При переломах костей наблюдаются прямые и непрямые повреждения тканей, так как разрываются связанные с костью соединительные, мышечные ткани, кровеносные сосуды и нервы. В область перелома изливается кровь, которая свертывается, образуя сгусток. На некотором расстоянии от места перелома кости остеоциты в поврежденных остеонах гибнут и часть костной ткани отмирает. Регенерация происходит путем образования новой костной ткани между отломками и вокруг них.
В процессе формирования регенерата различают наружную (периостальную), межотломковую (интермедиарную) и внутреннюю (эндостальную) его части.
Источником развития периостальной части регенерата служат остеогенные клетки надкостницы. Интермедиарная часть образуется за счет остеогенных элементов, сохранившихся в каналах остеонов. Источником эндостального остеогистогенеза являются остеогенные клетки в составе эндоста и костного мозга. Кроме детерминированных остеогенных клеток в формировании костного регенерата принимают участие камбиальные (адвентициальные) клетки, сопровождающие растущие сосуды, которые могут дифференцироваться в остеобласты.
В наружных частях регенерата за счет пролиферации эндотелиоцитов идет рост сосудов, но медленный. Это отражается на дифференцировке остеогенных клеток: в отсутствие капилляров (и кислорода) остеогенные клетки превращаются в хондроциты, в результате чего в наружных частях регенерата образуется хрящ. Если капилляры прорастают в регенерат быстро, то в присутствии кислорода из остеогенных клеток сразу возникает ретикулофиброзная костная ткань.
По мере перестройки регенерата хрящ замещается костью губчатого типа. Костные перекладины вблизи от костных отломков прочно скрепляются с ними и между собой. В губчатой костной ткани между перекладинами образуются полости (туннели) за счет резорбции мертвых участков кости остеокластами. В образующиеся полости (туннели) врастают капилляры и остеобласты. Выстилающие изнутри эти полости остеобласты путем аппозиционного роста образуют слоистую структуру стенок. За счет заполняющейся изнутри концентрическими слоями костной ткани стенки полостей становятся толще, а просвет суживается.
Таким образом возникают остеоны (гаверсовы системы). Внутри остеонов имеется один или два кровеносных сосуда, доставляющих питательные вещества для остеоцитов, окруженных пятью-шестью концентрически лежащими костными пластинками. Процесс внутренней перестройки регенерата в области перелома кости с превращением ретикулофиброзной костной ткани в пластинчатую продолжается долго, иногда несколько месяцев. Однако в конце концов в результате этого сложного процесса в месте перелома кости, как правило, происходит полное восстановление конфигурации архитектоники кости. Тесное соприкосновение и жесткая фиксация отломков кости способствуют более быстрому процессу регенерации.
Регенерация при огнестрельном повреждении кости имеет ряд особенностей. Огнестрельный снаряд при ударе о кость вызывает в последней возникновение трещин и множества осколков, что замедляет процесс регенерации. В экспериментальных и клинических работах показано, что сохранившие жизнеспособность остеогенные клетки костных осколков способны к пролиферации, дифференциации и формированию ретикулофиброзной костной ткани, являясь источником посттравматической регенерации костной ткани.
Непременным участником регенерации являются макрофаги костномозгового происхождения — остеокласты. Последние участвуют в ремоделировании костной ткани.
Регенерация костей: чем можно ей помочь
Новые материалы помогут при травмах и онкологических заболеваниях
Кости составляют основу опорно-двигательного аппарата. Под прочной защитой костей находятся ценные структуры организма — костный мозг, в котором в течение всей жизни идет образование всех клеток крови и иммунитета, а также головной и спинной мозг, осуществляющие регуляцию всех функций организма.
Долгая эволюция создала совершенный механизм образования костной ткани в нашем организме — механизм остеогенеза. Он обеспечивает как ее постоянное обновление (физиологическую регенерацию или так называемое ремоделирование), так и восстановление после травм (репаративную регенерацию).
Читайте также: Составить таблицу ткани растений 5 класс
Кость формально можно назвать композиционным материалом, в состав которого входят органические вещества (основной белок-коллаген) и неорганические вещества (основные соли — кальция и фосфора). Два главных вида клеток — разрушающие кость (остеокласты) и формирующие кость (остеобласты) — трудятся в течение всей нашей жизни, обеспечивая обновление костной ткани и ее восстановление после травм.
Биоминерализацию белков могли осуществлять организмы уже более 600 млн лет назад. Раковины моллюсков, иглы морского ежа, наружный скелет членистоногих — результат этого процесса. Процесс биоминерализации коллагена при образовании костной ткани (то есть инкрустация его солями кальция, фосфора и некоторыми микроэлементами) эволюционно древний, с одной стороны, а с другой — находящийся под контролем нервной и гуморальной (через кровь с помощью биологически активных веществ и гормонов) систем. Кроме того, в костной ткани и костном мозге находится глубокий резерв организма — центральное депо стволовых клеток, замещающих в течение жизни состарившиеся или погибшие клетки во многих органах и тканях.
Изучение механизмов и процессов остеогенеза постепенно привело к пониманию того, какие материалы и конструкты на их основе нужно разрабатывать, чтобы осуществлять органотипическое (то есть с формированием типичного для этого органа структур) замещение костных дефектов. Этот подход называется биомиметическим.
Когда же может понадобиться помощь регенерационным процессам в костной ткани, если они такие совершенные, эволюционно древние? Есть такие ситуации. Во-первых, это так называемые костные дефекты, превосходящие по размерам критические, костные дефекты у пожилых людей с нарушениями кальциевого обмена и, наконец, костные дефекты у онкологических больных после химио- или лучевой терапии, когда регенерация затруднена.
То есть такие материалы востребованы при реконструктивно-пластических операциях в травматологии, челюстно-лицевой хирургии, стоматологии и, конечно, в онкологии.
Сегодня опухоли костей и метастазы в костную ткань не приговор. Их удаляют, замещая дефекты остеопластическими материалами. Полнота реабилитации у этой категории больных напрямую зависит от успехов в медицинском материаловедении.
История создания остеопластических биоматериалов насчитывает более 60 лет. Первое поколение таких материалов составляли биоинертные материалы, второе — биоактивные, биодеградируемые, третье — материалы для стимулирования специфических клеточных ответов на молекулярном уровне.
Золотым стандартом, тем не менее, остается использование аутологичной (собственной) костной ткани. Однако необходимость дополнительного оперативного вмешательства и недостаточное количество материала для закрытия крупных дефектов привели к идее использовать аллогенную (другого организма) костную ткань. Но при этом появилась опасность переноса от донора неидентифицированных инфекционных, а также аллергизирующих агентов. Материаловеды предложили использовать для этих целей синтетические кальций-фосфатные материалы, близкие по составу к неорганической составляющей костной ткани. Они широко применяются и сегодня, так как биосовместимы, обладают остеоиндуктивными (стимулирующими остеогенез) свойствами и используются клетками для построения новой кости. Однако оказалось, что они растворяются медленнее, чем образуется кость.
Неожиданный толчок в развитии биоматериалов дало изучение скелета кораллов. Он состоит из карбоната кальция, имеет особо прочную кристаллическую решетку-арагонит, сквозную пористость (что обеспечивает поток питательных веществ, газов, прорастание сосудов) и скорость биорезорбции сходную со скоростью остеогенеза. Он оказался блестящим материалом природного происхождения для замещения костных дефектов. Однако добыча кораллов ограниченна, и трудно стандартизировать их микроэлементный состав. Это привело к идее трехмерной печати для создания конструктов с целью замещения костных дефектов заданной формы, пористости и архитектоники поверхности, используя в качестве «чернил» кальций-фосфатные материалы.
Читайте также: Плотная неоформленная соединительная ткань связки
Следующим этапом развития этого направления стала 3D-печать композиционных конструктов, содержащих как натуральную кость, так и органическую составляющую. В качестве таковой используют полимеры как природного (коллаген, альгинат, хитозан), так и синтетического происхождения. Еще более стимулировать остеогенез удалось при насыщении таких конструктов собственными стволовыми клетками из костного мозга, что открыло возможности изготовления персонализированных имплантатов заданной геометрии, пористости и архитектоники.
И, наконец, современные исследования в этой области посвящены разработке технологий функционализации таких 3D-конструктов биологически активными веществами (например, для пожилых людей или при крупных дефектах), антибиотиками (при открытых костных травмах, опасности инфицирования и развития воспалительных процессов) или противоопухолевыми препаратами. В последнем случае предполагается с помощью конструктов осуществлять адресную доставку химиопрепаратов с пролонгированным действием, что позволит снизить нагрузку системной (внутривенной) химиотерапии у онкологических больных.
Наталья Сергеева, доктор биологических наук, профессор, завлабораторией МНИОИ им. П. А. Герцена — филиал ФГБУ «НМИЦ радиологии» Минздрава России
Восстановление костной ткани челюсти
Восстановление костной ткани челюсти требуется при пародонтите, пародонтозе, после удаления зуба и для устранения последствий челюстно-лицевых травм. Однако наиболее часто регенерация кости используется при имплантации зубов.
Мы теряем не только зубы, но и костную ткань
Мы теряем не только зубы, но и костную ткань. Ее атрофия возникает после удаления зуба, его долгом отсутствии, в результате челюстно-лицевых травм, при определенных анатомических особенностях и врожденных аномалиях, а также при ряде системных заболеваний. В каждом конкретном случае проблема может заключаться в недостаточной толщине (ширине) или высоте кости альвеолярного отростка, в редких случаях наблюдается дефицит костной ткани и в высоту, и в ширину.
Регенерация кости перед вживлением имплантатов
Установка имплантатов зубов стала обычной практикой в современной стоматологии. Но нередки случаи, когда врач озадачит пациента неожиданным предложением сначала пройти путь восстановления костной ткани челюсти. Не стоит расстраиваться, если вы попали в число тех пациентов, у кого нельзя провести установку имплантата сразу без костной пластики. И ни в коем случае не стоит искать врачей, которые согласятся пойти на поводу у вашего нетерпения и не проводить восстановление костной ткани челюсти, – в итоге это закончится еще большими проблемами.
Как проходит восстановление объема костной ткани?
Для восстановления объема костной ткани при очень тонком участке на месте зубной альвеолы проводят расщепление кости и заполнение полости костной тканью (применяют ауто-, алло- или синтетический трансплантат). Далее после завершения регенерации кости уже можно устанавливать и сам имплантат. Когда нужно нарастить высоту кости, одновременно с внедрением имплантата наращивают костную ткань специальным препаратом, ее заменяющим. Поверх наносят мембранное покрытие. Кость альвеолярного отростка с различными конструкциями наращивания должна заживать и укрепляться в течение 4 – 6 месяцев, после чего уже можно ставить искусственный зуб (керамическую или металлокерамическую коронку).
Читайте также: Покрывало из обивочной ткани
Для восстановления костной ткани челюсти применяют аутогенный трансплантат (кость берется у самого пациента из другого участка челюсти); аллотрансплантат (донорская кость берется у другого человека) или синтетические материалы, имитирующие кость (они содержат кальций и фосфор).
Нужно ли восстановление костной ткани после удаления зуба?
Обязательно нужно помнить, что при любом удалении зуба, даже если нет признаков пародонтита или других заболеваний, приводящих к атрофии, костная ткань на месте зубной альвеолы достаточно быстро (в течение нескольких месяцев) атрофируется. Восстановление костной ткани после удаления зуба необходимо проводить обязательно.
Серьезный костный дефект челюсти может появиться и при развитии гнойных осложнений – остеомиелите, который встречается после сложного удаления зубов (например, удаление непрорезавшегося или ретенированного зуба, удаление костных новообразований). И сама по себе травмирующая кость операция, и послеоперационные гнойные осложнения приводят к атрофии костной ткани. В таких случаях помимо заполнения костного дефекта трансплантатом применяют различные средства, стимулирующие остеогенез. Например, остеопластические биокомпозиционные материалы (Коллапан), фотодинамическую терапию, электровибромассаж.
Восстановление костной ткани при пародонтите и пародонтозе
С проблемой потери коренных зубов встречается фактически каждый взрослый человек. Наиболее частая причина, приводящая к удалению зуба, – пародонтит (прогрессирующее разрушение структуры альвеолярного отростка челюсти). Это заболевание очень распространено, его начальные признаки (кровоточивость десен, оголение шейки зуба) можно найти у каждого после 40– 50 лет. Реже встречается пародонтоз, который развивается при отсутствии нормального кровоснабжения околозубных тканей. Например, при сахарном диабете и атеросклерозе. Восстановление костной ткани при пародонтите или пародонтозе требуется, когда происходит атрофия костной ткани альвеолярных отростков челюстей.
Восстановление костной ткани после удаления имплантата и операций
Неудачная установка имплантата (выбор врачом очень тонкого или короткого имплантата, неправильная его установка без учета прикуса) приводит к воспалению тканей – периимплантиту, расшатыванию, поломке или отторжению вживленного зуба. В подобных случаях обломки имплантата удаляются из кости, и далее требуется серьезная реконструкция альвеолярного отростка.
Пептиды для восстановления костной ткани в стоматологии
Существуют пептидные биорегуляторы, которые целенаправленно стимулируют регенерацию костной ткани челюстей, способствуют костеообразованию. Их еще называют одонтотропными регуляторными пептидами. Пептиды для восстановления костной ткани в стоматологии применяют как для лечения, так и в профилактических целях. Сначала нужно обязательно посетить стоматолога и уже по его совету выбрать препарат – бальзам, капсулы или зубную пасту. Например, зубная паста Revidont содержит три вида пептидных комплексов (А-3, А-4, А-6) и супероксиддисмутазу. Лечебный эффект пасты включает укрепление структуры зубов, нормализацию микроциркуляции в ротовой полости, восстановление костной ткани и противовоспалительный эффект.
Можно ли провести восстановление костной ткани при остеопорозе?
Снижение плотности костей, или остеопороз, встречается чаще у женщин, особенно в постменопаузе и после родов, а также у лиц обоего пола с гормональным дисбалансом. В таких случаях нужно обратиться к терапевту и эндокринологу, принимать назначенные препараты. Восстановление костной ткани при остеопорозе осложнено системными причинами ее убывания во всем скелете человека. Однако современные технологии и материалы, применяемые для восстановления кости при имплантации, позволяют успешно вживлять новые искусственные зубы, избавляя пациентов от ношения съемных протезов.
- Свежие записи
- Балкон в многоквартирном доме: является ли он общедомовым имуществом?
- Штраф за остекление балкона в 2022: что это и как избежать наказания
- Штраф за мусор с балкона: сколько заплатить за выбрасывание окурков
- Оформление балконного окна: выбираем шторы из органзы
- Как выбрать идеальные шторы для маленькой кухни с балконом
- Правообладателям
- Политика конфиденциальности