Полностью заживший участок беззубого гребня чаще всего покрыт слизистой оболочкой толщиной около 2-3 мм. Слизистая оболочка покрыта ороговевшими частичками эпителия и включает соединительную ткань, богатую коллагеновыми волокнами и фибробластами, которые прочно прикреплены к кости через надкостницу.

Наружные стенки беззубого гребня, кортикальные пластинки, состоят из пластинчатой кости и заключают губчатую кость, которая содержит трабекулы пластинчатой кости, внедренные в костный мозг. Костный мозг содержит многочисленные сосудистые структуры, а также адипоциты и поли-потентные мезенхимальные клетки.

Для замены отсутствующих зубов были использованы различные системы имплантатов, в том числе поднадкостничные, внутрикостные с фиброзной инкапсуляцией и внутрикостные имплантаты с прямым контактом с костью (остеоинтегрированные).

Одно из определений остеоинтеграции [термин первоначально предложен Branemark и соавт. (1969)] было введено Albrektsson и соавт. (1981), которые предположили, что это «прямое функциональное и структурное соединение между живой костью и поверхностью имплантата, несущего нагрузку». Другое определение было предложено Zarb и Albrektsson (1991), которые считали, что остеоинтеграция служит «процессом, при котором создается клинически бессимптомная жесткая фиксация аллопластических материалов и поддерживается в кости во время функциональной нагрузки».

Schroeder и соавт. (1976, 1981, 1995) использовали термин «функциональный анкилоз», чтобы описать жесткую фиксацию имплантата в кости челюсти, и заявили, что «новая кость начинает покрывать непосредственно поверхность имплантата при условии, что соблюдены правила атравматической установки имплантата, и имплантат характеризуется достаточной первичной стабильностью».

Таким образом, чтобы создать соответствующие условия для остеоинтеграции (или функционального анкилоза), имплантат должен обладать хорошей первоначальной фиксацией (первичной стабильностью) после установки. Эта первичная стабильность — результат контактного взаимодействия или трения, которое возникает между минерализованной костной тканью (часто кортикальной костью) на участке реципиента и металлическим устройством.

а) Повреждение тканей при установке зубного имплантата. Основное правило: чем менее травматична хирургическая процедура и чем меньше нарушена целостность ткани (повреждена) на участке реципиента во время установки имплантата, тем выше скорость формирования новой кости, которая начинает покрывать поверхность имплантата.

Различные этапы установки имплантата, такие как (1) разрез слизистой оболочки, (2) отслаивание слизисто-надкостничных лоскутов от кортикальных пластинок, (3) подготовка ложа в кортикальной и губчатой кости реципиентного участка и (4) установка титанового устройства (имплантата) в это ложе, сопровождаются механическими повреждениями как слизистой оболочки, так и костной ткани. Организм реагирует на эту травму воспалительной реакцией, основная цель которой — устранение поврежденных фрагментов тканей и формирование участка регенерации или замещения.

В дополнение к описанному выше повреждению твердых тканей необходимо добавить эффект так называемой «прессовой посадки» (компрессии) — когда устанавливаемый имплантат немного шире, чем ложе, сформированное в кости реципиента. В таких ситуациях (1) минерализованная костная ткань вокруг имплантата сжимается с появлением ряда микротрещин, (2) кровеносные сосуды, особенно в кортикальной части ложа, разрушаются, (3) питание кости в этой части нарушается и (4) пораженные ткани чаще всего становятся нежизнеспособными.

Однако повреждение мягких и твердых тканей реципиентного участка также инициирует процесс заживления ран, что в конечном итоге гарантирует, что (1) имплантат образует анкилоз с костью, который остеоинтегрирован, и (2) произойдет первичное прикрепление слизистых оболочек, и мягкие ткани обеспечат герметизацию, которая защищает костную ткань от веществ, поступающих из полости рта.

б) Заживление раны при установке зубного имплантата. Заживление кости в области установленного имплантата — сложный процесс, включающий различные стадии на разных участках хирургического вмешательства.

В области кортикальной кости нежизнеспособная минерализованная ткань рассасывается перед образованием новой кости. В области губчатой кости реципиентного участка хирургическое повреждение (подготовка ложа и установка имплантата) приводит, главным образом в «мягких» тканях (костный мозг), к травме, которая изначально предполагает локализованное кровотечение и образование тромбов (сгустков). Сгусток постепенно рассасывается и замещается грануляционной тканью с ростом (от стенок подготовленного ложа) кровеносных сосудов, появлением там лейкоцитов и мезенхимальных клеток.

В результате непрерывной миграции мезенхимальных клеток из окружающего костного мозга грануляционная ткань заменяется временной соединительной тканью (предварительной матрицей) и в конечном счете остеоидом. В нем будет происходить осаждение кристаллов гидроксиапатита в коллагеновой сети вокруг вновь образовавшихся сосудистых структур. Таким образом, формируется незрелая костная ткань, затем происходит последовательная остеоинтеграция.

в) Самонарезающие и «не нарезающие» винтовые имплантаты. В этой главе будут освещены только винтовые имплантаты, изготовленные из химически чистого титана. Конструкция металлического устройства и протокол последующей установки могут влиять на скорость процесса, который приводит к остеоинтеграции.

При использовании «не нарезающих» имплантатов (рис. 1) необходима тщательная обработка реципиентного участка, включая подготовку стандартизированного канала (резьбы) на внутренней стороне ложа твердой ткани. Этот канал (винтовую нарезку) предварительно нарезают с использованием метчика, который снабжен режущими кромками (рис. 2).

Рис. 1 демонстрирует «не нарезающий» имплантат (например, твердый винт, 4,1 мм: Straumann® Implant System), который выполнен в виде цилиндра с закругленным апикальным основанием. Диаметр цилиндра составляет 3,5 мм. Для подготовки ложа в твердых тканях реципиентного участка до конечного диаметра 3,5 мм последовательно используют сверла с постепенным увеличением их размера. Ширина резьбы на поверхности цилиндра имплантата составляет 0,3 мм. Диаметр всего винтообразного устройства вследствие этого становится 4,1 мм.

В местах с высокой плотностью кости для резки канала в стенках ложа твердой ткани используют метчик (см. рис. 2) шириной 4,1 мм спиральной формы. Имплантат и ложе, подготовленное в твердых тканях на реципиентном участке, становятся конгруэнтными. При установке имплантата шаг на устройстве будет захватывать спиральную борозду на стенках канала твердой ткани и следовать по ней, таким образом имплантат вводят с минимальной силой в заранее подготовленную позицию (рис. 3).

На рис. 3 показан «не нарезающий» имплантат Straumann® с окружающими тканями в биоптате, забранном через 24 ч после установки имплантата. Хорошая первичная стабильность имплантата обеспечена большой площадью контакта между металлическим винтом и вестибулярной и язычной костными стенками в кортикальном слое на реципиентном участке. Во время подготовки участка и размещения имплантата костные трабекулы в губчатом слое участка, очевидно, попадают в костный мозг. Кровеносные сосуды в мозговом слое были разорваны, что вызвало кровотечение и формирование кровяного сгустка (рис. 4).

После 16 нед заживления (рис. 5) краевые участки «не нарезающего» имплантата окружены плотной пластинчатой костью, которая находится в непосредственном контакте с неровной поверхностью металлического устройства. Кроме того, в апикальной части имплантата можно увидеть тонкий слой зрелой кости, контактирующий с поверхностью имплантата и отделяющий титановый винт от костного мозга.

Самонарезающие имплантаты (например AstraTech® Implant System, диаметр 4,0 мм; рис. 6) разработаны с режущими кромками в апикальной части винтового устройства. Резьбу винта получают при изготовлении путем вырезания непрерывной канавки в корпусе титанового цилиндра. Когда следует разместить самонарезающий широкий (4,0 мм) имплантат, реципиентный участок (ложе) сначала подготавливают направляющим устройством и последовательностью фрез для формирования канала в твердых тканях, который может иметь окончательный диаметр 3,7 мм. Во время вкручивания режущие кромки в апикальной части имплантата создают резьбу шириной 0,3 мм в стенках канала (ложа), благодаря чему достигают окончательного размера 4,0 мм.

Когда имплантат достигает заданной глубины, устанавливается контакт между внешними частями резьбы и минерализованной костью в кортикальном слое (таким образом обеспечивается первичная стабильность) с губчатой костью.

Рис. 7 иллюстрирует реципиентный участок с самонарезающим имплантатом (AstraTech® implant). Этот имплантат разработан с шероховатой модификацией поверхности. Биоптат отбирали через 2 нед после установки имплантата. Внешняя часть резьбы находится в контакте со «старой» костью, в то время как формирование новой кости преобладает во вдавлениях между бороздками резьбы и в областях, латеральных по отношению к апикальной части имплантата. Таким образом, прерывистые участки новообразованной кости видны также в непосредственном контакте с поверхностью имплантата.

В срезах, представляющих биоптат после 6 нед заживления (рис. 8), обнаружено, что непрерывный слой вновь образованной костной ткани покрывает большую часть неровной поверхности имплантата. Эта вновь сформированная кость также находится в контакте со старой, зрелой костью, которая присутствует на периферии участка реципиента. Через 16 мес заживления (рис. 9), костная ткань в зоне остеоинтеграции подверглась ремоделированию, и весь слой твердой ткани до имплантата состоит из пластинчатой кости, образованной как концентрическими, так и интерстициальными пластинками.

г) Процесс остеоинтеграции. Образование кости de novo в альвеолярном гребне (области дефекта) после установки имплантата изучали в исследованиях на различных экспериментальных животных (см. обзор Schroeder et al., 1995).

Berglundh и соавт. (2003), Abrahamsson и соавт. (2004) описали различные этапы, связанные с образованием костной ткани и остеоинтеграцией имплантатов, установленных в области нижней челюсти собаки.

1. Устройство. Были использованы выполненные на заказ имплантаты (из химически чистого титана) в виде твердого винта с шероховатой поверхностью и полированной шейкой (рис. 10). В имплантируемом устройстве, расстояние между двумя последовательными витками резьбы (то есть резьбы в вертикальном поперечном сечении) составляло 1,25 мм. В области резьбы в процессе производства была подготовлена глубокая U-образная циркулярная выемка 0.4 мм (рис. 11). Верхушка винта была оставлена интактной. После установки «не нарезающего» устройства (рис. 12) кончик винта был зажат в стенках твердых тканей после обработки устройством резки/нарезания (метчиком) резьбы.

Это предполагает первоначальную, или первичную, стабильность устройства. Пространство между наружной резьбой и телом имплантата создает геометрически хорошо определяемый раневой канал (ложе; рис. 13). Были отобраны биоптаты в сроки, обеспечивающие заживление, начиная от 2 ч после введения имплантата до 12 нед заживления. Образцы биоптатов препарированы до измельченных срезов и декальцинированы.

2. Раневой канал (ложе). Рис. 13 иллюстрирует поперечное сечение (измельченный срез) имплантата с окружающими мягкими и твердыми тканями из образца биоптата, отобранного через 2 ч после установки металлического устройства. Периферические участки винта находились в контакте с бороздками, подготовленными метчиком в кортикальном слое кости. Раневой канал (рис. 14, а) был заполнен сгустком, в сети фибрина которого находились эритроциты, нейтрофилы и моноциты/макрофаги (рис. 14, б). Лейкоциты, по-видимому, вовлекались в процесс очистки раны.

3. Фиброплазия. Рис. 15, а иллюстрирует устройство с окружающими тканями после 4 сут заживления. Сгусток частично замещен грануляционной тканью, содержащей многочисленные мезенхимальные клетки, компоненты матрикса и новообразованные сосудистые структуры (ангиогенез; рис. 15, б). Образована незрелая соединительная ткань (матрикс).

4. Моделирование кости. После 1 нед заживления незрелая соединительная ткань в раневом канале богата сосудистыми структурами и содержит многочисленные мезенхимальные клетки (рис. 16, а). Количество оставшихся воспалительных клеток относительно небольшое. В нескольких участках раневого канала, в незрелой соединительной ткани, которая окружает кровеносные сосуды, заметны клетки незрелой кости (грубоволокнистая кость). Формирование грубоволокнистой кости происходит в центре канала, а также в отдельных местах, которые, видимо, находятся в непосредственном контакте с поверхностью титанового имплантата (рис. 16, б).

Из этого сделано заключение, что представлен самый первый этап остеоинтеграции — установление контакта между поверхностью имплантата и новообразованной грубоволокнистой костью.

Через 2 нед заживления, формирование грубоволокнистой кости отмечено во всех областях: апикальных и латеральных, окружающих имплантат (рис. 17, а). Большие площади грубоволокнистой кости обнаружены в областях костного мозга апикальнее имплантата. В раневом канале участки вновь образованной костной ткани занимают пространство между старой костью и незрелой соединительной тканью (рис. 17, б) и во многих областях достигают поверхности титанового имплантата. В этом промежутке большая часть поверхности имплантата окружена вновь образованной костью, и создана более полная и зрелая остеоинтеграция (рис. 17, в).

В областях резьбы появились признаки продолжающегося образования новой костной ткани (рис. 17, г). Таким образом, области реципиентного участка, расположенные латеральнее устройства, которые находились в непосредственном контакте с реципиентной костью сразу после установки имплантата и при условии первоначальной его фиксации (стабильности), подверглись резорбции и также были вовлечены в новую костную ткань после 2 нед заживления.

Через 4 нед (рис. 18, а) вновь сформированная минерализованная костная ткань простиралась от поверхности костного среза до раневого канала сплошным многоклеточным слоем, грубоволокнистая кость покрывала большую часть титановой стенки в канале. Центральная часть канала заполнена первичной губчатой костью (рис. 18, б), богатой сосудистыми структурами и множеством мезенхимальных клеток.

5. Ремоделирование. После 6-12 нед заживления большая часть раневых каналов заполнена минерализованной костью (рис. 19). В новообразованной ткани и минерализованной кости, которые контактировали с поверхностью имплантата, можно увидеть костную ткань, включающую первичные и вторичные остеоны. Костный мозг, содержащий кровеносные сосуды, адипоциты и мезенхимальные клетки, окружен трабекулами минерализованной костной ткани.

6. Резюме. Первоначально раневой канал заполняется сгустком крови. С ростом сосудов и миграцией лейкоцитов и мезенхимальных клеток сгусток заменяется грануляционной тканью. Миграция клеток мезенхимы продолжается, и грануляционная ткань замещается временным матриксом, богатым сосудами, мезенхимальными клетками и волокнами. Начинается процесс фиброплазии и ангиогенеза. Формирование новообразованной кости можно заметить уже в течение 1-й недели заживления.

Вновь образованная грубоволокнистая кость берет начало из боковой стенки костного среза (аппозиционный рост кости; дистанционный остеогенез; Davies, 1998), но образование de novo новой кости можно также увидеть на поверхности имплантата, то есть на расстоянии от «родительской» кости (контактный остеогенез; Davies, 1998). В течение последующих недель трабекулы грубоволокнистой кости заменяются зрелой костью, то есть пластинчатой костью и костным мозгом (ремоделирование кости).

- Также рекомендуем "Гистология и морфология остеоинтеграции титановых имплантатов"

Редактор: Искандер Милевски. Дата публикации: 23.11.2022