До сих пор считается, что лучшими имплантами при операциях на костях является аутогенная (взятая у самого больного) кость. Однако, ввиду ограниченности и выраженной резорбции этот материал, все же, нельзя считать идеальным.
Хорошей альтернативой ему являются костные заменители, получаемые из костей животных. Производимый компанией Geistlich Pharma биоматериал Bio Oss, предназначенный для использования в стоматологии, вмещает в себя все основные достоинства костных заменителей.
Общее представление
Bio Oss получают из костей КРС. Материал имеет несколько лекарственных форм, позволяющих выбрать оптимальный способ подачи в операционную рану:
- Гранулы, расфасованные во флаконы (Bio-Oss Spongiosa). Универсальная форма, подходящая для любого вида операций.
- Гранулы в шприце (Bio-Oss Pen). Благодаря наконечнику особой формы Bio-Oss Pen, особенно удобен в случаях, когда операционная зона находится в труднодоступном месте.
- Блоки (Bio-Oss Block). Применяются, когда требуется заполнение значительных дефектов.
- Комбинированный препарат Bio-Oss Collagen, на 90% состоящий из гранул Bio-Oss, на 10% – из свиного коллагена. Благодаря последнему, обладает повышенными адгезионными, манипуляционными и регенерационными качествами.
Geistlich Pharma выпускает также мембрану Geistlich Bio-Gide – вспомогательный материал, используемый для создания барьера между костью и пазухой. Применение Bio-Gide ускоряет регенерацию тканей и заживление ран.
Geistlich Bio-Oss рекомендуется к применению при любых видах костной пластики – в хирургической стоматологии, имплантологии, пародонтологии, челюстно-лицевой хирургии.
По своим регенерирующим и заживляющим свойством он не только сопоставим с аутогенными костными трансплантатами, но в отдельных компонентах превосходит их.
Кроме того:
- Bio-Oss может использоваться как в одиночку, так и в комбинации с аутогенной костью.
- Костный заменитель эффективно стабилизирует кровяной сгусток, предотвращая луночковое кровотечение.
- Высокая гидрофильность, обуславливаемая наличием множества микро- и макропор, способствует равномерному и быстрому пропитыванию материала физраствором и кровью пациента.
- Стабильность, сохранение объема образующейся костной ткани является выигрышным моментом с точки зрения обеспечения эстетики тканей лица.
- Множественность форм и хорошие манипуляционные характеристики делают возможным использование Bio-Oss в самых разных клинических случаях, в том числе и сложных.
Техника применения Bio-Oss зависит от клинической ситуации и используемой лекарственной формы. Общими являются следующие моменты:
- Пропитывание материала физраствором или кровью пациента.
- Подача его в зону операции и распределение по дефекту.
- Закрытие операционной раны лоскутом мягкой ткани пациента с последующим ушиванием и/или наложение мембраны Bio-Gide.
Показания и противопоказания
В ортопедии Bio Oss рекомендуется к использованию во всех случаях, когда требуется сохранить или нарастить объем кости альвеолярного отростка или челюсти:
- Заполнение лунки после экстракции зуба для сохранения нормального объема костной ткани, если в дальнейшем планируется имплантация.
- Аугментация (наращивание) кости, производимая одновременно с имплантацией зуба для заполнения зазоров между костью и имплантом.
- Заполнение фенестраций и дегисценций (расхождений и отверстий) в кости после установки имплантов.
- Синус-лифтинг.
- Заполнение полостей в костной ткани челюсти или альвеолы, образовавшихся в результате цистэктомии.
Благодаря сродству Bio Oss с костной тканью человека, биоматериал практически не имеет противопоказаний. Единственное ограничение – его нельзя использовать для заполнения инфицированных ран.
Физико-химические характеристики
Кости животных состоят на 25% из органической составляющей (коллагена), на 65% – из неорганики (фосфат кальция) и на 10 % – из воды.
В малых количествах присутствует отличная от коллагена органика – липиды, полисахариды, белки. Кроме кальциевых, имеются ионы некоторых других элементов.
При производстве Био-Осс из сырья (костей КРС) удаляется органическая составляющая. Остается только минеральная основа (фосфат кальция), обильно пронизанная микрокапиллярами и микротоннелями.
По своей морфологии, химическому составу и ультраструктуре Био-Осс очень близок к человеческой кости, что и определяет положительную реакцию на него организма пациента. По сравнению с другими естественными материалами, имеющими более крупные кристаллы, Био-Осс очень хорошо интегрируется с нативной костью.
Важное значение для имплантируемых биоматериалов имеет топография их поверхности. Гладкие материалы интегрируются хуже, чем шероховатые. Био-Осс обладает выраженной шероховатой поверхностью, которая способствует активной адгезии и пролиферации остеобластов, быстрому синтезу матрикса.
Не менее важна и площадь внутренних поверхностей имплантационного материала. Чем она больше, тем интенсивнее врастают в него кровеносные сосуды, активнее и быстрее проходит интеграция и заживление ран. Гистоморфометрические исследования, проведенные с 12-ю образцами костных материалов, показали, что внутренняя поверхность Geistlich Био-Осс составляет около 80 м2/г, что примерно в 5 раз больше, чем у остальных исследованных образцов.
Безопасность
Биоматериал, получаемый из костей КРС, может содержать прионы – особые инфекционные агенты, способные вызывать у животных и человека опасные заболевания. У первых – «коровье бешенство» (ТГЭ, губчатая энцефалопатия).
Люди подвергаются опасности заболевания синдромом Крейтцфельдта – Якоба, куру и некоторыми другими видами инфекций.
Безопасность биоматериала Bio Oss обеспечивается двумя факторами – высоким качеством сырья и технологией обработки, предусматривающей многостадийную очистку и стерилизацию.
При выборе сырья учитывается страна происхождения в части эффективности ветеринарного контроля и мер предосторожностей, предпринимаемых против «коровьего бешенства».
Костное сырье для Био-Осс компания Geistlich Pharma приобретает в США, где ветеринарный контроль действует очень эффективно. До сих пор не было зафиксировано ни одного случая губчатой энцефалопатии.
Для дополнительной гарантии безопасности сырье получают только с 3-х боен, находящихся под постоянным наблюдением USDA.
Вторым фактором, обеспечивающим безопасности материала, является многостадийная очистка сырья, направленная на инактивацию прионов. Кости подвергают температурному воздействию в течение не менее 15 часов.
Дополнительно проводится химическая очистка сырья щелочными соединениями и обработка гамма-облучением. Такая технология гарантирует полную безопасность биоматериала.
Биологические свойства
Остеопластические материалы подразделяются на три группы:
- остеоиндуктивные, непосредственно влияющие на формирование и рост костной ткани;
- остеокондуктивные – исполняют роль каркаса кости, на котором происходит образование новой костной ткани;
- остеонейтральные, выполняющие функцию наполнителя костей.
Bio Oss относится к остеокондуктивным биоматериалам, т. е. выполняет функцию каркаса, на котором образуется и дифференцируется новая костная ткань.
Высокие остеокондуктивные свойства материала обуславливаются большой площадью внутренней поверхности, высокой абсорбцией протеинов и активностью гетеродимерных белков (интегринов), обеспечивающих адгезию клеток к матриксу.
Для микроструктуры характерно наличие большого свободного внутреннего пространства. Это делает материал оптимальным каркасом для вновь образующейся костной ткани.
После операции происходит быстрое и глубокое прорастание кровеносных сосудов в имплантированный материал, активизируется трофик, из тканей пациента в зону дефекта активно мигрируют остеобласты – молодые клетки костной ткани, участвующие в синтезе матрикса. Далее в процессе регенерации остеобласты трансформируются в остеоциты – зрелые ткани кости.
Ожидаемый эффект применения
Высокая интеграция Био-Осс с нативными костными тканями была установлена множеством гистологических исследований. Отмечалось, что уже через 15 дней после операции остеобласты образовывали на Bio-Oss зрелые коллагеновые волокна.
Около 6-ти недель потребовалось на формирование протяженной сети матрикса – коллагеновых волокон, вплетенных в каркас биоматериала. На гистологических срезах обнаруживались органические вещества, регенерировавшие самостоятельно внутри имплантационной ткани или попавшие туда из крови пациента.
Благодаря медленной резорбции Bio-Oss служит стабильным каркасом для регенерирующей ткани, замедляет рассасывание трансплантата. При исследованиях было установлено, что имплантационный материал из смеси заменителя и нативной кости оказывается стабильней имплантов, в которых аутогенная костная стружка используется в качестве единственного компонента.
В случае применения Био-Осс во время всего наблюдения отмечалось постоянство объема кости, в то время как применение одного аутогенного материала сопровождалось снижением объема имплантационного материала.
Гистоморфометрический анализ подвергнутых восстановлению с помощью Био-Осс тканей показал, что в регенерированной кости объем минеральной составляющей выше, чем в нативной костной ткани.
Это может служить объяснением высокой стабильности имплантов, содержащих Био-Осс в комбинации с аутогенной костью.
Исследовалась также прочность адгезии имплантов в пазухах после синус-лифтинга. Было установлено, что через 3 месяца после операции материалы с Био-Осс имели прочность фиксации на 45% больше, чем импланты из аутогенной кости.
В видео представлена инструкция по применению материала.
Перспективы
Сегодня в костной трансплантологии в основном используются аутогенные материалы и БоТП (богатая тромбоцитами плазма). Последняя представляет собой гель, содержащий плазму крови и тромбоциты, играющие основную роль в регенерации и заживлении тканей.
Судя по всему, недалеко то время, когда в распоряжение хирургов поступят аутогенные биоматериалы, выращенные вне организма.
Однако для любых имплантационных материалов, независимо от их происхождения, необходим носитель, обеспечивающий эффективную регенерацию тканей и отвечающий ряду требований, в числе которых:
- высокая адгезия клеток;
- сохранение пространства;
- положительное влияние на морфологию кости;
- поддержка дифференциации клеток.
И с этой точки зрения костные заменители, подобные Био-Осс, способные работать вместе с БоТП, могут рассматриваться как очень перспективные материалы.
Выводы
Использование в челюстно-лицевой хирургии биоматериалов естественного происхождения становится все более востребованным. Их развитая внутренняя поверхность положительно влияет на адгезию и дифференцирование клеток в зоне дефекта.
Низкая резорбируемость повышает стабильность объема. Естественная, близкая к человеческим структура носителей, создает благоприятные условия для регенерации новых костей. Все это сулит материалам, подобным Био-Осс, высокую востребованность в хирургии.