THE COMPARISON OF MORPHOLOGICAL AND STRUCTURAL CHARACTERISTICS OF THE HUMAN MANDIBULAR BONE TISSUE AND THE OSTEOPLASTIC MATERIAL «KLIPDENT», «BIOPLAST-DENT»

Full Text

Актуальность. Идеальный остеопластический материал должен обладать остеокодуктивной, остеоиндуктивной активностью, а так же морфологической архитектоникой, аналогичной костной ткани принимающего ложа. Среди всех структурных характеристик стимуляторов регенерации, особое значение имеют: микро- и макропористость материала, форма и размер его пор, соотношение удельной площади пор к площади поверхности материала [1, 2]. Система макропор является необходимой основой для прорастания сосудов микроциркуляторного русла в процессе ангиогенеза. Оптимальный размер макропор соотносим с диаметром остеона и находится в диапазоне от 100 до 500 мкм. Наличие микропористости необходимо для проникновения и фиксации остеогенных клеток, в связи с этим микропоры так же называют «гнездами адгезии», их диаметр колеблется от 10 до 50 мкм. Также немалое значение имеет соотношение площади пор к площади поверхности материала. Значение пористости 60-70 % считается оптимальным, при меньшем соотношении будет затрудняться ангиогенез, при более высоком, материал потеряет механическую прочность [3, 5]. Следует отметить, что наличие сопряженной системы макро- и микропор материала является одним из основных факторов, влияющих на скорость его биорезорбции. Резорбции идеального остеопластического материала происходит параллельно с процессом формирования кости [1, 2, 5]. Большинство производителей остеопластических материалов утверждают, что выпускаемая ими продукция по своим морфологическим и структурным характеристикам соответствует структуре человеческой кости. Однако, использование этих материалов на практике далеко не всегда приводит к ожидаемому положительному результату. Цель исследования - провести исследование структурных и морфологических параметров костной ткани нижней челюсти человека и остеопластических материалов «Биопласт-дент», «Клипдент», сравнить полученные результаты. Материал и методы исследования. Исследовались остеопластические материалы «Клипдент» и «Биопласт-Дент», выпускаемые компанией «ВладМиВа». «Биопласт-дент» представляет собой материал биологического происхождения, на основе ксеноколлагена и костного гидроксиапатита. «Клипдент»- синтетический материал на основе β - трикальций фосфата и гиалуроновой матрицы. Данный образец сопоставлялись с образцом губчатой кости нижней челюсти человека. По заявлению производителей, оба материала имеют систему макро и микропор, аналогичную таковой в кости человека [4]. Для анализа пористости, размера агломератов и морфологии образцов был применен метод сканирующей электронной микроскопии. (СЭМ). Полученные результаты и их обсуждение. Для анализа пористости, размера агломератов и морфологии образцов использовалась сканирующая электронная микроскопия (СЭМ). Было установлено, что материалы, применяющиеся на данный момент в стоматологии (КД-2, КД-3, БД) отличаются морфологическим строением от губчатой костной ткани челюсти человека. Далее на рисунках 1-5 представлены микрофотографии полученные методом СЭМ на сканирующем электронном микроскопе JEOL JSM 6610A. При рассмотрении образцов методом СЭМ c увеличением в х50 раз видно, что костная ткань человека (Рис. 1) имеет развитую сопряженную систему пор, диаметр которых варьирует от 100 до 500 мкм, в отдельных случаях наблюдаются макропоры более 500мкм. Удельная площадь пор по отношению к костной структуре составляет 70-80%. Материал не изменен в ходе механической подготовки к микроскопированию, костная структура сохранна, что свидетельствует о механической прочности образца. Образец материала Биопласт-Дент (Рис.2), также представляет собой размер пористую структуру с соотношением пор к твердому веществу около 60-70%. В отличие от костной ткани человека, в представленном образце наблюдается система пор несколько меньшего диаметра, в среднем значение колеблется в интервале ~ 10-250 µм. По данным литературы и аналогичных исследований диаметр макропор от 100 до 300 мкм, хоть и меньше размера пор кости человека, является вполне приемлемым, соотносим с диаметром остеона и способен обеспечивать ангиогенез в должной мере. В представленном так же образце по всему исследуемому полю наблюдаются мелкие изломы костной структуры, заполняющие костные лакуны. Вероятно, это результат механической обработки материала, произведенной с целью подготовки к микрокопированию. Данный образец уступает в механической прочности кости человека, что является следствием отсутствия его органической составляющей. Анализ структуры материала «Клипдент» (Рис. 3) при увеличении в 50 раз показывает однородную морфологию. Материал состоит из округлых плотных агломерат, размерами в пределах 2-20 µм. Наличие пористой структуры при исследовании не выявлено, можно говорить лишь о наличии шероховатостей на поверхности изучаемого материала. Рис. 1 Образец костной ткани челюсти человека, увеличение в х50 раз Рис. 2 Образец материала «Биопласт-Дент», увеличение в х50 раз Рис. 3 Образец материала «Клипдент», увеличение в х 50 раз Заключение. Изучение морфологии образцов показало, что остеопластический материал «Биопласт-Дент» имеет схожую с костной тканью человека морфологию и систему сопряженных пор. На микроуровне в материале Биопласт-Дент присутствуют поры, совпадающие по размерам с костной тканью ~5-10. Однако на макроуровне в губчатой костной ткани нижней челюсти человека, кроме микропор, проявляются макропоры с размерами более 500 μм. Полученные данные позволяют сделать предположение об успешности применения данного материала с целью оптимизации процессов остеорепарации при лечении костных дефектов челюстно-лицевой области. При изучении морфологии образца «Клипдент» не обнаружено макро и микропористости поверхности, а так же системы сопряженных пор. Можно говорить лишь, о шероховатости поверхности материалов на субмикронном уровне. Таким образом, полученная сравнительная характеристика материала «Клипдент-Гл», «Клипдент-Кл» с костной тканью человека, дает основание предполагать, что остеокондуктивные свойства исследуемого остеопластического материала не будут выраженными в должной мере.

About the authors

D Yu Haritonov

Voronezh State Medical Academy

E P Domashevskaya

Voronezh State University

E A Azarova

Voronezh State Medical Academy

D L Goloschapov

Voronezh State University

References