Scientific journal
Modern problems of science and education
ISSN 2070-7428
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 0,940

ИММУНОЦИТЫ, СТВОЛОВЫЕ КЛЕТКИ, РЕПАРАТИВНАЯ РЕГЕНЕРАЦИЯ, ПРОТЕЗЫ. THE ORAL MUCOSA REACTION ON ORTHOPEDIC STRUCTURES ARE CONTAINING NICKEL

Reva I.V. 1, 2 Kim A.R. 1, 2 Bocharov V.S. 1, 2 Tolmachev V.E. 1, 2 Reva G.V. 3, 4
1 Far Eastern Federal University
2 International medical education and research center
3 Engineering School FEFU
4 Biomedicine School FEFU
According to international standards (ISO) alloys containing more than 1% nickel, are considered toxic, nevertheless used in medical practice in most designs ortogpedicheskie special dental alloys and stainless steels contain more than 1% nickel. At the present stage of nickel-chromium alloys are used in prosthetic dentistry is much more common than noble alloys. In the field of dentistry it is the main component of nickel-chromium nickel alloys and Nitinol wire (Ni55Ti45), as part of some white gold solder and various types of steel used in orthodontic practice. The data obtained by immunohistochemistry showed that, despite the lack of local clinical effects of nickel ions on contact with orthopedic plates designs epithelial mucosa, morphological parameters on the content of the effector immune cells unaffected.
mucosa epithelium
the oral cavity
apoptosis
alteration
immune cells
stem cells
reparative regeneration
prostheses

Актуальность. Данные о вли­янии зубных протезов на ткани пародонта немногочисленны и касаются в основном пробле­мы, связанной с ухудшением очистки зубов и полости рта из-за наличия ретенционных пунктов, создаваемых ортопе­дическими и другими конструк­циями [8; 11]. Основные данные влияния на организм сплавов металлов, их коррозионных свойств, скорости всасывания наночастиц получены на основе результатов эндопротезирования суставов [1-4]. Поэтому особую актуальность выполненного исследования обеспечивает тот факт, что общих данных о токсичности, токсикокинетике и токсикодинамике металлов не достаточно, чтобы понять полное воздействие контактного влияния металлов и их сплавов на механизмы клеточных взаимодействий в системе дифферонов эпителиальных пластинок слизистых оболочек, оценить последствия изменения сигнальных путей и функций клеток [16]. По данным Blinkhorn A, Zadeh-Kabir R. (2003), 88% стоматологов в США используют никель-хромовые ортопедические конструкции по сравнению с 4% в Великобритании [4]. 70% стоматологов США и 3% британских стоматологов считают стоимость ортопедического лечения главным фактором в планировании лечения, которая также диктует различия в более долгосрочных профилактических мерах [9; 14].

Несмотря на то что биологические эффекты наночастиц металлов широко изучены на растениях, микроорганизмах, экспериментальных животных, токсикологическая их характеристика для человека далека от завершения, поэтому исследования, проводимые в данной области, являются, несомненно, актуальными [5; 12; 17; 21] .

В связи с этим целью нашей работы является установить особенности реакций иммунного гомеостаза слизистой оболочки полости рта на ортопедические конструкции из сплавов, содержащих никель.

Материал и методы

Клинические исследования. Обследованы 118 пациентов мужского пола (для исключения влияния гормональных циркадных ритмов) в возрасте от 20 до 85 лет.

Группу контроля составили 28 мужчин в возрасте от 20 до 25 лет, без сопутствующей патологии, с локальной адентией в ранние сроки после травмы. При клиническом осмотре использовали индекс гигиены полости рта Силнес–Лое, индекс подвижности зубов Миллера, индекс кровоточивости десен Мюллемана с целью определения степени выраженности воспалительных явлений в пародонте. Регистрировали наличие очагов гиперемии, отечности протезного ложа и слизистой оболочки полости рта. Для оценки состояния тканей пародонта использовались пробу Шиллера–Писарева. Весь спектр клинических обследований слизистой оболочки полости рта проводился в динамике - в процессе установки ортопедических конструкций различного химического состава.

Все пациенты были условно разделены на группы, с учётом возрастной классификации периодизации Г. Крайга: ранняя взрослость – 20–39 лет, средняя взрослость – 40–59 лет, поздняя взрослость – 60 лет и более; по классификации зубных рядов на основе локализации и характеру дефектов в соответствии с классификацией Е.И. Гаврилова; а также по характеру и степени атрофии беззубых челюстей в соответствии с классификациями Келлера и Шредера (табл. 1).

Таблица 1

Распределение материала по группам

Возраст по Крайгу

20-39 лет

40-59 лет

60 и более лет

контроль

группа исследования

Количество пациентов

28

35

54

29

Дефекты зубных рядов

1,5+0,025

6,3+0,22

7,9+0,31

11,7+0,09

Степень атрофии челюстей

118°

120°

122°

126° и более

Более наглядно распределение пациентов по возрастным группам представлено в диаграмме на рис. 1.

Рис. 1. Распределение пациентов по возрастным группам

Использовались ортопедические конструкции несъемных ортопедических систем: коронки, виниры, вкладки и мосты, фиксированные на опорных естественных зубах или на вживленных титановых имплантатах «Симпламир» (Россия), Astra Tech (Швеция), Alfa-Bio (Израиль) (табл. 2).

Таблица 2

Распределение материала по виду установленных ортопедических конструкций

Виды ортопедических конструкций

На основе сплавов золота

11

9

21

7

Хромоникелевые

12

18

22

13

Оксид циркония

5

8

11

9

Общее количество пациентов

28

35

54

29

Установка на собственные зубы или импланты

23/5

27/8

43/11

9/20

Критериями исключения являлись возраст меньше 18 и более 85 лет; расстройства психики, эндокринные и онкологические заболевания; системные заболевания в стадии декомпенсации, хронические заболевания слизистой оболочки полости рта.

Все пациенты обследованы согласно протоколу с заполнением медицинской карты стоматологического больного формы № 043/у.

Для морфологического исследования при удалении зубов или их корней, по клиническим показаниям при травматических утратах и хирургической экстирпации зубов, имплантации и микрохирургических пародонтологических операциях иссекались фрагменты слизистой оболочки десны объемом 1 мм3. Забор материала производился как после хирургического удаления зубов, так и в динамике установки ортопедических конструкций на импланты. Всего изучено 211 биопсий.

Основным методом морфологического исследования явилось иммуногистохимическое фенотипирование на основе кластеров дифференцировки (Cluster of Differentiation – CD) клеток Лангерганса (СD68+), интерстициальных макрофагов (СD163+), T-лимфоцитов (СD4+/СD8+). Интенсивность пролиферативных процессов в эпителиальной пластинке оценивалась по митотическому индексу посредством маркера Ki-67: количество митозов на 100 клеток. Аргентофильные белки, ассоциированные с областью ядрышкового организатора, ответственны за активизацию и контроль транскрипции рибосомных генов в клетке, поэтому количественные параметры аргентофилии ядрышка отражают пролиферативную активность клеток. Отличительным свойством этих белков является их способность выявляться методом окрашивания гистологических препаратов 50% AgNO3.

Иммуноморфологическое исследование проводили в лаборатории патоморфологии университета г. Ниигата (Япония) и Международном медицинском научно-образовательном центре (IMERC, Ниигата, Япония).

Кроме того, при анализе биопсий использовалась рутинная методика окраски гематоксилином и эозином.

В дополнение к биопсийному анализировался и цитологический материал – мазки-отпечатки слизистой оболочки протезного ложа.

Изучение гистологических срезов и мазков-отпечатков осуществлялось с помощью микроскопа Olympus BX52 с оригинальным программным обеспечением для морфометрии.

Статистическая обработка полученных данных, проверка статистической значимости различий между группами по параметрам распределения и сравнение групп выборок проведено с применением методов вариационной статистики, параметрических и непараметрических методов корреляционного анализа.

Для анализа взаимосвязи нормально распределенных данных по показателям иммунного гомеостаза слизистой оболочки протезного ложа двух групп выборок применялся метод корреляционного анализа Пирсона; для признаков, не являющихся нормально распределенными, при исследовании корреляции использовались непараметрические методы корреляции.

Результаты исследования и их обсуждение

На основании результатов морфологического исследования биоптатов слизистой оболочки протезного ложа пациентов контрольной группы и пациентов была составлена модель, характеризующая состояние локального иммунного гомеостаза до начала ортопедического лечения (табл. 3).

Таблица 3

Показатели иммунного гомеостаза слизистой оболочки протезного ложа в исследуемых группах пациентов до начала ортопедического лечения

Возраст, лет

 

Кол-во клеток в поле зрения (M±m)

Суммарная площадь ЯОР, мкм2 в поле зрения

CD4+/8+

CD68

 

CD163

 

CD34

МИ по активности Ki67(на 100 клеток)

Апоптоз кератиноцитов (на 100 клеток)

20–39

1,09±0,03

1,44±0,07

1,93±0,11

0

6,21±0,24

4, 56±0,11

5,27±0,24

40–59

1,37±0,09

1,64±0,05

2,24±0,09

5,37±0,3

5,33±0,32

6,03±0,18

3,59±0,12

60 и более

1,08±0,07

0,99±0,08

1,78±0,13

11,46±1,0

4,18±0,15

5,16±0,29

2,18±0,15

Контроль 20-25 лет

1,09±0,03

0,84±0,07

1,43±0,11

0

2,21±0,24

3, 56±0,11

5,3±0,24

* p<0,01.

Данные таблиц были преобразованы в диаграммы, соотносящие количественные показатели к единице площади срезов СОПР (рис. 2).

Рис. 2. Показатели иммунного гомеостаза (ИГ) слизистой оболочки рта в контрольной и исследуемых группах до начала ортопедического лечения

В результате хирургического удаления зубов и подготовки протезного ложа к установке ортопедических конструкций анализ образцов биоптатов, исследованных на содержание эффекторных иммунокомпетентных клеток, показал увеличение количества антигенпрезентирующих клеток CD68, фагоцитарного звена иммуноцитов CD163. Пролиферативная активность статистически достоверно повышалась (табл. 4, рис. 3).

Таблица 4

Показатели иммунного гомеостаза слизистой оболочки протезного ложа в исследуемых группах пациентов после ортопедического лечения

Возраст, лет

 

Кол-во клеток в поле зрения (M±m)

Суммарная площадь ЯОР, мкм2 в поле зрения

CD4+/8+

CD68

 

CD163

 

CD34 (по локализации в эндотелии сосудов)

МИ по активности Ki67(на 100 клеток)

Апоптоз кератиноцитов (на 100 клеток)

20–39

2,09±0,13

3,44±0,11

3,93±0,23

3,93±0,19

9,09±0,32

3, 56±0,21

8,27±0,24

40–59

1,99±0,14

2,64±0,18

3,01±0,15

4,71±0,17

8,45±0,39

4,09±0,22

5,44±0,16

60 и более

1,37±0,23

2,03±0,26

2,83±0,20

9,46±0,49

5,54±0,28

4,71±0,31

3,56±0,27

Контроль 20-25 лет

2,21±0,16

1,94±0,17

2,39±0,22

1,32±0,11

3,22±0,15

4, 02±0,13

6,3±0,51

* p<0,01.

Данные таблиц были преобразованы в диаграммы, соотносящие количественные показатели к единице площади срезов СОПР (рис. 3).

Рис. 3. Показатели иммунного гомеостаза (ИГ) слизистой оболочки рта в контрольной и исследуемых группах после ортопедического лечения

Иммунный ответ в данном случае был первоначально реализован в результате повреждающих действий за счёт хирургического вмешательства. Эти данные согласуются с литературными ссылками о малом влиянии ортопедических конструкций из сплавов металлов в связи с тем, что даже в случае коррозии конструкций из сплавов никеля с другими металлами за счёт быстрого всасывания ионов металлов, местные локальные реакции клинически не проявляются. Увеличение количества эффекторных иммуноцитов гипотетически может сопровождать ослабление иммунного ответа в других топографических зонах организма с последующей клиникой в зависимости от повреждения [16].

Заключение

Анализ полученных данных с помощью методов выявления эффекторных иммуноцитов и активности гена Ki67 и ЯОР показал неоднородность пролиферативной активности у пациентов различных возрастных групп, а также зависимость этих показателей от состояния иммунного гомеостаза слизистой оболочки полости рта у пациентов. Это свидетельствует о необходимости применения количественной патоморфологической диагностики для уточнения диспластических процессов в результате воздействия ортопедических конструкций из сплавов, содержащих никель. Патологический симптокомплекс, связанный с реакцией на зубные протезы, диагностируемый как «непереносимость», объясняется только недостаточными знаниями о причинах и механизмах заболеваний, обусловленных материалами зубных протезов [13; 15; 19; 20]. «Непереносимость» следует рассматривать как собирательный диагноз, основанный на многообразии жалоб и клинических состояний [7; 10]. В настоящее время его можно считать только предварительным, который после дифференциальной диагностики следует заменить диагнозом, соответствующим конкретной нозологической форме [6; 18]. Полученные нами данные позволяют объективно оценить реакцию слизистой оболочки на ортопедические конструкции из сплавов, содержащих никель, для предварительной оценки возможности их применения.

Выводы

В области металлокерамики никель-хромовые сплавы можно считать недорогой альтернативой благородным сплавам. В случае с достаточно большой концентрацией хрома (более 20%) они химически стабильны и, таким образом, устойчивы к коррозии в полости рта. Поэтому при протезировании должны применяться только никель-хромовые сплавы с содержанием хрома, превышающим 20%.

В случае выявленной аллергии на один или более компонентов сплава их применение не рекомендуется. Данная рекомендация применима и для всех других сплавов.

 

Работа выполнена при поддержке научного фонда ДВФУ, в рамках государственного задания 2014/36 от 03.02.2014 г. и Международного гранта ДВФУ (соглашение № 13-09-0602-м от 6 ноября 2013 г.).