Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

ОСОБЕННОСТИ РЕГЕНЕРАЦИИ КОСТНОЙ ТКАНИ ЧЕРЕПА ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ НАНОСТРУКТУРИРОВАННЫХ ИМПЛАНТОВ (ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ) Нестеров, Аркадий Витальевич

ОСОБЕННОСТИ РЕГЕНЕРАЦИИ КОСТНОЙ ТКАНИ ЧЕРЕПА ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ НАНОСТРУКТУРИРОВАННЫХ ИМПЛАНТОВ (ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ)
<
ОСОБЕННОСТИ РЕГЕНЕРАЦИИ КОСТНОЙ ТКАНИ ЧЕРЕПА ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ НАНОСТРУКТУРИРОВАННЫХ ИМПЛАНТОВ (ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ) ОСОБЕННОСТИ РЕГЕНЕРАЦИИ КОСТНОЙ ТКАНИ ЧЕРЕПА ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ НАНОСТРУКТУРИРОВАННЫХ ИМПЛАНТОВ (ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ) ОСОБЕННОСТИ РЕГЕНЕРАЦИИ КОСТНОЙ ТКАНИ ЧЕРЕПА ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ НАНОСТРУКТУРИРОВАННЫХ ИМПЛАНТОВ (ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ) ОСОБЕННОСТИ РЕГЕНЕРАЦИИ КОСТНОЙ ТКАНИ ЧЕРЕПА ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ НАНОСТРУКТУРИРОВАННЫХ ИМПЛАНТОВ (ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ) ОСОБЕННОСТИ РЕГЕНЕРАЦИИ КОСТНОЙ ТКАНИ ЧЕРЕПА ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ НАНОСТРУКТУРИРОВАННЫХ ИМПЛАНТОВ (ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ)
>

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Нестеров, Аркадий Витальевич. ОСОБЕННОСТИ РЕГЕНЕРАЦИИ КОСТНОЙ ТКАНИ ЧЕРЕПА ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ НАНОСТРУКТУРИРОВАННЫХ ИМПЛАНТОВ (ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ) : диссертация ... кандидата медицинских наук : 14.03.02 / Нестеров Аркадий Витальевич; [Место защиты: ГОУВПО "Российский университет дружбы народов"].- Москва, 2011.- 110 с.: ил.

Содержание к диссертации

Введение

Глава 1. Обзор литературы 8 стр.

Глава 1.1 Причины и виды материалов используемых для пластики дефектов черепа 8 стр.

Глава 1.2 Особенности репаративного остеогенеза плоских костей 23 стр.

Глава 2. Материалы и методы исследования 42 стр.

Глава 3 Результаты исследования 52 стр.

Глава 3.1 Регенерация костной ткани черепа без использования наноимплантов 52 стр.

Глава 3.2 Экспериментальное исследование регенерации костной ткани при применении композитов из наноструктурированного титана Grey с различными видами покрытия при 7-дневной экспозиции 61 стр.

Глава 3.3 Экспериментальное исследование регенерации костной ткани при применении композитов из наноструктурированного титана Grey с различными видами покрытия при экспозиции в течении месяца 75 стр.

Глава 3.4 Экспериментальное исследование регенерации костной ткани при применении композитов из наноструктурированного титана Grey с различными видами покрытия при длительной экспозиции (6-14 недель) 88 стр.

Глава 4. Обсуждение результатов исследования 103 стр.

Выводы 114 стр.

Список литературы 116 стр.

Введение к работе

Актуальность. Проблемы, приводящие к необходимости пластики черепа сложны и многообразны. Одно из первых мест в этом вопросе занимает травматизм. Частота черепно-мозговой травмы составляет от 1,8 до 5,4 случаев на 1000 человек населения и, по данным ВОЗ, имеет тенденцию к увеличению в среднем 2% в год, соответственно растет и необходимость в хирургических вмешательствах (Шукри А.А., 2006). Необходимость оперативных вмешательств по поводу новообразований головного мозга по-прежнему остается актуальной (Atlas S.W. et al., 1996; Bauman G. et al., 1999). Ежегодно в мире 1 из 5000 человек заболевает опухолью головного мозга (Kleihues P. et al., 2000; Olson J.D. et al. 2000; Struikmans H. et al., 1998). Особое значение в последнее десятилетие приобрели операции по поводу сосудистой патологии. По данным Всемирной федерации неврологических обществ, ежегодно в мире регистрируется не менее 15 млн. инсультов. В России заболеваемость инсультом составляет более 450 000 новых инсультов в год. Современные подходы к лечению инсультов диктуют также необходимость хирургических вмешательств (Чехонацкий А.А., 2009, Верещагин Н.В., 2001).

Вопросы транспланталологии, как и поиск имплантов, сложны и многообразны. Среди имплантов особое значение играет применение ауто-трансплантов (Goldberg V.M. etal., 1991, Lin Y. et al 2007). Помимо целостной кости применяются производные костной ткани, лишенной живых клеточных элементов (Bodner L., 1998; Froum S.J. el al, 1998; Torricelli P., el al. 1998; Hagino T. el al., 1999). Широкое применение нашли Аллотранс-плантанты. (Никольский В.Ю., 2006, Рыбаков П.А., 2006).

На современном этапе развития медицины большое внимание, как в теории, так и в практике, уделяется ксенотрансплантантам. Однако нахождение инородных тел в тканях не может быть безразличным для реципиента, что диктует поиск новых материалов (Kannan R.Y., 2007; Gomoll А.Н. et al. 2008; Lee K.W. et al 2008; Raghunath J. et al 2009). При этом к наиболее распространенным материалам с четко выраженной опорной функцией относятся искусственный и натуральный гидроксиапатит (ГА), биокерамика, полигликолевая кислота, а также коллагеновые белки в различных сочетаниях между собой (Schneider O.D. et al, 2008, Cui Y. et al. 2009).

Особо перспективным является использование биокомпозитных материалов на основе коллаген-ГАП-декстрановых компонентов, нанесенных на металлическую подложку в связи с выполнением титаном каркасной и протективной функций (El-Ghannam А., 2007; Tanaka К., 2002).

Однако имеющиеся материалы нуждаются в дальнейших разработках, а при их получении — в широких экспериментальных исследованиях на стадии доклинических испытаний. Особое поле деятельности представляют собой малоизученные способы реконструкции черепа вследствие оперативных вмешательств и травматических повреждений. При этом одной из важнейших проблем после внедрения трансплантанта является регенерация костной ткани (Графова Г.Я., 2004; Хилова Ю.К., 2004; Одинцова И.А., 2003, 2004). Анализ посттравматического остеогистогенеза, проведенный на различных структурных уровнях, выбор средств и способов, оптимизирующих регенерацию костной ткани, представляется перспективным с позиции общих закономерностей гистогенеза.

В связи с этим, целью исследования явилось изучение способов улучшения регенерации костной ткани черепа на экспериментальной модели при применении различных видов наноимплантов.

Задачи исследования

Провести сравнительную характеристику регенерации при использовании различных видов имплантов с целью выбора оптимальных нанобиокомпозитов.

Изучить влияние коллаген-гидроксиаппатитно-декстранового комплекса на морфогенез регенерации плоских костей при применении нанокомпозиционных имплантов.

Определить динамику макро- и микроэлементного состава в матриксной кости и вновь образованной ткани с использованием аппаратных комплексов сканирующей и атомно-силовой микроскопий.

Выявить морфофункциональные особенности вновь образованной костной ткани при использовании биокомпозитов.

Научная новизна исследования

На различных структурных уровнях изучен' морфогенез регенерации костной ткани черепа при применении композита из нанотитана Grey с пескоструйной обработкой без покрытия, с одним слоем покрытия (композиционный препарат, в состав которого входил желатин и высокомолекулярный декстран), с двумя слоями покрытия (1-желатин, декстран, 2- гид-роксиапатит, коллаген, декстран). В динамике проведено сопоставление макро- и микроэлементного состава с морфологической картиной репара-тивных процессов.

Научно-практическая значимость

Полученные экспериментальные данные могут быть в дальнейшем использованы в следующих отраслях практического здравоохранения: нейрохирургии, травматологии-ортопедии, стоматологии, пластической и эстетической хирургии.

Выявленные особенности морфогенеза костной ткани при применении различных видов имплантов, предлагаются к изучению ряда доклинических и клинических дисциплин. В настоящее время данные исследования используются во время проведения практических занятий по предмету "Патологическая анатомия" у студентов медицинского факультета БелГУ.

Разработанные модели дефектов костей свода черепа могут быть использованы при изучении процессов посттравматической регенерации, влияния на этот процесс различных материалов для пластики дефектов черепа.

Апробация результатов исследования

Результаты диссертационного исследования вошли в доклады сделанные на конференциях: «Актуальные вопросы патологической анатомии» //Материалы III съезда Российского общества патологоанатомов (Самара, 2009), Сборник тезисов Всероссийской школы-семинара для студентов, аспирантов и молодых ученых «Нанобиотехнологии: проблемы и перспективы» (Белгород, 2008), Сборник тезисов Всероссийской школы-семинара для студентов, аспирантов и молодых ученых «Нанобиотехнологии: проблемы и перспективы» (Белгород, 2009), а также на расширенном заседании кафедры патологии (Белгород, 2010).

Объем и структура диссертации

Материал диссертации представлен на 147 страницах. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, описания материалов и методов исследования, обсуждения, выводов, практических рекомендаций и списка литературы. Работа содержит 55 рисунков и 11 таблиц. Список литературы включает 152 отечественных и 133 иностранных авторов.

Особенности репаративного остеогенеза плоских костей

В работах ряда авторов рассматривают различные стадии репаративного остеогенеза по отдельности либо в их взаимосвязи (Мяделец О.Д., 2002; Хуссар П.Ю., 2001; Шевцов В.И., 1999; Le А.Х. et al., 2001). В классических работах по изучению морфологии костного сращения постулировано понятие этапности или стадийности в развитии регенерата. При этом разные авторы выделяли от двух до шести этапов, в зависимости от природы рассматриваемых явлений. Т.П. Виноградова и Г.И. Лаврищева первоначально различали два этапа: 1) образование соединительнотканной мозоли и замещение ее незрелой костью; 2) перестройку предварительной костной мозоли в дефинитивную, образованную зрелой костной тканью. Затем ими же были выделены уже четыре стадии сращения перелома трубчатой кости: 1) непосредственная местная тканевой реакция на травму (сосудистая, пролиферация клеток); 2) фиксация отломков путем образования периостальной и эндостальной мозоли; 3) период собственно сращения отломков путем образования интермедиарной мозоли с постепенной регрессией периостальной и эндостальной; 4) период функциональной адаптации кости в результате длительной се перестройки (Виноградова Т.П. 1974).

Похожие схемы течения репаративного процесса предложены и другими авторами (Корж А.А. и соавт. 2004, Стецула В.И., 1993). Некоторые исследователи ограничиваются выделением трех этапов формирования костного сращения - начальная воспалительная фаза, средняя фаза мягкой мозоли и фаза твердой мозоли (Le А.Х. et al., 2001). И.М. Стецула различает 5 стадий заживления переломов. Согласно его концепции, функциональными единицами, участвующими в восстановлении травмированной кости, являются капиллярно-тканевые системы (КТС). Соответственно этому различают следующие этапы: 1) циркуляторных нарушений; 2) возникновения и прогрессирования репаративной реакции; 3) формирования сращения между концами отломков; 4) завершения костного сращения; 5) органотипической перестройки костной мозоли и функциональной реабилитации (Стецула В.И., 1993).

И.Л. Зайченко (1958) и A.J.Aho (1958) приводят описания ШЄСТРІ стадии репаративного остеогенеза. Они близки по сути рассматриваемых явлении, однако терминология A.J.Aho более соответствует современной: 1) тромбирование гематомы; 2) организация кровяного сгустка; 3) образование фиброзного предкостного регенерата; 4) формирование первичного регенерата кости; 5) образование вторичного регенерата кости; 6) функциональная реконструкция костного регенерата. Основываясь на макро - и микроскопическом анализе восстановительного процесса в кости, предложено выделять не только стадии, но и зоны, то есть различные по происхождению и морфологии участки в составе регенерата. Зональность состава регенерата определяется нормальным строением кости, в которой имеются периостальная и эндостальная поверхности, а также патоморфологи-ей кости после травмы, предполагающей наличие щели между отломками. Соответственно этому различают периостальный, эндостальный и межот-ломковый (промежуточный или интермедиарный) регенерат. Если эндо-стальному и в особенности периостальному отделам регенерата отводится роль временных образований, стабилизирующих отломки, то промежуточная мозоль формирует собственно сращение, соединяя отломки по линии перелома. При этом авторы используют термин «интермедиарная мозоль», подразумевая ткани, расположенные в пространстве между раневыми поверхностями корковой пластинки диафиза длинных трубчатых костей (Мяделец, О. Д., 2002; Хуссар П.Ю., 2001). В зоне сращения перелома, в ее составе различают волокнистую соединительную, хрящевую и костную ткани. В зависимости от соотношения тканевых компонентов и степени их зрелости регенерат относят к одной из указанных выше стадий формирования и обозначают как хрящевой, фиброзный, фиброзно-хрящевой, костно-хрящевой, костно-фиброзный, кост-но-фиброзно-хрящевой, костный (Хуссар П.Ю., 2001; Шевцов В.И., 2000). С тканевым составом регенерата связаны понятия о первичном и вторичном сращении перелома. Заживление поврежденных тканей происходит при любом переломе, но срастается не каждый из них. Первичное костное сращение наблюдается в условиях неподвижности отломков и осуществляется сразу костным сращением отломков без образования фиброзно-хрящевой мозоли. Образованию костной ткани всегда предшествует стадия организации гематомы с последующим заполнением диастаза между отломками грануляционной тканью, поэтому некоторые авторы называют такой тип сращения мезенхимальным (Стецула В.И., 1993). Первичное костное сращение формируется в короткие сроки и при минимальном объёме регенерата. При вторичном костном сращении созревание грануляционной ткани приводит к образованию фиброзно-хрящевой мозоли, обеспечивающей стабилизацию костных отломков. В настоящее время обсуждаются различные аспекты функционирования фиброзно-хрящевой мозоли в качестве временной структуры, служащей твердой основой для формирования кости. На реализацию принципа провизорности в гисто- и органогенезе при заживлении дефектов и переломов трубчатых костей указывают многие исследователи (Ирьянов, Ю. М. и соавт. 2004; Лаврищева Г. И. и соавт. 1996). Сохранение мягкотканного регенерата является патологическим и определяется как псевдартроз (ложный сустав) (Ярыгин Н.Е., 1977). При заживления переломов в условиях аваскулярности говорят об «атро-фическом несращении», часто наблюдаемом в клинике, но редко встречающемся у животных (Корж Н. А. и соавт. 2001; Hausman, М. R. et al 2001). Условное разделение на фазы полностью зависит от применяемых методов исследования. Особенно обращается внимание на тканевой уровень организации регенерата. Опорно-механическая функция соединительной ткани полностью определяется физическими свойствами межклеточного вещества, которые, в свою очередь, зависят от его химического состава и архитектоники. Совокупность клеточных элементов соединительной ткани представляет собой систему, ответственную за синтез и деструкцию компонентов межклеточного матрикса. Их функционирование находится под контролем комплекса местных и системных факторов, определяющих тип метаболизма и направление специализации в пределах іслеточного дифферона. На этапе дифференциации критическими являются парциальное давление кислорода и направление механических нагрузок (Гололобов, В. Г. и соавт. 2003; Десятниченко К. С. 2000; Суханов Л. В. и соавт. 1997; Тау В. К. et al 1998;).

Согласно современным представлениям об источниках регенерации костной ткани, остеогенными потенциями во взрослом организме обладают клетки внутреннего слоя надкостницы, эндоста, клеточные элементы стромы костного мозга, периваскулоциты, циркулирующие в периферической крови стволовые клетки (Гололобов В. Г. и соавт. 2003; Дедух Н. В. 2004; Докторов А. А. 1988; Ирьянов Ю. М. 1998; Ирьянов Ю. М. и соавт. 1998; ЛаврищеваГ. И. и соавт. 1996; Мяделец О. Д. 2002; Lacroix D. et al. 2002; Bruder S. P. et al. 1994; Caplan A. I. 1987; Nogemi H. et al. 1984; Ba-roukh B. et al. 2000). Если клетки, расположенные в костной ткани, надкостнице и эндосте, считаются детерминированными к остеогенезу, то периваскулоциты относят к категории индуцибельных. И те, и другие являются элементами остеобластического дифферона, родоначальная клетка которого обозначена как стволовая стромальная (мезенхимальная) клетка. ССК локализуются в строме костного мозга, других кроветворных органов и морфологически представляют собой фибробластоподобные веретено-видные клетки.

Регенерация костной ткани черепа без использования наноимплантов

Через неделю после введения наноимпланта без покрытия (группа №2) у животных, выведенных из эксперимента, выявлена следующая картина. Так, наноимплант был окружен слоем соединительной ткани, который соединял его с костью черепа (Рис. 16). При его извлечении он относительно легко отделялся от вновь образованной ткани и не имел дефектов в виде изменения цвета и коррозии металла на его поверхности. Демаркационная зона воспаления была представлена в виде ободка шириной 1,4±0,4 мм. Вновь образованная ткань соединялась с имплантом на 30±15% по окружности и выступала над поверхностью костной ткани на 0,5±0,3мм. Она была гиперемированной, особенно в непосредственной близости от композита, отечной.

При сравнении композита из наноструктурированного титана с покрытием в 1 и 2 слоя и чистого титана Grey с пескоструйной обработкой, нами были отмечены следующие отличия. Так, у животных 3-й группы (композиционный препарат, в состав которого входил нанотитан Grey и один слой покрытия: желатина и высокомолекулярный декстран), а также 4-й группы (биокомпозит из нанотитана Grey с пескоструйной обработкой с двумя слоями покрытия: 1: желатин, декстран, 2: гидроксиапатит, коллаген, декстрана) наблюдался более тесный контакт с имплантом, особенно в 4-й группе 60±5%, что было видно уже макроскопически (Рис. 17, таблица 3). На поверхности композита размером 1,0±0,2х0,4±0,1 мм определялось нахождение вновь образованной мезенхимальной ткани, преимущественно в группах №3 и на 2,0±0,3х0,4±0,08 мм в группе № 4 (Рис. 18). Во всех группах отмечалась демаркационная зона воспаления. Ширина ее составляла 1,6±0,35 мм и 1,8±0,33 мм соответственно.

При исследовании регенерации костной ткани через 14 дней после операции, нами было обнаружено, что в группе №2 наноимплант был окружен равномерно распределенным слоем соединительной ткани, когда плотный контакт наблюдался уже на большей площади 58±5 %. Извлекался он уже сложнее и с повреждением соединительной ткани. При этом он по-прежнему не имел дефектов в виде изменения цвета и коррозии металла на его поверхности. Вновь образоваїшая соединительная ткань представляла по ширине 1,8±0,29 мм, и выступала над поверхностью костной ткани на 1,2±0,15 мм. Гиперемия и отек были выражены в меньшей степени, чем при недельной экспозиции. При сравнении композита из нанотитана с покрытием в 1 и 2 слоя и чистого титана с пескоструйной обработкой, нами были отмечены следующие отличия. Так, у животных 3-й, а также 4-й групп наблюдался более тесный контакт с имплантом, особенно в 4-й группе 95±5 %, чем во 2-й. Ширина демаркационная зона воспаления составляла 2,1±0,25 и 2,2±0,22 мм соответственно. Значительнее, чем при 7 дневной экспозиции, определяется покрытие вновь образованной мезенхимальной тканью импланта в группе №3 на 1,5±0,2х0,6±0,03 мм поверхности и на 2,4±0,3х0,8±0,01 в группе №4.

При светооптическом исследовании обращал на себя внимание тот факт, что уже при 7 дневной экспозиции у всех животных просвет между костной тканью и композитом заполнялся соединительной тканью. Следует отметить, что в группе №2 эта связь была более рыхлой и наиболее полноценно она была выполнена в группе №4. Граница между волокнистым и клеточными слоями не определялась;

К седьмым суткам остеобластические элементы формируют сеть трабекул фиброретикулярной кости на значительном протяжении от зоны повреждения, располагающиеся уже над имплантом, что хорошо прослеживается во 2-й и 3-й группах. В 1-й группе к раневой поверхности кор-ковой пластинки прилежит незначительная зона некротизированных бесструктурных масс, что почти не выявляется в 2-й и 3-й. Вблизи раневых поверхностей наблюдается гибель отдельных остеоцитов компактной кости. Грануляционная ткань над имплантом постепенно превращается в хрящ.

Начинают формироваться хрящевые элементы. Хрящевая ткань образует незначительные поля, которые не разграничены соединительнотканными перегородками. Пролиферация хондробластов в плоскости перелома выявляется с 7 дней эксперимента, достигает максимума к 14-м суткам. К 14 дням после операции в молодой хрящ проникают капилляры из костномозговых пространств новообразованной периостальной кости в сопровождении остео-генной ткани.

Новообразованная ткань изолирована нечетко выраженным слоем обильно васкуляризированной волокнистой соединительной ткани. Гаверсовы каналы остеонов расширены вследствие остеокластиче-ской резорбции, содержат большое количество клеточных элементов и заполненных кровью сосудов. Выявляются остатки гематомы с волокнами фибрина, которые подвергаются организации за счет прорастания в них фибробластических элементов. Через 7 суток наблюдается прогрессивное увеличение числа полиморфных мезенхнмальных клеток и фибробластоподобных клеток. В начале второй недели в ткани над имплантом находятся многочисленные мезенхимальные клетки и фибробласты. Сеть трабекул новообразованной кости появляется уже на 14-е сутки

К 14-м суткам происходит замещение грануляционной ткани волокнистой соединительной тканью с многочисленными остеоидными трабеку-лами.

Между композитом и материнской костью было выражено полнокровие (Рис.18), особенно четко определяемое в 1-й группе. Наблюдались фрагменты с диапедезными кровоизлияниями. Здесь же в большей степени, чем в 3-й и 4-й группах, были выявлены клетки лимфоидного ряда. Ткань была преимущественно рыхловолокнистая соединительная. Апопто-тических телец и некротически измененных клеток не выявлено.

Экспериментальное исследование регенерации костной ткани при применении композитов из наноструктурированного титана Grey с различными видами покрытия при экспозиции в течении месяца

При сравнении композита из нанотитана с покрытием в 1 и 2 слоя и чистого титана Grey с пескоструйной обработкой, нами были отмечены следующие отличия. Так, у животных 3-й группы (композиционный препарат, в состав которого входил нанотитан Grey и один слой покрытия: желатина и высокомолекулярный декстран), а также 4-й группы (биокомпозит из нанотитана Grey с пескоструйной обработкой с двумя слоями покрытия: 1 - желатин, декстран, 2 - гидроксиапатит, коллаген, декстрана) наблюдался более тесный контакт с имплантом, особенно в 4-й группе по всей окружности, что было видно уже макроскопически (Рис. 28, таблица № 6). Поверхность композита покрыта вновь образованной мезенхималь-ной тканью на 35%, преимущественно в группе №3 и на 50 % в группе № 4 (Рис. 29). Толщина вновь образованной ткани неравномерна по всей поверхности. Во всех группах демаркационная зона воспаления к 4 неделям отсутствовала.

При экспозиции более 4 недель демаркационная зона воспаления не определялась. Максимальная высота вновь образованной ткани над поверхностью костей черепа наблюдается в группе № 4 на сроках 4 недели (1,3±0Д6) и 6 недель (1,5±0,01). Аналогичная динамика просматривалась по площади покрытие вновь образованной тканью импланта 4 недели -2,2±0,16х4,5±0,08, 6 недель - 2,6±0,2х4,5±0,05 (в группе без покрытия 1,4±0,23хЗ,5±0Д1).

При светооптическом исследовании обращал на себя внимание тот факт, что уже при 4-х недельной эспозиции промежуток между костью и имплантом заполнен хорошо сформировавшейся хрящевой тканью. Причем, ближе к костной ткани черепа крысы она переходит в молодую ткань. В этой костной ткани балки расположены хаотично и они вытесняют хрящевую ткань. Наиболее четко этот процесс прослеживается к 6 неделям экспозиции, особенно при наличии биокомпозитов (Рис. 30).

Вновь образованная ткань снаружи начинала покрываться надкостницей, которая хорошо контурировалась и была утолщенной. Граница между слоями не определялась. Остеобласты клеточного слоя лежали преимущественно однорядно, последовательно, без больших промежутков между клетками. Компактное вещество костной ткани за имплантом имело обычное строение, остеоциты лежали свободно в костных лакунах. Количество Гаверсовых каналов не увеличено. Форма их была не изменена. Определялось полнокровие. Количество эритроцитов и ретикулярных клеток не увеличено.

Между композитом и материнской костью было выражено полнокровие, особенно четко определяемое во 2-й группе. Наблюдались фрагменты с диапедезными кровоизлияниями. Клетки лимфоидного ряда не выявлены. Некротизированных участков не обнаружено. Связь между композитом и имплантом во всех группах была уже более прочной, но все же лучше проявлялась в группах с покрытием, особенно с двумя слоями, чем без него.

Ободок соединительной ткани по периферии импланта выражен во всех группах, но наиболее показательно на сроке 6 недель в группе № 4 (200,0 ±10,0). Размер вновь образованной ткани в этой группе также преобладал - 100,0±7,0, по сравнению с имплантом без покрытия. Аналогичные результаты получены при измерениях толщины вновь образованной ткани над центром композита.

Электронномикроскопически на этапе 4-х недельной экспозиции нами наблюдается бурный оппозиционный рост остеоида, новообразованной не-кальцифицированной костной ткани. Основную поверхность его составляет грубоволокнистая костная ткань, коллагеновые волокна располагаются рыхло, местами беспорядочно. Кроме того, отмечаются фрагменты пластинчатой костной ткани: коллагеновые волокна располагаются параллельными рядами (костная пластинка), но ориентация волокон в соседних рядах различна. Количество трабекул в этом месте увеличивается, сохраняя в глубине жизнеспособные остеоциты. Наблюдается процесс утолщения трабекул и уменьшения площади полостей губчатой сети. Слои костной ткани, образующиеся на этом этапе экспозиции, имеют свои канальцы, соединенные с лежащими ниже слоями. При 4 недельной экспозиции ширина ободка вновь образованной ткани в группах 2, 3, 4 - 160,0±30,0; 180,0±20,0; 980,0±10,0. Его толщина составляла: 56±19,71; 70,0±8,83; 80,0±6,45. Следует отметить, что при внедрении импланта без покрытия вновь образованная ткань плохо взаимодействовала с имплантом (Рис. 31), тогда как при наличии покрытии (Рис. 32), особенно с двумя слоями, наблюдалось более прочное их сращение. Фиброзная ткань по толщине, покрывает им-плант. По периферии импланта определяются фиброзный и остеогенный слои надкостницы.

Слой вновь образованной ткани представлен при 4-х недельной экспозиции беспорядочно, но местами начинают образовывать пластины, островки губчатой кости. Выявлено фрагментарное полнокровие капилляров. Нейтрофильной инфильтрации не замечено. Апоптотических телец и некротически измененных клеток не выявлено. Установлено начало формирования полостей для образования сосудов во вновь образованной губчатой кости.

Экспериментальное исследование регенерации костной ткани при применении композитов из наноструктурированного титана Grey с различными видами покрытия при длительной экспозиции (6-14 недель)

Через 9 недель после введения наноимпланта без покрытия (группа №2) у животных, выведенных из эксперимента, выявлена следующая картина. Так, наноимплант был окружен слоем вновь образованной ткани, который соединял его с костью черепа (Рис. 39). Вновь образованная ткань соединялась с имплантом по всей поверхности и выступала над поверхностью костной ткани на 1,1±0,3мм.

Ткань наслаивалась на имплант и закрывала его на 100%. По- прежнему она была гиперемирована. Имплант плохо извлекается от окружавшей его ткани, но по-прежнему не имел дефектов в виде изменения цвета и коррозии металла на его поверхности.

При сравнении композита из нанотитана с покрытием в 1 и 2 слоя и чистого титана Grey с пескоструйной обработкой, нами были отмечены следующие отличия. Так, у животных 3-й группы (композиционный препарат, в состав которого входил нанотитан Grey и один слой покрытия: желатина и высокомолекулярный декстран), а также 4-й группы (биокомпозит из нанотитана Grey с пескоструйной обработкой с двумя слоями покрытия: 1: желатин, декстран, 2: гидроксиапатит, коллаген, декстрана) наблюдался более тесный контакт с имплантом, особенно в 4-й группе по всей окружности, что было видно уже макроскопически (Рис. 40 , таблица № 9). Поверхность композита покрыта преимущественно в группе №3 и на 50 % в группе № 4 (Рис. 41). Толщина вновь образованной ткани неравномерна по всей поверхности.

Демаркационная зона воспаления на этом сроке не наблюдалась. Имплант полностью покрыт вновь образованной тканью по всей поверхности. Соединение вновь образованной ткани с композитом по всей поверхности.

Через 9 недель во всех группах не выявлено заполнения грануляционной тканью. Некробиотических и аутолитических реакций, участков се-квестрирования нет. Выявлена компактная кость с грубоволокнистыми костными трабекулами, фрагменты пластинчатой кости. Отмечено формирование зрелой пластинчатой из губчатой кости. Наблюдалась инвазия сосудов в область импланта с формированием сосудистой сети, наличием эритроцитов. Фиброзная ткань не выражена. Толщина вновь образованной ткани над центром импланта 905,0±9,62 цт. Выявлены новообразованные остеоны. Вновь образованная ткань полностью покрывает поверхность импланта. Расстояние между центром импланта и вновь образованной тканью прогрессивно уменьшается в зависимости от срока экспозиции и вида импланта. Минимальна при 12 неделях экспозиции в группе № 4 и составляет 98,84±8,9, в отличии от группы № 2 в 9-ти недельной экспозиции (450,09±28,7). Толщина вновь образованной ткани над центром композита увеличивалась по мере срока экспозиции и вида импланта достигала максимума в 4-й группе и экспозиции 12 недель (1396,0±8,34), по сравнению с 9 (497,08±29,51) и 12 (1167,0±29,1) недельной экспозицией в группе № 2.

При экспозиции 9 недель при ультрамикроскопическом изучении определено соединение имплантата с костью. Имплант покрыт вновь образованной рыхлой соединительной тканью. В матриксовой кости не выявлено заполнения грануляционной тканью с очаговыми некрозами, лимфоплазмоцитарным инфильтратом с умеренным количеством полиморфно-ядерных лейкоцитов, тучных клеток. Встречаются отдельные фибробла-сты. Некробиотических и аутолитических реакций, участков секвестриро-вания нет. Дефект заполнен грубоволокнистыми костными трабекулами (Рис. 48) Наблюдалось формирование Гаверсовых каналов. Был выявлен активный остеогенез, наличие остеогенных клеток — остеобластов Намечена сосудистая сеть. Выявлены процессы реваскуляризациии в виде отдельных эндотелиоцитов в сети коллагеновых волокон.

При экспозиции 12 недель в материнской кости площадь капилляров увеличена, инфильтрации клеток лейкоцитарного ростка нет. Костные балки не изменены. Костная ткань без участков лизиса. Костная мозоль была шириной 1254±19,87шп, и состояла из трабекулярной грубоволокни-стой первичной кости мозоли Соединительная ткань была на стадии трабекулярной грубоволокнистой первичной кости мозоли, куполообразной формы, уплотнена по периферии. Процессы реваскуляризациии наблюдались в виде появления эндотелиальной выстилки не полностью сформированных кровеносных сосудов в гаверсовых каналах.

При экспозиции 12-14 недель наблюдалось заполнение просвета между имплантом и вновь образованной тканью. Костная мозоль шириной 1143±25,31цт, состоящая из трабекулярной грубоволокнистой первичной кости. Соединительная ткань на стадии трабекулярной грубоволокнистой первичной кости мозоли, куполообразной формы, уплотнена по периферии. Процессы реваскуляризациии в виде появления эндотелиальной выстилки. Наблюдались не в полной мере сформированные кровеносных сосудов в гаверсовых каналах.

Похожие диссертации на ОСОБЕННОСТИ РЕГЕНЕРАЦИИ КОСТНОЙ ТКАНИ ЧЕРЕПА ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ НАНОСТРУКТУРИРОВАННЫХ ИМПЛАНТОВ (ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ)