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.
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.
Рис. 2 Микрофотография СЭМ морфологии образцов группы «Клипдент-ГЛ» при увеличении х900 раз
Рис. 3 Микрофотография СЭМ морфологии образцов группы «Клипдент-КЛ» при увеличении х900 раз
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).
Рис. 5 Микрофотография СЭМ морфологии образцов группы «Клипдент-Гл» при увеличении х50000 раз
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.