Синтетический материал для замещения костной ткани chronos

Достигнутые успехи в разработке ксеногенных и синтетических биоматериалов, обладающих остеокондуктивными и остеоиндуктивными свойствами, позволяют уменьшить применение методов ауто- и аллотрансплантации, обладающих определенным рядом недостатков. Забор аутокости может сопровождаться осложнениями: повреждением сосудов и нервов, образованием гематом, развитием инфекционно-воспалительного процесса. Кроме того, аутотрансплантаты часто резорбируются быстрее, чем происходит их интеграция и восстановление костного дефекта [22]. Костные аллоимплантаты, напротив, отличаются медленной остеоинтеграцией, при их использовании имеется риск передачи от донора к реципиенту различных заболеваний бактериальной или вирусной этиологии, возможностью развития реакции гистонесовместимости и хронического гранулемотозного воспаления [1].

Основным недостатком синтетических материалов, в отличие от ауто-, алло- и некоторых ксеноматериалов, является отсутствие у них свойств остеоиндукции. Термином «остеоиндукция» некоторые авторы определяют способность остеопластического материала вызывать эктопическое (вне кости) формирование костной ткани de novo. Однако, по нашему мнению, к остеоиндукции костезамещающих материалов следует относить их способность стимулировать регенерацию костной ткани. Такая биологическая активность может быть обусловлена включением в состав костезамещающего материала сульфатированных гликозаминогликанов (Остеопласт-К), аминокислот (PepGen-15), факторов роста и морфогенов (InductOs® (UK), Osigraft® (UK)). Способность вызывать эктопический остеогенез характерна для ряда представителей семейства костных морофогенетических белков (от англ. bone morfogenic protein — BMP) и впервые была продемонстрирована M.R. Urist в 1965 г. [28]. Основное индуцирующее действие BMP включает влияние их на пролиферацию остеобластов, на дифферецировку мезенхимальных клеток предшественников в остеогенном направлении и на ангиогенез.

Развития новых медицинских технологий позволяет использовать достижения материаловедения, биохимии, молекулярной биологии и генной инженерии при создании новых комбинированных синтетичесих материалов для костной пластики. Модификация их объёмной структуру, приближающая их строение к костной ткани, включение в состав цитокинов: факторов роста и морфогенов, позволяет наделять синтетические материалы, кроме остеокондуктивных, остеоиндуктивными свойствами. Это также позволяет контролировать скорость биодеградации, приближая её к кинетике остеогенеза.

В настоящем обзоре предпринята попытка обобщить и проанализировать результаты исследований и разработок в области синтетических костезамещающих материалов.

Синтетические резорбируемые материалы были предназначены в качестве недорогой замены естественному гидроксиапатиту (ГАП) [27]. К синтетическим имплантационным материалам относят: различные виды кальций-фосфатной керамики: трикальцийфосфат (Vitlokit, Ceramit), биостекло (PerioGlass, BioGran), гидроксиапатит (ГАП) и его композиции с коллагеном, сульфатированными гликозаминогликанами-кератан и хондроитин-сульфатом (Биоимплантат), а также с сульфатом (Haspet) и с фосфатом кальция [2; 4]. В настоящее время на основе ГАП создано множество различных форм в виде пористых наноструктурированных кальций-фосфатных керамик, костных цементов, биогибридных и биокомпозитных соединений.

Синтетические материалы на основе искусственного ГАП по ряду характеристик превосходят ГАП животного происхождения. Они исключают возможность переноса инфекционных заболеваний, позволяют регулировать скорость резорбции за счет особенностей синтеза, различных замещений фосфатных и гидроксильных групп в структуре апатита. Это характеризует синтетический ГАП как перспективный остеопластический материал для использования во всех областях костно-пластической хирургии.

Синтетические препараты различаются по степени диссоциации и рассасыванию, которые в большей степени связаны с количеством образуемой межклеточной жидкости и деятельности остеокластов. К материалам с низкой степенью диссоциации и резорбции можно отнести некоторые препараты синтетического гранулированного гидроксиапатита, биостекла и биоситалла [5].

Из резорбируемых, растворимых и имеющих высокую степень диссоциации, а, следовательно, и высокую степень метаболической активности, материалов можно назвать трикальций-фосфат и сульфат кальция [6].

Кальций-фосфатные материалы (трикальций-фосфат) относятся к биоактивным материалам, способствующим образованию на их поверхности новообразованной кости и формированию с последней прочных химических связей. Эти биоматериалы способствуют прикреплению, пролиферации, миграции и фенотипической экспрессии костных клеток, что приводит к аппозиционному росту кости на поверхности имплантата. Так же они способны адсорбировать протеины стимулирующие функцию остеокластов и остеобластов и ингибирующие функцию конкурирующих клеток, в частности фибробластов, ответственных за формирование соединительной ткани [18; 26; 12].

Несмотря на указанные положительные биологические свойства, недостатком большинства кальций-фосфатных материалов является слабая механическая прочность, медленная резорбция в тканях организма.

Керамические материалы. Синтетический ГАП используется в виде непористой (нерезорбируемой) и пористой (резорбируемой) керамики [10; 19; 24].

Непористая керамика (Osteograph/LD, PermaRidg, Calcitte, Interpore 200, Durapatite) в течение длительного времени в организме как бы «замуровывается костью». Непосредственно в области занятой материалом остеогенеза не происходит.

Пористая ГАП керамика (Osteograph/LD, PHA Interpore 200, Алгипор) является остеокондуктором, то есть проводником регенерата, который прорастает имплантат. Одной из применяемой форм пористой керамики является ее гранулят. В основе биологических эффектов при имплантации гранулята высокотемпературной керамики (Osteograph/LD, OsteoGen, Гидроксиапол) в костные дефекты лежит прорастание соединительной ткани, и в ее составе остеогенных элементов, в межгранулярные простанства. Это послужило основанием для использования данного материала в качестве покрытия эндопротезов, конструкций для остеосинтеза, дентальных имплантатов. Наиболее интенсивно процесс протекает преимущественно у поверхности конгломератов частиц ГАП вблизи источников остеогенного ростка (стенки костного дефекта).

Читайте также: Мебельная ткань нео велюр

Наноразмерный ГАП. В костной ткани ГАП присутствует в виде наноразмерных кристаллов, поэтому следующим этапом развития материалов на основе ФК и ГАП стало создание нанокристаллов. Нанокристаллы ФК обладают двумя важнейшими для физиологии костной ткани качествами: они находятся в динамическом равновесии с биологическим окружением в цикле ремоделирования (резорбции/минерализации) и проявляют высокий уровень механических свойств. Нанокристаллический ГАП (нано-ГАП) обладает повышенной способностью адсорбировать белки, необходимые для жизнедеятельности клеток, а также избирательностью по отношению к функциям клеток, образующих костную и фиброзную ткани [16]. В работе на модели гетеротопической имплантации нано-гидроксиапатита показано, что некоторые кальций-фосфатные материалы обладают остеоиндуктивными свойствами, которые в значительной степени определяются геометрической характеристикой материала [20; 21].

Проведенные ранее доклинические испытания показали, что наноструктурный ГА (нано-ГА), полученный при температурах до 60 °С, обладает существенно большей способностью стимулировать репаративный остеогенез по сравнению с поликристаллическим (высокотемпературным) аналогом [8; 3]. Нанокристаллы биологического ГА придают кости твердость и жесткость, в то время как волокна коллагена обеспечивают эластичность и высокую трещиностойкость, а также необходимую скорость резорбции и обновления костной ткани [29; 11].

Комбинированные синтетические материалы. Использование в клинической практике мелкодисперстных форм материала неудобно. Поэтому создаются комбинированные формы, состоящие из полимерной матрицы (на основе полилактида, полиоксибутирата, полигликолевой кислоты и их комбинаций) и нано-гидроксиапатита как наполнителя. Появление композитов из синтетического ГАП в форме порошков, гранул и гелей в сочетании с полисахаридами хитозаном, альгинатом [7], гиалуроновой кислотой, белком коллагеном, пептидами [14], эмбриональными стволовыми клетками [30], лекарственными и другими препаратами расширило возможности восстановления патологически измененных минерализованных тканей [13; 15; 17].

Костные морфогенетические белки (BMP) являются истинными остеоиндукторами и способны вызывать образование эктопической костной ткани. Сочетание BMP с биоматериалами, которые могут доставлять белок, продемонстрировали максимальный терапевтический эффект BMP. Гидроксиапатит с его остеокондуктивными свойствами является наилучшим носителем для BMP. Как показали исследования Rohanizadeh, лучшим способом их сочетания, является включение BMP в состав гидроксиапатита [23].

Показано, что кальций-фосфатная паста (α-BSM; ETEX, Cambridge, MA) в сочетании с rhBMP-2 ускоряет заживление костной ткани и приводит к восстановлению механических свойств, эквивалентных нормальной кости. В экспериментальной модели, на малоберцовой кости приматов, при остеотомии, применение пасты rhBMP-2/α-BSM ускоряло заживление кости примерно на 40 % [25].

CAD/CAM технологии активно используются в стоматологии для изготовления вкладок, виниров, коронок и мостовидных коронок при восстановлении зубов. Для возмещения костных дефектов челюстей и лицевых костей сложной формы, компьютерное моделирование и изготовление имплантатов является перспективной технологией.

В экспериментальной работе на животных [9] продемонстрированы интересные результаты по восстановлению костных дефектов альвеолярного отростка ВЧ с использованием керамических имплантов, изготовленных методом объемной печати. Имплантаты имели равномерную микроархитектонику с величиной пор 120±20 µм и по форме полностью соответствовали сформированным дефектам. Остеоиндуктивные свойства были обусловлены введением в состав имплантата BMP-2. Полученные в работе данные показывают, что керамические материалы на основе ГАП, изготовленные методами объемного прототипирования в комбинации с морфогенетическими белками, имеют реальные возможности применения для костной тканевой инженерии, с основным преимуществом — полностью настраиваемой 3D-структурой и формой.

Таким образом, анализ доступной литературы позволяет сделать вывод, что разработка новых костнопластических материалов преследует 2 основные цели — оптимизация регенерации костной ткани и восстановление костных дефектов. Очевидно, что в перспективе для восстановления костных дефектов методами 3D прототипирования, будут создаваться индивидуальные искусственные керамические имплантаты на основе ГАП, содержащие комбинацию факторов роста и морфогенов, например, BMP и VEGF. Возможно, именно такой подход позволит эффективно осуществлять биоинженерию костной ткани в различных клинических ситуациях.

Гажва Светлана Иосифовна, д-р мед. наук, профессор, заведующая кафедрой стоматологии ФПКВ ГБОУ ВПО «Нижегородская государственная медицинская академия», г. Нижний Новгород.

Казарина Лариса Николаевна, д-р мед. наук, профессор, заведующая кафедрой пропедевтической стоматологии ФПКВ ГБОУ ВПО «Нижегородская государственная медицинская академия», г. Нижний Новгород.

Контракт: 0323200017512000315

Сведения о контракте

Номер контракта:	0323200017512000315
Сумма контракта:	499 650.00 RUB
Регион:	Амурская область
Способ размещения заказа:	Открытый аукцион в электронной форме
Дата проведения аукциона:	2012-07-05
Дата заключения контракта:	2012-07-17
Дата публикации:	2012-07-17
Срок исполнения контракта:	12-2012
Федеральный закон:	94-ФЗ
Ссылка на zakupki.gov.ru:
Ссылка на .json файл контракта:	Перейти
Количество поставщиков:	1 Показать

Заказчик

ООО «АльфаМед»

Адрес: 675000, Амурская область, город Благовещенск, Пионерская 154

Проект Госзатраты размещает информацию, полученную исключительно из официальных источников.

Редакция Госзатрат не несет ответственности за публикацию неточных, неполных или неверных данных о юридических лицах, а также за раскрытие персональных данных физических лиц в случаях, если такие данные опубликованы на официальных источниках.

Читайте также: Из каких тканей состоят отдельные слои кожи

Запросы на исправление таких данных на сайте Госзатрат принимаются исключительно через форму «Напишите нам!» и рассматриваются не менее 5 рабочих дней.

Синтетические костные материалы

Остеопластика является одной из самых востребованных операций в челюстно-лицевой хирургии. Чаще всего она применяется для подготовки челюсти пациента к имплантации зубов. Необходимость проведения костной пластики объясняется тем, что вследствие различных стоматологических патологий или длительного отсутствия большого количества зубов, костная ткань подвергается атрофическим процессам и истончается. Поскольку для установки и хорошей стабилизации импланта кость должна соответствовать определенным характеристикам (достаточная высота и прочность), то остеопластика становится оптимальным вариантом решения проблемы дефицита кости.

Костная пластика считается безопасной и эффективной манипуляцией и широко практикуется по всему миру. Кроме тщательной подготовки к вмешательству, высокотехнологичного оборудования и мастерства челюстно-лицевого хирурга, для достижения желаемого конечного результата необходимо использовать качественные костные материалы. Современная стоматология располагает многими методиками наращивания кости, для этого используются разные виды костных материалов. Выделяют биологические и синтетические костные материалы, имеющие свои достоинства и недостатки. После выявления показаний к операции и проведения комплексной диагностики, стоматолог порекомендует наиболее подходящий для пациента костный материал.

Применение в стоматологии

Согласно статистическим данным, большинство пациентов перед восстановлением зубного ряда нуждаются в проведении костной пластики. Атрофия кости является распространенным патологическим процессом, который является одновременно и причиной, и следствием преждевременной утраты зубов. Уменьшение объема и приобретенная хрупкость костной ткани приводит к тому, что эффективно провести имплантацию зубов без предварительного наращивания кости практически невозможно. Последствиями утраты зубов и истончения костной ткани челюсти являются:

нарушение жевательной функции и, вследствие этого, проблемы с органами пищеварительного тракта;
нарушение расположения других зубов;
изменение конфигурации лицевого отдела черепа, преждевременное появление морщин;
нарушение речи;
формирование в ротовой полости условий, способствующих быстрому распространению патологических процессов.

Чтобы избежать вышеперечисленных неприятных последствий потери зубов, следует своевременно обратиться к стоматологу и проконсультироваться по поводу вариантов восстановления зубного ряда. Имплантация зубов является самым надежным способом вернуть себе здоровую и сияющую улыбку, однако в случае наличия дефицита костной ткани, предварительно нужно сделать костную пластику.

Существуют разные виды остеопластики, и выбор одного из них зависит от клинической картины, наличия медицинских показаний и противопоказаний у пациента. Благодаря развитию наук и технологий, современная костная пластика отличается малоинвазивностью и низким риском развития послеоперационных осложнений. Основной целью проведения этого вмешательства является восполнение недостатка кости путем установки аутотрансплантанта или введения специальных синтетических костных материалов. Костная пластика с использованием синтетических костных материалов является востребованной процедурой и не уступает по эффективности костной пластике с применением биологических материалов. На современном рынке представлены разные синтетические препараты для остеопластики, каждый из которых имеет свои достоинства и показания к применению.

Как выполняется пластика синтетическим материалом

Синтетические костные материалы широко применяются при выполнении синус лифтинга, а также для направленной регенерации кости. Оба вида вмешательства проходят под местной анестезией, однако если пациент очень переживает, то могут применить медикаментозную седацию.

Синус лифтинг

В процессе выполнения процедуры синус лифтинга происходит смещение нижней стенки верхнечелюстного синуса вверх, с целью освобождения пространства для введения костного материала. Данная операция проводится в случае необходимости вживления имплантов в область жевательных зубов на верхней челюсти. Поскольку жевательные зубы должны справляться со значительными нагрузками в процессе пережевывания пищи, то необходимо установить надежные импланты и обеспечить им хорошую фиксацию. Операция по наращиванию кости может проходить как открытым, так и закрытым способом, в зависимости от клинической картины.

В случае, когда во время манипуляции с открытым доступом используют синтетические костные материалы, она называется модифицированный синус лифтинг. Эта процедура приобрела большую популярность, как среди врачей, так и среди пациентов, однако проводится она только в том случае, если высота собственной кости составляет не менее 4-7 мм. Операция выполняется в несколько этапов:

обеспечение местной анестезии;
осуществление доступа к кости путем разреза и откидывания лоскута мягких тканей;
смещение дна верхнечелюстного синуса кверху;
заполнение свободного пространства синтетическим костным материалом, представляющим из себя гранулы или порошок;
наложение швов.

Вмешательство является безопасным и занимает немного времени. Сроки регенерации костной ткани являются индивидуальными, поэтому сроки установки и нагрузки импланта определяют строго в индивидуальном порядке.

Метод направленной регенерации кости

При направленной костной регенерации используют специальный гранулированный костный материал, а также резорбируемую мембрану для его фиксации. Целью проведения процедуры является стимуляция регенерации собственной костной ткани для хорошей стабилизации импланта.

Читайте также: Мебельные ткани во владимире метр 33

В некоторых случаях, когда атрофические процессы не ярко выражены, вместе с подсадкой синтетического костного материала происходит и вживление импланта. Основным достоинством метода считается малотравматичность и простота выполнения. Процесс регенерации кости в среднем занимает около 6 месяцев, после чего можно устанавливать и постепенно нагружать протез.

Преимущества и недостатки синтетических костных материалов

Синтетические препараты для костной пластики были разработаны еще в 60-х годах прошлого столетия. Многочисленные исследования подтвердили эффективность и безопасность синтетических костных материалов для медицинского применения. К основным преимуществам синтетических препаратов в стоматологической хирургии можно отнести:

Высокое сродство к костной ткани;
Способность к биодеградации;
Простое применение для коррекции дефектов кости;
Стерильность и сведение к минимуму риска послеоперационных инфекционных осложнений;
Хорошая приживаемость;
Долговечность;
Ускорение процесса регенерации собственной костной ткани;
Низкий риск аллергических реакций;
Отсутствие травматизации, неизбежной при использовании аутотрансплантантов.

Для разработки синтетических остеопластических препаратов применяются передовые технологии, также проводится ряд исследований в области биохимии, молекулярной биологии, благодаря которым улучшаются свойства синтетических материалов для костной пластики. Богатый ассортимент синтетических остеопластических материалов на современном рынке позволяет каждому пациенту подобрать доступный препарат, отвечающий всем его требованиям. Выбор качественного синтетического костного материала очень важен для достижения хорошего конечного результата. В зависимости от имеющейся стоматологической проблемы, врач порекомендует остеопластический материал, который лучше подойдет именно в этом случае.

Недостатков у синтетических костных материалов не так много и самым главным из них считаются низкие остеоиндуктивные свойства. Аутотрансплантанты обладают выраженной способностью стимулировать рост и регенерацию костной ткани, однако при использовании собственной костной ткани пациента, стоматологи сталкиваются с такими сложностями, как опасность инфицирования, травматизация здоровых тканей при заборе аутотрансплантанта. Синтетические костные материалы не так сильно влияют на регенерацию, но создают надежный матрикс для костной ткани пациента и тем самым обеспечивают благоприятные условия для ее роста и восстановления.

Из чего делаются синтетические материалы для остеопластики

Гидроксиапатит является одним из первых веществ, которые стали использовать в стоматологической остеопластике. Благодаря своим свойствам, он имеет высокое сродство к натуральной кости и является ее минеральным аналогом. На основе этого вещества создаются современные костные материалы, которые обладают хорошей иммунной совместимостью и высокой биоактивностью.

В современной стоматологической хирургии также широко используются синтетические резорбируемые материалы, которые кроме подходящих для замещения костных дефектов свойств, отличаются доступной ценой. К ним относят препараты на основе:

трикальцийфосфата;
биостекла;
фосфата кальция;
хондроитин-сульфата;
сульфата кальция.

Наибольшую популярность на отечественном рынке приобрели препараты “Биос” от “Alpha Bio”, “Cerasorb” “Остим-100”, “ГАП 85-Д” и другие. Выбор препарата проводится после тщательной диагностики и определения свойств собственной костной ткани пациента.

Cerasorb

Этот препарат немецкого производства широко применяется специалистами в стоматологической хирургии по всему миру. В основе препарата использованы трикальцийфосфатные соединения, которые позволяют легко восстановить костные дефекты. Препарат полностью рассасывается и имеет следующие характеристики:

высокая биодоступность;
отсутствие травматизации близлежащих тканей при рассасывании;
обладает хорошей биоактивностью;
стабильность;
безопасность применения;
простота использования.

Этот препарат применяется в ведущих клиниках мира и доказал свою высокую эффективность.

Alpha-Bio’s GRAFT

Основными преимуществами этого препарата для остеопластики является доступная цена в сочетании с отличными характеристиками. Безопасность и эффективность данного препарата подтверждена клиническими испытаниями, при использовании синтетического костного материала GRAFT отсутствует риск инфицирования патогенными вирусами и бактериями, отторжения и развития индивидуальной непереносимости. Он представляет собой полноценный аналог натуральной костной ткани, в составе препарата присутствуют гидроксиапатит и трикальцийфосфатные соединения. Обеспечивает хорошую стабилизацию при регенерации собственной костной ткани пациента и отличается простотой в применении.

Заключение

Несмотря на высокую безопасность и простоту выполнения, костная пластика требует серьезной подготовки и правильного подбора остеопластических материалов. Синтетические костные материалы позволяют избежать забора аутотрансплантанта и связанных с этим осложнений и являются надежным фундаментом для восстановления собственной костной ткани. Выбор препарата для проведения остеопластики представляет собой непростую задачу, так как учитывается биоактивность, способность к резорбции и другие характеристики синтетического костного материала. Подбором препарата для пластики кости должен заниматься высококвалифицированный стоматолог.

Применение синтетических костных материалов существенно упростило процедуру наращивания костной ткани. После тщательного предоперационного обследования пациенту выполняют костную пластику при помощи синтетических препаратов, и при этом сама процедура в зависимости от размеров костного дефекта в среднем занимает не больше часа. Во время реабилитационного периода (средняя продолжительность 6 месяцев) синтетический материал стабилизируется, и формируются оптимальные условия для возобновления роста собственных костных клеток. Таким образом, уже через полгода пациенту можно устанавливать протез и полностью восстанавливается жевательная и эстетическая функция зубов.

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