Синтетические остеопластические препараты

Однако, в настоящее время по данным анализа отечественных и зарубежных литературных источников, известно, что основным компонентом остеопластических материалов (ОПМ), применяемых в лечебной стоматологии, считается синтетический ортофосфат кальция - гидроксиапатит (ГА). В качестве дополнительных элементов изготовители в состав препаратов вводят трикальцийфосфат (ТКФ), коллаген, факторы роста, и др.

Биологические характеристики гидроксиапатита. Синтетические остеопластические препараты, используемые в стоматологии, относятся к группе биологически активных средств, способных подключаться в метаболические процессы костной ткани.

Биологическая активность - это способность искусственного материала активно взаимодействовать и организовывать с окружающими тканями прямую связь, проявляя остеокондуктивность и (или) остеоиндуктивность.

Остеокондуктивность - это способность материала к адгезии и соединению остеогенных клеток, удержанию процессов их разрастания и дифференцировки. Происходит формирование прямой связи с костной тканью и градационное ее замещение новообразующейся.

Остеоиндуктивность - это способность материала вызывать дифференцировку клеток в остеообразующие (хондроциты, остеобласты) из находящихся вокруг некостных тканей на его поверхности.

Вероятно сочетание в одном препарате остеокондуктивных и остеоиндуктивных параметров. Кроме того, остеопластические материалы, назначенные для введения в костный дефект, должны обладать такими качествами как:

1) биосовместимость - хорошая переносимость тканями и отсутствие реакций отторжения и воспаления;

2) биодеградация – после исполнения своей функции они должны быть абсолютно удалены посредством клеточной резорбции;

3) пористость – гарантирующая проникновение клеток и сигнальных молекул, прорастание кости;

4) возможность стерилизации без изменения качеств;

5) доступность и низкая цена.

ГА относится к биологически активным материалам (БАМ), с поверхностно-активными качествами, высокой биосовместимостью и сходной с костью кристаллической структурой. Являясь основанием неорганического матрикса твердых тканей человека, ГА содержит химические элементы в таких же ионных формах, в которых они пребывают в живых организмах, не вызывая реакции отторжения.

Вместе с тем авторами исследований показано, что реакционная активность синтетического ГА в значимой мере находится в зависимости от величины удельной поверхности его частиц, что делает более перспективным использование мелкодисперсных форм синтетического ГА с повышенной суммарной площадью поверхности его частиц.

Нанокристаллический ГА (нано ГА) обладает высокой способностью адсорбировать белки, требуемые для функционирования клеток, а также взаимоизбирательностью по отношению к функциям клеток, производящих костную и фиброзную ткани, тормозит развитие воспалительной реакции в костной ране и имеет клеточную природу биодеградации. Ионы кальция, освобождаясь из кристаллов ГА, считаются пластическим материалом для костных клеток, но их ключевая роль состоит в запуске механизмов восстановительного остеогенеза и регулировании начала транскрипции матричной-РНК и синтеза белка.

Также ионы кальция принимают участие в передаче нервных импульсов, в свертывании крови и остальных физиологических процессах. Главная часть синтетического ГА рассасывается в течение 6-10 месяцев, причем в губчатом слое резорбция совершается быстрее, чем в кортикальном.

Наряду с чистым ГА имеются его комбинации. После введения в костный дефект остеопластические материалы содействуют репаративной регенерации находящейся вокруг ткани, фактически, организуют ее, полностью деградируя, исполняя роль каркаса. За данные характеристики подобные материалы и методы их использования были названы скаффолдматериалами.

Сегодняшняя скаффолд-система, как правило, складывается из двух частей:

1. Минеральное вещество (гидроксиапатит, трикальцийфосфат и др.), осуществляет функции источника минералов для новообразующейся ткани и служит для нее опорой, концентрирует распространяющиеся в крови биологически

активные вещества.

2. Биогенные компоненты (коллаген, хитозан, альгинат, хондроитинсульфат и др.) либо искусственные полимеры (полилактат и др.), сформировывают трехмерную матрицу, на которой адгезируются полипотентные клетки.

Коллаген считается вторым по величине процентного содержания элементом костной ткани. Структурные особенности и характеристики коллагена, который исполняет в организме механическую, питательную, предохранительную и репаративную функции, дают возможность с успехом применять его во всех сферах медицины. Коллаген не токсичен, не канцерогенен, фактически не антигенен, обладает хорошим регенерирующим, действиями, высокой биосовместимостью, возможностью к структурообразованию, комплексообразованию с биологически активными и лекарственными веществами, биодеградации, а также рядом остальных полезных качеств.

Кроме обширного применения ГА в челюстно-лицевой хирургии и травматологии в последние годы обозначилась тенденция использования материалов на основе ГА в терапевтической стоматологии (эндодонтии, периодонтологии).

Так, среди искусственных остеопластических биоактивных материалов, обладающих остеокондуктивными качествами, широкое распространение приобрели препараты на базе гидроксиапатита: «Гель Гидроксиапатит» «БелМедПрепараты» - Республика Беларусь, а также «КоллапАн», «ТрАпекс – Гель», «Индост» производства НПО «Полистом» - РФи др.

«Гель Гидроксиапатит» («БелМедПрепараты» - РБ) – это биоактивный нанокристаллический ГА на водной основе. Габариты его частиц варьируют от 16 до 30 нм и имеют сферическую форму. Содержание трикальцийфосфата в препарате около18%. Материал относится к фармакотерапевтической группе - препараты кальция и специализирован для применения в хирургической стоматологии с целью введения в дефект костной ткани.

Вероятно использование геля в клинике терапевтической стоматологии при лечении деструктивных форм периодонтитов. НПО «Полистом» (РФ) предлагает остеопластический материал «Гидроксиапол» на основе гидроксиапатита и трикальцийфосфата. Препарат выпускается в виде порошка и гранул с размером частиц ГА от 0,005 до 40-60 мкм. «Гидроксиапол» показан для использования в эндодонтии и хирургической стоматологии.

Также НПО «Полистом» (РФ) производит композитные остеопластические материалы, состоящие из ГА и коллагена I типа препарат «КоллапАн». Материал представляет гомогенную композицию наночастиц ГА размером 20 нми коллагена I типа с противомикробными средствами (линкомицином, метронидазолом и т.д.). «КоллапАн» выпускается в виде гранул, пластин, геля на водной основе и рекомендован для применения в хирургической стоматологии, может использоваться в терапевтической стоматологии для лечения деструктивных форм периодонтитов.

Этим же изготовителем предложен «ТрАпекс – Гель», состоящий из наночастиц гидроксиапатита (размер частиц от 11 до 37 нм), трикальцийфосфата, оксида цинка с комбинацией антимикробных и противовоспалительных составляющих (метронидозола, линкомицина, дексаметозона).

Форма выпуска– стерильная паста в шприце с иглой 2×1,0 мл (2×1,5 мл). Материал предназначен для временного пломбирования корневых каналов при лечении деструктивных форм хронического апикального периодонтита и зубов с несформировавшимися корнями.

Биостекла и стеклокерамика

К передовым материалам последнего поколения необходимо отнести биоактивные стеклокристаллические материалы, которые состоят из стеклообразной матрицы и микрокристаллов величиной около 4 мкм, исследование которых велась биоматериаловедами.

Итогом российской научно-технической программы «Биоситалл» возникли разработка и производственный выпуск российских биоситаллов. К примеру, микрогранулированный пористый стоматологический рентгеноконтрастный материал «Биосит-СР» на базе биоситалла М-31, который изобретен в Санкт-Петербургском государственном технологическом университете, выделяется тем, что в качестве кристаллической фазы, которая составляет до 3 % объема, включает аналог биоминерала кости даллит (карбоксигидроксиапатитата).

Данный материал построен в системе оксидов кремния, фосфора, алюминия, кальция, магния, цинка. Препарат «Биосит-СР» используют для наполнения костных полостей во время операций от 2/3 до полного костного дефекта, для наполнения костных карманов при пародонтите, для ликвидации костных дефектов после удаления дентальных имплантатов, а также при периимплантитах и альвеолитах.

Биостекла и стеклокерамика (биоситаллы) при имплантации в костный дефект не капсулируются, а пребывают в непосредственном контакте с костной тканью. Главным обстоятельством для связывания стеклокерамики с костной тканью считается формирование апатитового слоя на их плоскости в биологической среде. Апатитовый слой создается в результате химической реакции стекол и стеклокерамики с окружа ющей биологической жидкостью, в которой выделяются ионы кальция и возникнет гидратированный слой SiO2.

Применение синтетических материалов может привести к осложнениям, при которых появляется потребность удаления не только материала, но и части кости, а также находящихся вокруг тканей. Это связано со способом получения материала (высокие температуры, спекание высокое давление).

Все данные причины, повышая прочностные свойства материала, нарушают одно из главных условий – способность к биодеградации в организме человека с дальнейшим замещением органотипической костной тканью.