Электронный научный журнал
Современные проблемы науки и образования
ISSN 2070-7428
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 0,737

ОЦЕНКА ДАННЫХ СКАНИРУЮЩЕЙ ЭЛЕКСТРОННОЙ МИКРОСКОПИИ ПРИ ИЗУЧЕНИИ МОРФОЛОГИЧЕСКОЙ СТРУКТУРЫ ОСТЕОПЛАСТИЧЕСКОГО МАТЕРИАЛА «КЛИПДЕНТ» И НИЖНЕЧЕЛЮСТНОЙ КОСТИ ЧЕЛОВЕКА

Харитонов Д.Ю. 1 Домашевская Э.П. 1 Азарова Е.А. 1 Голощапов Д.Л. 1
1 Государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования
Изучалась морфологическая и структурная характеристика костной ткани нижней челюсти человека в сравнении с двумя разновидностями синтетического остеопластического материала «Клипдент». «Клипдент-ГЛ» изготовлен на основе β – трикальцийфосфата и гиалуроновой матрицы, основой «Клипдент-КЛ» является β – трикальцийфосфат на основе коллагеновой матрицы. Для анализа пористости, размера агломератов и морфологии образцов использовался метод сканирующей электронной микроскопии (СЭМ). Проводилось исследование образцов материалов с увеличением в 900, 50000 раз. В результате проведения СЭМ c увеличением в 900 раз костная ткань человека имеет пористость ~5-10 µм, на поверхности исследуемых синтетических материалов наличие пор не наблюдается. Увеличение в 50000 раз подтверждает отсутствие микропор на поверхности обоих образцов «Клипдент». В результате исследования, установлены принципиальные различия в структурной и морфологической организации исследуемых материалов и натуральной кости человека.
нижняя челюсть
электронная микроскопия
остеопластические материалы
микропористость
макропористость
морфология кости
1. Бычков А.И. Значение выраженности микрорельефа поверхности остеопластического материала для оптимальной адгезии остеогенных стромальных клеток-предшественников / А.И. Бычков, А.С. Иванов // Dental Forum. - 2012. - № 1. - С. 13-16.
2. Волков А.В. Гистоморфометрия костной ткани в регенеративной медицине / А.В. Волков, Г.Б. Большакова // Клиническая и экспериментальная морфология. - 2013. - № 3 (7). - С. 65-72.
3. Жукова У.А. Морфометрические особенности диагностических и лечебных эндооссальных вмешательств на нижней челюсти : автореф. дис. ... канд. мед. наук / У.А. Жукова. – Москва, 2010. – 23.
4. Кирилова И.А. Изучение остеоиндуктивных свойств новых костнопластических материалов / И.А. Кирилова, В.Т. Подорожная // Травматология и ортопедия. - 2008. - № 1. - С. 71-73.
5. Федурченко А.В. Клинико-экспериментальное обоснование выбора остеопластического материала для замещения костных дефектов челюстей : автореф. дис. … канд. мед. наук / А.В. Федурченко. - Ставрополь, 2009. – 22 с.
6. Bone Remodeling, Biomaterials and Technological / C. P. Salgado, P.C. Sathler, H.C. Castro, G.G. Alves, A.M. Oliveira, R.C. Oliveira, M.D.C. Maia, C.R. Rodrigues, P.G. Coelh, A.Fuly, L.M. Cabral, J.M. Granjeiro // Journal of Biomaterials and Nanobiotechnology. – 2011. – V1. – I.1. – P. 318-328.

В виду необходимости разработки новых форм соединений (матриц, керамик, блоков) полностью или частично позволяющих восстанавливать функции твердых тканей скелета, лечения и восстановления зубов и зубного протезирования особое внимание уделяется структурным и морфологическим характеристикам материалов [1]. Следует отметить, что идеальный имплантат или керамика должны быть пористыми композиционными материалами, близкими по морфологическим характеристикам к биогенным образцам [2].

Морфологические характеристики являются значимыми в рамках регенеративного подхода: искусственный имплантат со временем может быть заменен или полностью интегрирован с костной тканью [3, 4].  Большой вклад в восстановление функции кости и интеграции имплантатов вносит морфологическая организация остеопластических материалов: пористость, объемная доля пор, их форма и распределение по размерам удельная площадь поверхности. Заданная морфология и пористость необходимы для проникновения клеток костной ткани внутрь имплантата и его включение в процесс остеогенеза [5, 6].  Считается, что для достижения необходимой биорезорбции в организме человека пористый имплантат должен содержать систему взаимосвязанных открытых и сопряженных между собой пор. Распределение по размерам этих пор должно находиться в пределах от 50‑500 µк – аналогично костной ткани человека. При этом нижняя граница - 50 µк может быть значительно меньше ~10-100 нм, одновременно и верхняя граница может быть больше 500 µк, в зависимости от природы самого материала, скорости его деградации и области применения. С учетом большого разнообразия форм костной ткани требуются биоматериалы с различными характеристиками [2,3,6].

Материалы и методы

Для исследования были выбраны остеопластические материалы «Клипдент-ГЛ» и «Клипдент-КЛ», производимые компанией «ВладМиВа». «Клипдент-ГЛ» представляет собой синтетический остеопластический материал на основе β – трикальцийфосфата и гиалуроновой матрицы. Основным компонентом материала «Клипдент- Кл» является β – трикальцийфосфат на основе коллагеновой матрицы. Оба материала получены путем спекания синтетического сырья и по описанию производителей, обладают высокой макро- и микро-пористостью, что создает идеальные условия для восстановления утраченной костной ткани. Данные образцы сопоставлялись с образцом губчатой кости нижней челюсти человека.

Таблица 1

Исследуемые материалы

КТ

Костная ткань, представляющая материал губчатой кости нижней челюсти человека. Предоставлена медицинской академией им. Н.Н. Бурденко.

Клипдент-ГЛ

материал основе ТКФ и гиалуроновой матрицы, гранулы 1000-2000 мкм (коммерческий образец фирмы Владмива)

Клипдент-КЛ

материал на основе ТКФ и костного коллагена, гранулы 1000-2000 мкм (коммерческий образец фирмы Владмива)

Результаты сканирующей электронной микроскопии

Для анализа пористости, размера агломератов и морфологии образцов использовалась сканирующая электронная микроскопия (СЭМ).  Было установлено, что остеопластические материалы Клипдент-ГЛ и Клипдент-КЛ отличаются морфологическим строением от  губчатой костной ткани челюсти человека. Далее на рисунках 1-6 представлены микрофотографии полученные методом СЭМ на сканирующем электронном микроскопе JEOL JSM 6610A.

При увеличении в х900 раз (Рисунок 1) образцы костной ткани нижней челюсти человека показывают схожую морфологию, размер наблюдаемых пор составляет ~5-10 µм, что указывает на схожую микропористость используемого материала Биопласт-Дент и костной ткани.

x900

Рис. 1 Микрофотографии СЭМ морфологии образцов костной ткани нижней челюсти человека при увеличении х900 раз

На рисунке 3 представлена морфология образцов костной ткани и материала Биопласт-Дент при значительно большем увеличении в х50000. Наблюдаемые отличия в морфологической организации материалов на субмикронном уровне  могут быть связаны с органической составляющей образцов (белка коллагена). Он присутствует как в губчатой кости человека, так и в материале Биопласт-Дент, однако в последнем он подвергался химическому и механическому воздействию при получении материала.

На Рисунке 2,3 показана морфология порошкообразных образцов остеопластического материала «Клипдент» при увеличении в х900 раз. Образец «Клипдент-Гл» показывает однородную морфологию с размерами агломератов в пределах 2-20 µм (Рисунок 3). Микрофотография на рисунке 4 показывает, что в образце «Клипдент-Кл» агломераты объединены в крупные глобулы, которые и образуют порошок, используемый для практического применения.

x900

Рис. 2 Микрофотография СЭМ морфологии образцов группы «Клипдент-ГЛ» при увеличении х900 раз

x900

Рис. 3 Микрофотография СЭМ морфологии образцов группы «Клипдент-КЛ» при увеличении х900 раз

x50000_2 

Рис. 4 Микрофотографии СЭМ морфологии образцов костной ткани (слевапри увеличении в х50 000 раз

При детальном рассмотрении обоих образцов группы Клипдент со значительно большим увеличением (х50000) видно, что частицы  образующие порошок плотно прилегают друг к другу и в образцах отсутствуют взаимосвязанные поры (Рисунок 5,6).

x50000

Рис. 5 Микрофотография СЭМ морфологии образцов группы «Клипдент-Гл» при увеличении х50000 раз

x50000

Рис. 6 Микрофотография СЭМ морфологии образцов группы «Клипдент-КЛ» при увеличении х50000 раз

Заключение

Изучение морфологии образцов показало, что обе разновидности материалов «Клипдент» в отличие от костной ткани челюсти человека не обнаруживают макро и микропористости поверхности, а так же системы сопряженных пор. Можно говорить лишь, о шероховатости поверхности материалов на субмикронном уровне. Таким образом, полученная сравнительная характеристика материалов «Клипдент-Гл», «Клипдент-Кл» с костной тканью человека, дает основание предполагать, что остеокондуктивные свойства остеопластических исследуемых материалов не будут выраженными в должной мере.

Рецензенты:

Харитонов Ю.М.,  д.м.н., профессор, заведующий отделением челюстно-лицевой хирургии №1 БУЗ Воронежской Областной клиническая больницы №1 Министерства здравоохранения РФ, г. Воронеж;

Беленова И.А., д.м.н., профессор, заместитель декана стоматологического факультета Воронежской государственной медицинской академии им. Н.Н. Бурденко Министерства здравоохранения РФ, г. Воронеж.


Библиографическая ссылка

Харитонов Д.Ю., Домашевская Э.П., Азарова Е.А., Голощапов Д.Л. ОЦЕНКА ДАННЫХ СКАНИРУЮЩЕЙ ЭЛЕКСТРОННОЙ МИКРОСКОПИИ ПРИ ИЗУЧЕНИИ МОРФОЛОГИЧЕСКОЙ СТРУКТУРЫ ОСТЕОПЛАСТИЧЕСКОГО МАТЕРИАЛА «КЛИПДЕНТ» И НИЖНЕЧЕЛЮСТНОЙ КОСТИ ЧЕЛОВЕКА // Современные проблемы науки и образования. – 2014. – № 6.;
URL: http://science-education.ru/ru/article/view?id=15931 (дата обращения: 24.08.2019).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.252