Заживление кости при трансплантации и и виды костных трансплантатов в стоматологии
а) Необходимость в трансплантации кости. Трансплантация кости часто необходима при полной адентии, которая обычно сопровождается выраженной резорбцией костной ткани. В момент удаления или вывиха зуба начинается процесс неполноценного ремоделирования кости, который неизбежно приводит к атрофии альвеолярного гребня (рис. 1).
Трансплантатом называют фрагмент ткани или органа, перемещенный из одного (донорского) участка в другой (реципиентный, или принимающий) для устранения функционального и (или) структурного дефекта. Непременным условием успеха такого вмешательства является реваскуляризация трансплантата.
Аутогенным называют трансплантат, полученный и помещенный у одного и того же индивида. В таком случае не возникает проблемы с совместимостью материала.
Костный трансплантат сохраняет свою структуру и функцию даже при уменьшении числа жизнеспособных клеток. Костный матрикс постепенно заполняется клетками из прилежащих тканей в ходе процесса, известного под названием «медленное замещение».
Такой механизм не действует при трансплантации кожи или слизистой, поэтому в этих случаях первостепенное значение для успеха операции имеет сохранение жизнеспособности клеток трансплантата.
Рисунок 1а-с. В области утраченного верхнего левого резца имеется трехстеночный дефект, образовавшийся вследствие резорбции вестибулярной стенки. Глубина дефекта при зондировании составляет 9 мм. Без реконструкции альвеолы обеспечение стабильности имплантата в этой области и, что более важно, достижение эстетики сомнительны
Рисунок 1d. Небный лоскут откинут с помощью распатора, обнажен костный свод неба
Рисунок 1e-g. Для получения кортикального костного блока цилиндрической формы использован трепан диаметром 6 мм. Трепан проведен параллельно корням прилежащих зубов
Рисунок 1h, i. Костный блок вколочен в лунку с помощью остеотома с плоским концом
Рисунок 1j-m. Небный лоскут расщеплен и развернут, чтобы полностью закрыть область вмешательства. В области соединительнотканного трансплантата в будущем образуется кератинизированная десна
б) Трансплантаты аутогенной кости. Наиболее часто проводят трансплантацию именно костной ткани, которую используют для устранения дефектов, возникших вследствие атрофии, травмы, опухоли, а также для исправления врожденных деформаций.
Устранение костных дефектов является одной из сложнейших задач в челюстно-лицевой хирургии. Совершенствование методик получения, хранения и использования трансплантатов стало возможным благодаря лучшему пониманию механизмов репарации кости.
Аутогенный костный трансплантат до настоящего времени является единственным источником остеогенных клеток и считается золотым стандартом при реконструктивных вмешательствах в полости рта.
в) Заживление кости при трансплантации. Приживление трансплантата происходит в результате процессов ремоделирования и резорбции, которые сопровождаются некоторым уменьшением объема кости. Скорость и объем резорбции зависят от многих факторов, например размера и качества костного трансплантата, качества кости принимающего ложа, биомеханических свойств и фиксации к окружающей кости (рис. 2а и b).
Рисунок 2а, b. Резорбция трансплантата в значительной степени зависит от типа кости (например, по эмбриологическому происхождению) и способа фиксации
Знание особенностей реваскуляризации и регенерации костной ткани исключительно важно для понимания изменений, происходящих при трансплантации кости.
Кортикальный трансплантат не содержит сосудов, имеет лишь незначительное количество жизнеспособных клеток и постепенно замещается костной тканью из принимающего участка.
Замещение трансплантата тесно связано с процессом реваскуляризации. Область вокруг трансплантата становится чрезмерно васкуляризованной. На ранних стадиях в трансплантате также происходят пролиферация ангиобластов и рост капилляров. Рост сосудов происходит в течение первой недели после трансплантации.
Вместе с сосудами в трансплантат проникают клетки и вещества, необходимые для формирования новой кости и замещения старой. Остеокласты, выявляемые на ранних стадиях, резорбируют кость с периферии трансплантата, который постепенно замещается, причем новая кость образуется как на его периферии, так и внутри. Полное замещение трансплантата происходит в течение 3-6 месяцев, после чего гиперваскуляризация исчезает.
Одновременно с ростом сосудов происходят и другие процессы. Вслед за появлением грануляционной ткани, в которой выявляется значительная пролиферативная активность фибробластов и ангиобластов, образуется остеоид (неминерализованный костный матрикс. -примеч. ред). Затем остеоид минерализуется и в ходе последующего ремоделирования превращается в зрелую кость, в которой аваскулярные области гистологически не выявляются.
В перестройке костного трансплантата задействовано три механизма: остеогенез, остеоиндукция и остеокондукция. Значение каждого из них во многом зависит от вида костного материала и условий в принимающем ложе.
Остеогенным называют костный материал, имеющий жизнеспособные остеобласты (остеогенные клетки), которые являются источником новой кости. Известно, что некоторые источники кости (например, гребень подвздошной кости) с относительно высоким содержанием костного мозга обладают более выраженными остеогенными свойствами. Это объясняется значительным количеством недифференцированных клеток.
Остеоиндукция - это свойство костного материала активировать окружающие ткани, воздействуя на них сигнальными факторами, которые стимулируют активность остеокластов и образование новой кости. Традиционно считается, что остеоиндукция характерна для свежих костных трансплантатов. Относительно недавно был синтезирован человеческий рекомбинантный костный морфогенетический протеин (чр-КМП; rh-BMP), индуцирующий образование кости.
Остеокондукцией называют свойство костного материала служить своего рода каркасом или физической матрицей для недифференцированных мезенхимальных клеток, которые проникают в трансплантат и образуют новую кость. Никакой материал не должен препятствовать этому процессу.
В процессе перестройки трансплантата идет конкуренция между костью и мягкими тканями, которые стремятся заполнить дефект.
Как указано выше, золотым стандартом при реконструктивных костных вмешательствах является свежий аутогенный трансплантат. Губчатое вещество подвздошной кости считается эталоном остеогенных свойств, с которым производят сравнение активности других источников.
г) Виды трансплантатов. Костные трансплантаты могут быть классифицированы по своей структуре, источнику получения, иммунной реакции и эмбриологическому происхождению.
По структуре костные трансплантаты бывают следующие (рис. 3a и b):
• кортикальные - череп, подбородок и тело нижней челюсти;
• губчатые - большеберцовая кость и гребень подвздошной кости;
• кортикально-губчатые, или смешанные, -гребень подвздошной кости.
Рисунок 3а, b. Соотношение кортикального и губчатого вещества зависит от донорского участка. В области гребня подвздошной кости имеются значительное количество губчатой кости и довольно тонкий слой кортикальной кости
По источнику и иммунной реакции костные трансплантаты классифицируются следующим образом:
• аутогенные - полученные и пересаженные одному человеку (донор и реципиент одно и то же лицо);
• аллогенные - полученные из организма другого человека;
• ксеногенные - полученные из организма другого вида;
• аллопластические, или синтетические, -полученные синтетическим путем.
По эмбриологическому происхождению трансплантаты бывают:
• внутримембранного типа - мезенхимального происхождения (например, все кости черепа);
• энхондрального типа - эктомезенхимального происхождения (например, подвздошный гребень, большеберцовая кость).
д) Губчатый трансплантат. Губчатое вещество богато остеогенными клетками, особенно в области гребня подвздошной кости. При соблюдении правил получения трансплантата жизнеспособные остеобласты сохраняются в нем более трех часов. Клетки сохраняются вблизи принимающего ложа, поскольку там не возникает аноксия благодаря диффузии газов. При адекватной подготовке принимающего участка реваскуляризация определяется уже через 48 часов после трансплантации.
К недостаткам губчатых трансплантатов относят низкую устойчивость к резорбции и невысокую механическую прочность, затрудняющую трехмерную реконструкцию.
Основными источниками губчатой кости являются гребень подвздошной кости и большеберцовая кость. Меньший объем можно получить в области подбородка и бугров верхней челюсти.
е) Кортикальный трансплантат. Кортикальное вещество характеризуется высокой остеокондуктивной активностью благодаря системе гаверсовых каналов, а также значительной механической прочностью и устойчивостью к резорбции. Тем не менее, в нем содержится незначительное количество остеогенных клеток (рис. 4а).
Рисунок 4а, b. Трансплантаты из подбородка состоят в основном из кортикальной кости
Кортикальный трансплантат большого объема можно получить из теменной кости. Дефекты средних размеров устраняют с помощью костных блоков из подбородочного симфиза, а также тела и ветви нижней челюсти (рис. 4b). Использование скулоальвеолярного гребня в качестве донорского участка целесообразно при устранении небольших дефектов или дефектов щелевидной формы.
