Введение. Полноценный процесс репаративной регенерации является главным фактором, влияющим на механическую целостность соединения имплантата и кости. D. Buser (2000) выдвинул предположение о том, что грубая (шероховатая) поверхность имплантата является одним из важных факторов, влияющих на успех имплантации [6]. Как известно, все способы преобразования поверхности дентальных имплантатов направлены, главным образом, на увеличение площади сцепления имплантата с костью, т.е. на увеличение степени шероховатости [1, 4, 8, 9]. Но шероховатость далеко не единственный параметр поверхности дентальных имплантатов, влияющий на успешность остеоинтеграции. Она отражает лишь физику поверхности дентальных имплантатов, однако химия поверхности также играет важную роль на первых стадиях репаративного остеогенеза, поэтому некоторые имплантаты содержат на своей поверхности биоактивные ионы, стимулирующие остеогенез. Чаще всего в качестве биоактивных покрытий выступают трикальцийфосфат, гидроксиапатит и тетракальцийфосфат [2, 3, 5].
Известен тот факт, что важным условием на первых этапах остеоинтеграции является оседание на поверхность внутрикостной части имплантата кровяного сгустка. В состав сгустка входят – фибрин, трансформирующий фактор роста, сосудистые факторы роста, инсулиноподобный фактор роста и др. Перечисленные факторы стимулируют заживление костной ткани, активируют ангиогенез и образование коллагеновой матрицы. В литературе имеется большое количество сообщений о повышенной адгезии белковых субстанций к поверхности дентальных имплантатов с биопокрытием в виде кальций-фосфатных материалов [7].
Остеокондуктивные свойства биоактивных покрытий, безусловно, имеют преимущества. Однако указанные покрытия не лишены такого недостатка, как отслаивание покрытия от титановой подложки, что связано с наличием недостаточно прочной связи между различными фазами фосфатов кальция на поверхности имплантата [1].
На сегодняшний день разработано и внедрено в практику огромное количество оригинальных биоактивных покрытий внутрикостной части дентальных имплантатов. Каждая фирма-производитель заявляет об улучшенных характеристиках того или иного покрытия. Особого внимания заслуживают новейшие, но зарекомендовавшие себя в практике системы дентальных имплантатов [5, 8, 9, 10].
В связи с вышесказанным, актуальным является исследование по изучению влияния биоактивного бонитового покрытия системы «SGS Dental Systems» на сроки и качество образования костного регенерата в периимплантатной зоне.
Цель исследования. Сравнительная оценка сроков остеоинтеграции винтовых дентальных имплантатов с биоактивным покрытием и без in vivo.
Материал и методы исследования. В эксперименте на лабораторных животных изучено влияние биоактивного электрохимически осажденного кальций-фосфатного бонитового покрытия поверхности внутрикостной части винтовых дентальных имплантатов (ПВЧВДИ) на процесс остеоинтеграции дентального имплантата. В качестве контрольной группы выбраны винтовые дентальные имплантаты с машинной обработкой поверхности. Эксперимент выполнен на 18 кроликах породы «Серый Великан», массой 2500 г. Животные распределены на 2 группы, в соответствии с образцами винтовых дентальных имплантатов, применяемых в эксперименте: основная группа – винтовые дентальные имплантаты «SGS Dental Systems» (Швейцария); контрольная группа – винтовые дентальные имплантаты системы «BCS» (Швейцария).
Операция проведена с соблюдением правил асептики. После обработки операционного поля под внутримышечным 2 % рометаровым наркозом произведено удаление второго премоляра с двух сторон на нижней челюсти при помощи клювовидных щипцов, кюретаж лунок, гемостаз, медикаментозная обработка лунок 0,05 % раствором хлоргексидина биглюконата. Имплантаты установлены сразу после удаления зубов с предварительной подготовкой ложа специальными титановыми фрезами соответствующих систем винтовых дентальных имплантатов. На имплантаты установлены заглушки и рана ушита. Животные выведены из эксперимента передозировкой эфира. Сроки выведения животных из опытов – 1, 3 и 6 месяцев. В результате эксперимента были получены и изучены 36 блоков челюстей кроликов и 725 гистологических срезов.
Выделенные костные фрагменты «имплантат-кость» фиксировались в 10 % нейтральном формалине, затем тканевые блоки декальцинировали в трилоне-Б, подвергали стандартной гистологической обработке с заливкой в парафин и окраской гематоксилином и эозином, по Маллори, по Ван-Гизону (исследования выполнены на кафедре гистологии и патологической анатомии Ставропольского государственного аграрного университета, заведующая кафедрой – доктор биологических наук, профессор Т. И. Лапина).
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).
Результаты исследования и их обсуждение. В ходе экспериментально-морфологического исследования проведено 3 серии эксперимента в сроки 1, 3 и 6 месяцев. Животные разделены на 2 группы: основную и контрольную. В основной группе в боковой отдел нижней челюсти животных (ниже срединной линии) имплантированы винтовые дентальные имплантаты системы «SGS» (Швейцария) с электрохимически осажденной кальций-фосфатной бонитовой поверхностью (винтовой дентальный имплантат с биоактивным покрытием – ВДИБП), в контрольной – винтовые дентальные имплантаты системы «BCS» (Швейцария) с машинной обработкой внутрикостной поверхности (винтовой дентальный имплантат с машинной обработкой поверхности – ВДИМО).
Результаты первой серии эксперимента показали следующее: в области имплантированных образцов винтовых дентальных имплантатов протекают два однотипных процесса, идущие параллельно – деминерализация и резорбция костных трабекул. Отмечающиеся изменения в кровеносных сосудах, проявляющиеся нарушениями реологических свойств крови вплоть до тромбоза и некротизации на начальных сроках эксперимента могут быть проявлением реакции организма на операционную травму при имплантации опытного образца (рис.1, 2).
Рис. 1. Резорбция трабекулы нижней челюсти. Окраска по Маллори. Ок. 10, об. 10
Рис. 2. Деминерализация костной трабекулы нижней челюсти. Окраска по Ван-Гизон. Ок. 10, об. 10
В срок 3 месяца в основной группе преобладают процессы несовершенного остеогенеза, что говорит об активации процесса репаративной регенерации в организме (рис. 3).
Рис. 3. Несовершенный остеогенез трабекулы. Окраска по Ван-Гизон. Ок. 10, об. 20
В местах соприкосновения кости с поверхностью ВДИМО наблюдаются картины восстановления трабекулярного строения кости путем «сшивания» поврежденных мест костных трабекул прорастающей соединительной тканью, состоящей из пучков минерализованных коллагеновых волокон.
В основной группе в местах соприкосновения кости с поверхностью ВДИБП в большом количестве имеется соединительная ткань, которая также врастает из интерстициальной ткани совместно с кровеносными сосудами.
Наблюдаются участки, в которых «сшивание» костных трабекул происходит из формирующихся межтрабекулярных пространств с прорастающими в них кровеносными сосудами и соединительной тканью с пролиферирующими клетками (рис. 4).
К 6 месяцам опыта в обеих группах наблюдается активное костеобразование. Причем в контрольной группе этот процесс носит характер «грубого костеобразования», характеризующегося активным ростом только костных трабекул, что можно сравнить с образованием костной мозоли на месте повреждения при переломах и травмах
Рис. 4. «Сшивание» костных трабекул соединительной тканью. Окраска по Маллори. Ок. 10, об. 20
В основной группе к 6 месяцам наблюдаются процессы новообразования более зрелых костных трабекул с хорошо развитым межтрабекулярным пространством и активным ангиогенезом. Данные процессы указывают на отсутствие хронической токсичности покрытия винтового дентального имплантата на организм. Это предположение подтверждается отсутствием воспалительной реакции в зоне взаимодействия ВДИБП с костной тканью. Характерной особенностью репаративного процесса в основной группе является активное взаимодействие бонитового покрытия с соединительной тканью, проявляющееся организацией и прорастанием последней сквозь поры в нем. Бонитовое покрытие имеет вид небольших рассыпанных конгломератов, имеющих тесную связь с волокнами соединительной ткани, пронизывающей его (рис. 5).
Рис. 5. Прорастание ВДИБП соединительной тканью. Окраска гематоксилином и эозином. Ок. 10, об. 100
Выводы. В эксперименте на лабораторных животных доказано, что имплантация винтовых дентальных имплантатов с биоактивным бонитовым покрытием позволяет обеспечить формирование полноценного комплекса «имплантат-кость» в сроки от 3 до 4 месяцев в отличие от контрольной группы, где костеобразование по типу костной мозоли идет медленнее. Бонитовое покрытие обладает выраженными остеокондуктивными свойствами (активная репаративная регенерация кости в 3 и 6 месяцев) и является полностью биоинертным для организма, что дает возможность использовать его в дентальной имплантации с сокращением сроков ортопедического этапа лечения.
Список сокращений
ПВЧВДИ – поверхность внутрикостной части винтовых дентальных имплантатов;
ВДИБП – винтовой дентальный имплантат с биоактивным покрытием;
ВДИМО – винтовой дентальный имплантат с машинной обработкой поверхности.
Рецензенты:
Порфириадис Михаил Павлович, доктор медицинских наук, профессор кафедры стоматологии общей практики СтГМУ, главный врач МБУЗ «Городская стоматологическая поликлиника», г. Ставрополь.
Слетов Александр Анатольевич, доктор медицинских наук, доцент кафедры челюстно-лицевой хирургии и хирургической стоматологии ГБОУ ВПО «Ставропольский государственный медицинский университет» Минздрава России, г. Ставрополь.