксиапатит и альгинат натрия. В 1 группе (дефект кости заполнялся «GenOx») и контроле (костная рана заживала под кровяным сгустком), новообразование костных структур к 60, и особенно к 90 суткам существенно замедлялось, что, безусловно, сказывалось на общем результате процесса заживления дефектов кости в данных группах.

Видимо, механизм более интенсивного стимулирующего действия препаратов «Биальгин» и «AlgOss» на репаративный остеогенез в костной ране носит вторичный характер и обусловлен фиксацией на поверхности кристаллов гидроксиапатита биологически активных веществ, выделяющихся при повреждении кости в тканевую среду.

Не вызывает сомнений, что все использованные остеопластические материалы при их внесении в стандартные экспериментально воспроизведенные костные дефекты способствуют осуществлению репаративного остеогенеза, что выражается в раннем построении новых костных структур и их созревании. Новое костное вещество формируется в непосредственном контакте с депозитами подсаженного остеопластического материала. В экспериментальных условиях оптимальные результаты получены в опытах с «Биальгином», содержащим гидрокисапатит и альгинат натрия, препаратом «AlgOss», содержащим мелкодисперсный гидроксиапатит и «Остеопластом», содержащим костный коллаген и сульфатированные гликозаминогликаны: к концу опыта образуется костная мозоль компактного строения с множеством остеонных систем. Бразильский «GenOx», содержащий недеминерализованный костный коллаген, резорбируется гораздо медленнее, чем другие материалы и тормозит вторичную перестройку новообразованного костного вещества.

Все используемые в эксперименте остеопластические препараты оказывают благоприятное действие на течение репаративного процесса в костной ткани. Наиболее эффективной композицией в этом отношении явились крупные гранулы гидроксиапатита, размером от 1000 до 3000 мкм, которые использовали при изучении препарата «Биальгин». Не смотря на то, что остеопластический препарат «AlgOss» показал более выраженный остеомодулирующий эффект по сравнению с другими материалами, он состоит из слишком мелких кристаллов, размер которых составляет 300-500 мкм. Как показали аналогичные исследования, проведенные другими авторами (, 1999; , 2004), частицы гидроксиапатита именно такого размера, имеющие очень большую трехмерную поверхность и высокий электростатический потенциал, могут оказывать и повреждающее влияние на клетки. Поэтому в практике использовали препараты с гидроксиапатитом, который имеет более крупные частицы от 1000 мкм в диаметре и более.

Использование биокомпозиционных материалов предусматривает оптимизацию регенерации костной ткани в отдалённые сроки, однако процесс остеорегенерации во многом зависит от тактики ведения раннего послеоперационного периода. В первые сутки и в более позднем послеоперационном периоде существует проблема восстановления нарушенных реологических показателей крови, стабилизации цитоморфологических показателей эритроцитарного, лейкоцитарного звена и лейкоэритроцитарного соотношения.

Во всех группах в первые сутки после оперативного вмешательства было отмечено снижение электрофоретической подвижности и суспензионной стабильности эритроцитов. Кроме того, был отмечен рост числа морфологически неполноценных клеток и реологических отклонений. В первые сутки после операции во всех группах показатели кренированных клеток достигали 10,5% от общего числа. Отмеченный рост числа физиологически неполноценных клеток усугублялся нарастанием явлений реологических отклонений и провоцировал локальные функциональные нарушения по принципу замкнутого круга. Так в контрольной группе явления посттравматического отёка и болевого синдрома у 36,2% пациентов имели продолжительный характер (до 8 дней), у 34,3% пациентов основной группы до 2 дней. У 18,6% пациентов, начиная с первых суток после проведённого оперативного лечения, отмечено нарастание явлений локального воспалительного характера. В области линии операционного шва в этот период у 11,2% пациентов отмечено появление серозно-гнойного экссудата, у 7,4% пациентов - явления локальной гипоксии и венозного застоя в виде серозно-геморрагического экссудата. Отмеченная клиническая картина в контрольной группе характеризовалась морфологическими отклонениями (рис. 4, 5, 6, 11) и была сопряжена с локальными нарушениями тканевого метаболизма, газообмена за счет сниженной деформируемости эритроцитов при прохождении через сосудистую стенку и выраженного дефицита их энергоснабжения.

Отмеченный рост патологических дегенеративно-изменённых фрагментов и форм элементов крови (рис. 6), сдвиг лейкоэритробластического соотношения до 3,5:1 в зоне операционной раны, в раннем послеоперационном периоде являются не только одной из причин формирования неполноценного костного биосубстрата в области устранённого костного дефекта, но и оказывает опосредованное влияние на сенсибилизацию организма в целом.

Рис. 4. Сканирующая зондовая микроскопия эритроцитов в области костного дефекта в первые сутки после операции. Мегалоциты (3D формат)

Выявленные отклонения морфологических показателей эритроцитарного звена и дефекты в системе иммунной адаптации лейкоцитарного звена, сохраняющиеся в контрольной группе к 14 суткам, позволяют оценить травмированный, но работающий орган, как нуждающийся в достаточном количестве морфологически и функционально-активных эритроцитах, лейкоцитах и их пропорциональном соотношении в области очага регенерации костной ткани.

Полученные в ходе клинической части исследования результаты воздействия низкоинтенсивного электромагнитного излучения крайне высокой частоты на компоненты крови свидетельствуют о положительных динамических изменениях в состоянии клеточных мембран, цитоскелета, интегральных мембранных белков, обеспечивающих энергетический гомеостаз клетки и мембранный транспорт.

Рис.5. Сканирующая зондовая микроскопия эритроцитов в области костного дефекта впервые сутки после операции. Эритроцит в виде тутовой ягоды

Биоэффекты ЭМИ КВЧ, лежащие в основе стимулирования регенераторной активности в области устраняемых костных дефектов челюстных костей, по данным морфологических показателей эритроцитов, полученных с использованием сканирующей зондовой микроскопии, характеризовались ростом физиологических форм эритроцитарного звена у 38,3% пациентов основной группы уже после второго сеанса (р<0,05).

В проведенных исследованиях выявлены параметры ЭМИ КВЧ, необходимые для изменения свойств эритроцитов, определяющих скорость их оседания (физиологический процесс укладки эритроцитов в столбики – рисунок 8). Так ЭМИ КВЧ с частотой 61,22 ГГц, плотностью мощности потока 10 мкВт/см2 и экспозицией 45 мин стимулировало СОЭ до порогового характера после 3-4 сеансов у 59,7% пациентов в основной группе (р<0,05).

Данный эффект наблюдался в виде плато на кривой зависимости параметра СОЭ от удельной энергии, представленной на рисунке 7. В свою очередь, проведенный анализ полученных результатов подтвердил факт существования оптимальной дозы КВЧ-энергии, необходимой для индукции биологического эффекта на эритроцитарные структуры, (рис. 8).

Рис.6. Сканирующая зондовая микроскопия эритроцитов в области костного дефекта впервые сутки после операции. Микроциты, с явлениями гемолиза и обрывками эритроцитов

В ходе исследования в основной группе после завершения курса ЭМИ КВЧ был отмечен рост числа плоских форм эритроцитов (планоцитов), наличие которых стимулировало создание оптимальных условий для эффективного формирования клеточных агрегатов по типу монетных столбиков (рисунок 8,9).

Рис. 7. Сканирующая зондовая микроскопия эритроцитов в области костного дефекта впервые сутки после операции. Зависимость СОЭ от удельной энергии излучения ЭМИ КВЧ

Отмеченный индуцируемый эффект ЭМИ КВЧ - планоцитоз эритроцитов, значительно снижал гидродинамические силы сопротивления со стороны плазмы и способствовал агрегации эритроцитов в области устраняемого дефекта челюстной кости в основной группе.

Рис. 8. Сканирующая зондовая микроскопия эритроцитов в области костного дефекта 4 сутки после операции. Эритроциты среднестатистических размеров уложены в столбики

Полученные данные морфологических изменений определяли характер физиологических реакций эритроцитов, выражавшихся в ускорении СОЭ и повышении агрегационной способности эритроцитов у 41,3% пациентов (р<0,05) после первого сеанса ЭМИ КВЧ в области костных дефектов, замещённых остеопластическими материалами стимулируя процесс организации кровяного сгустка.

Таким образом, как показали результаты проведенного исследования, мишенью действия КВЧ-излучения с длиной волны 61,22 ГГц, являются именно эритроциты. Хотя следует предполагать, что электромагнитная энергия поглощается всеми форменными элементами крови, так как у 59,7% пациентов основной группы (р<0,05) отмечен рост числа активных форм лейкоцитарного звена и смещение эритробластического соотношения уже после 3-4 сеансов ЭМИ КВЧ.

В зависимости от действия ряда факторов (агрессивность фармакологических препаратов, используемых для проведения анестезии, длительности операции, объёма операционной травмы, наличия сопутствующих заболеваний) в ходе оперативного вмешательства выявлены различные по степени трансформации форм эритроцитов. При проведении анестезии с использованием препаратов, содержащих вазоконстриктор (адреналина гидрохлорид, концентрации 1:100000), в послеоперационном периоде чаще встречались патологические формы эритроцитов. При оперативных вмешательствах длительностью до 30 минут с использованием местноанестезирующих препаратов, не содержащих вазоконстриктор, установлен рост числа условно физиологических форм эритроцитов, при более длительных оперативных вмешательствах - рост патологических форм эритроцитов. Детали таких процессов окончательно не изучены, однако не вызывает сомнения тот факт, что большинство стадий морфогенетической динамики является энергозависимыми и нуждаются во всесторонней предоперационной подготовке, особенно у лиц с сопутствующей патологией.

Рис. 9. Сканирующая зондовая микроскопия эритроцитов. Эритроцит (нормоцит 3D формат)

В связи с указанными фактами следует полагать, что дискоидность (рисунок 10) эритроцитов под воздействием ЭМИ КВЧ обеспечивается как существенным возрастанием активности и мощности мембранных насосов, увеличивающих электро-диффузионный потенциал эритроцитов, так и включением квази-сократительной системы внутренней актин-спектриновой сети мембраны.

Рис. 10. Сканированное изображение эритроцита (нормоцита), зондовое микроскопирование (метод атомной силовой микроскопии)