Способ восстановления кости альвеолярного гребня челюсти и тканей пародонта с редуцированным регенераторным потенциалом
Изобретение относится к хирургии и может быть применимо для восстановления кости альвеолярного гребня челюсти и тканей пародонта с редуцированным регенераторным потенциалом. Удаляют патологически измененные структуры. Заполняют дефект кровяным сгустком из кости челюсти и/или периодонтальной связки. Трансплантируют в область тканевого дефекта аутологичную васкулярно-клеточную фракцию, содержащую мезенхимные стволовые клетки - фибробластоподобные клетки, выделенные из жировой ткани и очищенные от зрелых адипоцитов, без предварительного культивирования. Способ позволяет ускорить регенерацию, сформировать новое зубодесневое прикрепление. 2 ил.
Изобретение относится к медицине и может быть использовано в хирургической стоматологии, пародонтологии и челюстно-лицевой хирургии, для восстановления в природной структуре и функции кости альвеолярного гребня и тканей пародонта с редуцированным регенераторным потенциалом.
В результате хронического разрушения кости альвеолярного гребня челюсти и опорного аппарата зуба ухудшается регионарный кровоток, увеличивается плотность оставшихся костных структур, уменьшается размер костномозгового компартмента. Это приводит к дефициту клеток, способных дифференцироваться в необходимые клеточные линии в ходе репаративной регенерации. При рецессии тканей пародонта в качестве субстрата для построения нового опорного аппарата зуба выступает аваскулярная оголенная и подверженная поверхностной гиперминерализации корневая поверхность. Высокая распространенность дефектов челюстных костей и тканей пародонта, развитие выраженных мягкотканных и скелетных деформаций в дентоальвеолярной области определяют чрезвычайную актуальность качественной медицинской реабилитации таких больных.
При хирургическом лечении дефектов кости и тканей пародонта для стимуляции остеогенеза применяют различные остеопластические материалы в сочетании с культурой диплоидных фибробластов из эмбриональной ткани человека (RU 2210352 С1, 20.08.03; RU 2231986 C1, 10.07.04), а также с аллофибробластами, культивированными на твердой мозговой оболочке (Туманов с соавт., 1998), которыми заполняют анатомические дефекты. Однако клинические и гистологические результаты после таких вмешательств отличаются крайней неоднозначностью: формируется нефункциональный рубец, отмечается разрастание краевого эпителия и отсутствие нормального зубодесневого прикрепления в зоне заживления тканей пародонта, в замещенном участке челюстной кости отмечается избыточное обызвествление с нарушением скелетных функций ткани, инкапсуляция гранул имплантированных материалов, нередко наблюдаются реакции на инородное тело, вплоть до пирогенных эффектов (Перова, 2005). Ксеногенные материалы сравнительно медленно перестраиваются в зоне дефекта, несут опасность иммунного конфликта, не исключен риск передачи человеку инфекций животных.
Известен способ восстановления целостности кости (RU 2240135 С1, 20.11.2004), предусматривающий использование культуры клеток костного мозга млекопитающих, содержащей клетки-предшественники остеогенеза.
Способ заключается в том, что клетки стромального и лимфомакрофагального ряда костного мозга культивируют в индукционной остеогенной среде до формирования монослойной культуры на аллогенном деминерализованном костном матриксе и губке из биодеградируемого материала и вносят в костный дефект, достигая реваскуляризации с помощью костного аутотрансплантата.
Недостатками такого способа является сложная подготовка трансплантата костного мозга для широкого клинического использования, высокий риск развития осложнений в донорской зоне, длительный срок лечения и наступления полезного результата, потенциальный риск спонтанной онкогенетической трансформации при пересадке культивированных «взрослых» стволовых клеток человека (Singh et al 2004), риск генетической нестабильности из-за появления клеток-гибридов с полиплоидным кариотипом в результате пассирования культуры, передача вирусов, прогрессирование заболевания за счет выключения клеток из клеточного цикла - апоптоза (Ogle et al 2005).
Задачей настоящего изобретения является обеспечение надежности результатов лечения, устранение риска развития неопластических процессов, повышение степени медицинской и социальной реабилитации, сокращение сроков лечения.
Сущность предлагаемого изобретения заключается во введении в зону дефекта кости альвеолярного гребня челюсти или тканей пародонта перед имплантацией и биосовместимой барьерной мембраны (адъювантного условия для регенерации), аутологичной васкулярно-клеточной фракции, содержащей мезенхимные стволовые клетки, выделенные из жировой ткани, очищенные от зрелых адипоцитов и имеющие фибробластоподобную морфологию, без предварительного культивирования, для восстановления кости и тканей пародонта, которые в ходе длительного патологического процесса имеют сниженный регенераторный потенциал. При этом при рецессии тканей пародонта вместо имплантации мембраны оголенную поверхность корня зуба предварительно покрывают небным подэпителиальным соединительнотканным лоскутом.
Техническим результатом изобретения является возмещение дефицита прогениторных клеток в редуцированной кости и тканях пародонта за счет морфогенетических способностей аутологичных плюрипотентных клеток, дифференцирующихся в нужный клеточный фенотип в тканевом микроокружении; увеличение скорости остеогенеза и формирования нового зубодесневого прикрепления, соответствующего природному образцу, что позволяет качественно повысить эффективность лечения в среднем до 93%; сокращение почти в 3 раза сроков реабилитации; надежное предупреждение рецидивов; двукратное снижение риска развития деформаций дентоальвеолярной области и костей лицевого скелета. В отдаленные сроки наблюдений не выявлено случаев возникновения неопластических процессов.
Способ осуществляют следующим образом. Дефект кости альвеолярного гребня челюсти или опорных тканей зуба подвергают кюретажу с удалением патологически измененных структур, при рецессии тканей пародонта оголенную поверхность корня обрабатывают раствором лимонной кислоты (рН 1,0) для деминерализации. Дефекты заполняют кровью, полученной из костномозговых пространств и витальной периодонтальной связки. В кровяной сгусток трансплантируют специально приготовленную по методике Р.Zuk с соавт. (2002) аутологичную васкулярно-клеточную фракцию, содержащую мезенхимные стволовые клетки - фибробластоподобные клетки, выделенные из жировой ткани и очищенные от зрелых адипоцитов без предварительного культивирования. Поверх очага регенерации имплантируют биосовместимую нерезорбируемую барьерную мембрану, а при ликвидации тканевых рецессии подэпителиальный соединительнотканный небный аутологичный лоскут. Операционную рану ушивают и покрывают пародонтальной повязкой (типа VocoPac) на 2-3 суток.
Нижеследующие примеры иллюстрируют настоящее изобретение. Способ апробирован в эксперименте на 2 морских свинках, в клинике - на 18 больных (38 дефектов кости и тканей пародонта), в том числе в хирургической стоматологии - на 4 больных, в пародонтологии - на 11 больных, челюстно-лицевой хирургии - на 3 больных.
Эксперимент на животных продемонстрировал существенное ускорение процесса первичного заживления операционной раны при использовании аутологичной васкулярно-клеточной фракции (фиг.1а), содержащей фибробласто-подобные клетки (ФБ), по сравнению с контролем (обычное заживление дефекта). Обращает на себя внимание существенное (почти в 5 раз) увеличение количества активно работающих клеток в зоне регенерации. Формирование спонгиозной структуры остеоидного матрикса отмечалось уже на 1-й неделе после операции, тогда как в контроле - к концу 2-й недели. Поверхность вновь образованных многочисленных костных трабекул (МК-молодая кость) была покрыта множеством активных остеобластов (ОБ), дающих положительную реакцию на щелочную фосфатазу, в толще остеоидного матрикса уже определялись замурованные остеоциты (ОЦ), межтрабекулярные пространства заполнены молодой миелоидной тканью (МТ) с тонкостенными кровеносными сосудами синусоидного типа (КС) (фиг.1б). Через 4 недели в тестируемой группе искусственно сформированные костные дефекты животного полностью заполнялись костью со всеми характерными гистологическими признаками зрелых структур, тогда как в контроле в эти сроки определялась только стадия замещения первичного остеоидного матрикса грубоволокнистой костью.
Клинические результаты показали, что скорость заживления операционной раны в среднем возросла в 2 раза. Уже к 6-м суткам швы теряли свои фиксационные свойства вследствие быстрой эпителизации раны, тогда как в контроле они удалялись на 12-15 сутки. Экспозиция барьерной мембраны не требовала более 10 дней нахождения in situ в связи с формированием к этому времени подмембранной ткани с четко дифференцированными структурами. В контрольной группе в эти сроки была сформирована новая грануляционная ткань, причем объем регенерата был существенно выше в тестируемой группе и выполнял полностью заданный мембраной объем дефекта. В ближайшие сроки наблюдений отмечено, что сформированный в зоне дефекта тканевый профиль менее подвержен процессам ретракции (усадки), как и ткань соединительнотканного аутотрансплантата при ликвидации рецессии пародонта - в пределах 10-15% по сравнению с контролем, где ретракция вновь сформированной ткани составляла до 25%. Выявленная тенденция прослеживалась и при оценке отдаленных результатов в сроки до 1 года: уровень остаточной рецессии тканей пародонта по сравнению с контрольной группой составил 1,3 мм ± 0,1 и 3,2 мм ± 1,7 соответственно; объем подмембранного полезного тканевого профиля при восстановлении опорного аппарата зуба составил 93% по сравнению с 65% в контроле, атрофия костного гребня после экстракции зуба (около 20% по сравнению с контролем, где отмечается до 40-50%).
Использование способа позволило существенно сократить сроки (почти в 3 раза) и повысить эффективность лечения больных с тяжелыми деструктивными процессами в дентоальвеолярной области и тканях пародонта в среднем до 93% (в контроле - до 70%).
Пример 1. Пациент Д., 25 лет, обратился в Центр пародонтологии и дентальной имплантации г.Краснодара с диагнозом: генерализованная рецессия тканей пародонта в области премоляров, клыков и боковых резцов верхней и нижней челюстей, II Класс по Миллеру. Жалобы на оголение корней зубов (фиг.2а), замеченное с 19 лет, появление чувствительности оголенных поверхностей на температурные раздражители на протяжении последних трех лет, эстетический дефект, страх потери зубов. С вестибулярной стороны активно прогрессирует потеря краевого пародонта со средней скоростью примерно 1 мм в год.
После обследования пациента, изготовления диагностических моделей челюстей, акриловой небной пластинки и получения аутологичной васкулярно-клеточной фракции проведено хирургическое лечение. Под проводниковой анестезией Ultracain-forte 1,8 мл в области тканевой рецессии премоляров и клыка на нижней челюсти слева сформирован расщепленный лоскут до уровня альвеолярной десны. Билатерально к дефекту выполнены супрапериостальные конверты, исключающие вертикальные разрезы. Корневые поверхности очищены от зубных отложений ультразвуковым аппаратом, деминерализованы 3% раствором лимонной кислоты при рН 1,0 в течение 1 мин с последующим промыванием стерильным физиологическим раствором. В донорской зоне из области твердого неба под инфильтрационной анестезией Sol. Lidocaini 0.5% 3 мл произведен забор подэпителиальной соединительной ткани с периостом размером, соответствующим площади реципиентной зоны - 24 мм Х 12 мм. Рана в донорской зоне после гемостаза ушита перекрестными стягивающими швами. Аутотрансплантат помещен в сформированный конверт периостом к дефекту. В пространстве между оголенными корневыми поверхностями и соединительной тканью сформирован кровяной сгусток из сохраненных периодонтально-связочных и костных структур, в который дополнительно введена аутологичная васкулярно-клеточная фракция. Трансплантат закреплен узловыми швами, наложенными в межзубных промежутках, эпителиальный лоскут мобилизован поверх трансплантата и закреплен перекрестными и обводными швами без натяжения. Операционное поле в реципиентной зоне покрыто пародонтальной повязкой VocoPac на двое суток. Донорская зона защищена акриловой пластинкой.
На 3-е сутки в области оперативного вмешательства отмечен незначительный отек и явления дискомфорта, общих реакций нет. Ткани в состоянии заживления, швы стабильные. На 7 сутки жалоб нет, швы удалены в связи с эпителизацией ран в донорской и реципиентной зонах, трансплантированный соединительнотканный лоскут в состоянии формирования нового зубодесневого прикрепления. Отмечено устранение симптомов гиперчувствительности зубов. На 14-е сутки наблюдалась ретракция трансплантированной ткани в пределах 10% от пересаженного объема.
Через 4 месяца симптомы рецессии тканей пародонта полностью ликвидированы, произошло закрытие оголенных корневых поверхностей за счет формирования прочного зубодесневого прикрепления, глубина зондирования 0,8 мм, ширина прикрепленной десны увеличилась с 2,3 мм до 11,7 мм.
Через 12 месяцев пациент жалоб не предъявляет, состояние тканей пародонта в зоне оперативного вмешательства стабильное, глубина зондирования 0,6 мм, ширина прикрепленной десны 11 мм (фиг.2б). Значения параметров ретракции трансплантированной ткани не изменились в сравнении с таковыми через 4 месяца.
Пример 2. Пациентка Е., 37 лет, обратилась в Центр пародонтологии и дентальной имплантации г.Краснодара с диагнозом: хронический генерализованный пародонтит с развившейся потерей опорных тканей; пародонтальный абсцесс 16 зуба, потеря пародонта до 95%. Данные объективного обследования: десны отечны, гиперемированы, кровоточат при дотрагивании, средняя глубина зондирования 5,5 мм при потере зубодесневого прикрепления около 7 мм, подвижность зубов 2-й степени, поражение фуркаций моляров верхней челюсти F2-F3. После начальной терапии и подготовки аутологичной васкулярно-клеточной фракции проведено поквадрантное хирургическое лечение.
Под палатинальной, резцовой и инфильтрационной анестезией Ubistesin 4% - 3,6 мл отслоены слизисто-надкостничные лоскуты в области 12, 13, 14, 15, 16 и 17 зубов. Удален 16 зуб. Проведен кюретаж пародонтальных карманов и лунки удаленного 16 зуба, поверхности корней зубов очищены от зубных отложений и инфицированного цемента, дефект тканей пародонта и лунка 16 зуба обработаны 0,1% раствором гипохлорита натрия в течение 10 минут, лоскуты деэпителизированы. Из окружающей дефект и лунку удаленного зуба костной ткани и сохраненной периодонтальной связки получен кровяной сгусток, в который трансплантирована аутогенная васкулярно-клеточная фракция, содержащая мульпотентные фибробластоподобные клетки. Поверх таким образом заполненного дефекта имплантирована нерезорбируемая политетрафторэтиленовая мембрана «Экофлон», лоскуты уложены на место, рана ушита матрасными, перекрестными и узловыми швами. Операционное поле покрыто пародонтальной повязкой VocoPac на двое суток.
На 3-е сутки в зоне прикрепленной десны отмечается слабый отек и дискомфорт при пальпации, фибринозный налет по краю операционной раны, незначительная гиперемия десны. Швы состоятельны, стабильность в зоне дефекта сохранена. На 7-е сутки пациентка жалоб не предъявляет, пальпация тканей безболезненна, швы и барьерные мембраны удалены, зона дефекта заполнена молодой грануляционной тканью, в глубине отмечено начало формирования зубодесневого прикрепления. На 14 - сутки жалоб нет, ткань регенерата уплотнена, бледно-розовая, не кровоточит при зондировании, наблюдается полное сращение слизисто-надкостничного лоскута с тканью регенерата, активно формируется зубодесневое прикрепление - глубина зондирования 2,5 мм. Усадка тканевого профиля в пределах 5%.
Через 4 месяца пародонтальные карманы полностью отсутствуют, глубина зондирования до 1 мм, усадка регенерировавших тканей в области моляра в пределах 10%, в области других зубов - до 5%, общий прирост клинического прикрепления составил 5,8 мм. В области 12, 13, 14 зубов активно формируются межзубные десневые сосочки. После удаления временной шины в области 17 зуба отмечается подвижность I степени, в области других зубов она отсутствует.
Через 12 месяцев жалоб нет, цвет и консистенция тканей пародонта нормальные, увеличения потери прикрепления нет, пародонтальные карманы отсутствуют, подвижность зубов - в пределах физиологической. Рентгенологически отмечается появление тени новых плотных структур в межкорневых зонах, периодонтальная щель нормальных размеров. В область удаленного 16 зуба установлен титановый дентальный имплантат в сочетании с перемещением дна верхнечелюстного синуса, первичная стабилизация имплантата достигнута в плотных костных структурах субантрального региона.
Через 24 месяца пациентка жалоб не предъявляет, околозубные и околоимплантатные ткани бледно-розовые, плотные, глубина зондирования у зубов и имплантата не превышает 1 мм, подвижность зубов отсутствует, имплантат адекватно нагружен и полноценно функционирует в течение 8 месяцев, остеоинтегрирован по всей высоте внутрикостной части. Рентгенологически отмечается значимый прирост плотных структур альвеолярного гребня челюсти в пролеченном участке и процессы ремоделирования под нагрузкой околоимплантатных костных структур.
Таким образом, полученные результаты демонстрируют целесообразность применения предлагаемого способа восстановления кости альвеолярного гребня челюсти и тканей пародонта с редуцированным регенераторным потенциалом с целью достичь природного структурно-функционального образца и сохранить здоровое состояние в регионе воздействия в течение длительного срока.
Способ легко воспроизводим, не требует существенных материальных затрат, экономичен, позволяет существенно сократить сроки лечения, обеспечить надежность результатов на качественно новом уровне и может быть применен в практической медицине.
Список литературы
1. Перова М.Д. Ткани пародонта: норма, патология, пути восстановления. - М.: Триада - 2005, 312 с.
2. Туманов В.А., Дмитриева Л.А., Рунова Г.С., Руднева Е.В. Применение культуры аллофибробластов в комплексном лечении заболеваний пародонта. Наука - практике: Материалы научной сессии ЦНИИС, посвящ. 35-летию института. - М., 1998. - С.164-165.
3. Singh S.K., Hawkins С., Clarke I.D. et al. Identification of human brain tumour initiating cells. Nature 2004; 432: 396-401.
4. Ogle B.M., Cascalho M., Platt J.L. Biological implications of cell fusion. Nat. Rev. Mol. Cell. Biol. 2005; 6 (7): 567-575.
5. Zuk P.A., Zhu M., Ashjian P. et al. Human adipose tissue is source of multipotent stem cells. Mol. Biol. Cell 2002; 13: 4279-4295.
Способ восстановления кости альвеолярного гребня челюсти и тканей пародонта с редуцированным регенераторным потенциалом, включающий удаление патологически измененных структур, заполнение дефекта кровяным сгустком из кости челюсти и/или периодонтальной связки, отличающийся тем, что в область тканевого дефекта трансплантируют аутологичную васкулярно-клеточную фракцию, содержащую мезенхимные стволовые клетки - фибробластоподобные клетки, выделенные из жировой ткани и очищенные от зрелых адипоцитов, без предварительного культивирования, причем при рецессии тканей пародонта оголенные поверхности корней зубов предварительно покрывают небным подэпителиальным соединительнотканным лоскутом.
