Про медцентр Новини Корисна інформаціяСтатті для фахівців Статті для пацієнтів Наші вакансії Наші партнери Контакти Відгуки

Статті для фахівців

Алопластичні матеріали

У попередній статті ми розглядали матеріали природного походження - біоматеріали, у цій хочемо зупинитися на синтетичних імплантатах (алопластичних матеріалах). Вони є біосумісними матеріалами. За визначенням W. Wagner, біосуміcні матеріали - це матеріали, що мають небіологічне походження і застосовуються в медицині для забезпечення спільної роботи з біологічною системою. Біосумісним з кісткою може вважатися матеріал, який в достатній мірі інертний щодо остеоіндукціі і активний щодо остеокондукціі. Так як синтетичні матеріали не містять остеогенних клітин і білків - остеоіндукторів, вони не можуть мати остеогенні і остеокондуктівні властивості.

З точки зору остеокондуктівного потенціалу та взаємодії з кісткою, V. Strunz (1984) і J. Osborn (1985) розділили біосумісні матеріали на:

• біоактивні;
• біоінертні;
• біотолерантні.

Біоактивні - це матеріали, які частково або повністю заміщуються кістковою тканиною в результаті біодеградації і включаються в іонний обмін і метаболізм кістки.

Біоінертні - це матеріали, які практично не піддаються біодеградації і не включаються в метаболізм, а їх поверхня може забезпечити фізико-хімічний зв'язок з кістковим матриксом.

Біотолерантні - матеріали, які не розсмоктуються, не вступають в метаболізм, але здатні забезпечити реадсорбцію білків на своїй поверхні. Тому навколо їхньої поверхні, як правило, утворюється фіброзна капсула.

Алопластичні матеріали відносяться в основному до першої групи біосумісних матеріалів, за винятком матеріалів, які повністю не розсмоктуються і відносяться до другої групи. До другої групи належать дентальні імплантати, виготовлені з титану, поверхня яких покрита оксидом титану, гидроксиапатитом або іншими оксидами, що представляють собою біоінертні з'єднання. До третьої групи належать субперіостальні імплантати, що виготовляються зі сплавів кобальту, нерозсмоктуємі полімери. Представником останніх є політетрафторетилен (ПТФЕ), з якого виготовляють бар'єрні мембрани для НТР.

Біоактивні алопластичні матеріали з повною резорбцією володіють остеокондуктивними властивостями. Матеріалами вибору є ті, в яких терміни біодеградації 6-12 місяців, тобто відповідають термінам утворення нової кістки. При їх використанні не утворюється остеоід, тому можливе застосування в імплантології. Біоактивні матеріали, біодеградуючі частково, мають остеокондуктивні і остеонейтральні властивості. Матеріали, які розсмоктуються частково, відносять до остеонейтральних за класифікацією індуктивності, як і повністю нерозсмоктуємі.

Під остеонейтральними (відповідно до класифікації Cohen) слід розуміти матеріали - інертні імплантати, що служать як наповнювачі простору. Frauet et al (1982) охарактеризували ці матеріали як біосумісні чужорідні тіла в межах м'яких тканин, які не є каркасом для нової кістки.

Частина матеріалу, який не резорбується, залишається в кістковій тканині у вигляді острівців частинок, тобто повноцінна кістка не утворюється. Слід зазначити, що навіть якщо резорбція триває від одного року до декількох років, то до повної деградації ми маємо не повноцінну кістку, а остеоід. Тому при плануванні імплантації такі матеріали застосовувати не слід. Для них існують інші призначення, а саме заповнення дефекту кістки в зоні, де не передбачено в майбутньому установку імплантатів.

Переваги всіх синтетичних матеріалів:

• не містять резидуальних білків;
• відсутність при застосуванні можливості передачі інфекцій людини і великої рогатої худоби;
• відносна дешевизна;
• відсутність етичних складнощів і релігійних обмежень;
• достатня кількість і різноманітність форм.

Основною характеристикою алопластичних матеріалів є розсмоктування і вони поділяються на:

• резорбуючі;
• нерезорбуючі.

Перша група - це повністю резорбуючі матеріали, друга - частково або повністю нерезорбуючі.

За хімічним складом виділяють:

• гідроксиапатит;
• карбонат кальцію;
• полімери;
• альфа-і бета-трикальцийфосфат;
• біоактивне скло;
• сульфат кальцію.

За кількістю складових:

• чисті;
• комбіновані.

Чисті синтетичні матеріали складаються з однієї хімічної речовини, комбіновані (гібридні) - з двох і більше.

Сульфат кальцію, біоактивне скло і трикальційфосфати об'єднують під назвою «кераміка».

На підставі резорбції та хімічного складу запропонована наступна класифікація, що дозволяє легко визначити можливість застосування матеріалів у певних клінічних ситуаціях.

Резорбуючі алопластичні матеріали:

• Пористий гідроксиапатит:
  - Остеограф / Л. Д, Біобон і т. д.
• Пористий резорбуючий альфа-і бета-трикальційфосфат:
  - Біо-Резорб, Пері-Осс, Біо-Бейс.
• Полімери:
  - Фізіографт.
• Біоактивної скло:
  - Біогран.
• Карбонат кальцію:
  - Біокорал.
• Нерезорбуючі алопластичні матеріали:
  Непористий гідроксиапатит:
  - Остеограф Д. Перма Рідж;
  - Інтерпор;
  - Остеопатія керамічний і т. д.
  Полімери:
  - ХТР-полімер.
• Біологічно активне скло:
  - ПеріоГлас.

Гідроксиапатит відноситься до кальцій-фосфатних з'єднань. Його отримують не тільки з біологічної сировини, але і синтетичним способом (методами хімічного осушення або спікання і т. д.). Будучи аналогом головного компонента неорганічного матриксу кістки, резорбований гідроксиапатит володіє:

• остеокондуктивнимі властивостями;
• забезпечує адгезію кісткових клітин і білків;
• активно включається в іонний обмін.

Резорбований гідроксиапатит має пористу структуру, схожу на структуру природного гідроксиапатиту. Його біодеградація клітинна. Резорбується остеоклаcтамі в рідкому середовищі протягом 6-10 місяців. Резорбція в губчатому шарі проходить швидше, ніж в кортикальному. Терміни резорбції припускають деградацію основної частини матеріалу.

Синтетичний гідроксиапатит хімічно подібний до природного, але представляє собою тільки керамоподібну форму. Він має високу щільність, тому в нього більш тривалий період повного розсмоктування, він може розсмоктуватися частково більшою чи меншою мірою або не розсмоктуватися взагалі.

У клінічній практиці застосовується і нерозсмоктуємий гідроксиапатит, що представляє собою гідроксиапатито-керамічний матеріал, отриманий при спіканні.

До групи синтетичних гидроксиапатитів включають матеріали коралового (біологічного) походження. Вони являють собою алотропні форми кісткового гідроксиапатиту, бо мають кристалічні характеристики також з високою щільністю і дуже подібні по синтетичним формам. По складу вони представляють полікристалічну кераміку, основу якої складає кристалічний карбонат кальцію - арагоніт.

Властивості синтетичних резорбуємих гидроксиапатитів:

• гранули пористі, в основному мікропористі, тому адгезія в дефекті помірна;
• володіють остеокондуктивним потенціалом, можливо, остеонейтральним (при тривалих термінах розсмоктування);
• не володіють остеогенним і остеокондуктивним потенціалом;
• час повної резорбції може перевищувати терміни формування ендогенної кістки, в результаті чого може утворюватися остеоід.

Показання до застосування:

• пародонтальні внутрішньокісткові карманиі (2-х і 3-х стіночні);
• дефекти після цистектомії, гранулемектомій;
• дефекти після ампутацій коренів, гемісекція;
• заповнення лунок після екстракції з метою збереження естетики у фронтальних відділах;
• заповнення лунок після екстракції бічних зубів з метою попередження рецесії в області коренів сусідніх зубів;
• аугментація гребеня з косметичною метою.

При плануванні імплантації в найближчий рік після підсадки синтетичний резорбуємий гідроксиапатит краще не застосовувати.

Властивості синтетичного нерезорбуємого гідроксиапатиту:

• остеонейтральні властивості (поверхня може мати остеокондуктівні властивості);
• через нерезорбованість зберігає форму в зоні підсадки.

Може застосовуватися:

• для аугментації гребеня з косметичною метою;
• для заповнення великих дефектів у місцях, де не планується імплантація і не може плануватися в майбутньому;
• для збільшення висоти гребеня з метою фіксації знімних протезів, якщо від імплантації пацієнт відмовляється.

На ринку існує велика кількість матеріалів, що представляють собою штучний гідроксиапатит як у чистому вигляді, так і у вигляді комбінованих матеріалів з додаванням полімерів, колагенів і т.д.

Наступна група синтетичних матеріалів представлена трикальційфосфатами. Вони не є аналогами кальцій-фосфатних сполук природного гідроксиапатиту. Разом з тим більшість цих сполук досить метаболічно активні. Велика їх частина трансформується в гідроксиапатит, а решта розчиняється. Дослідження показують ефективність застосування матеріалів для закриття пародонтальних дефектів. Papelassi et al (1991) застосовували комбінацію доксицикліну, трікальцийфосфата і стерильного гіпсу, яка за наявності дефектів фуркації II класу приводила до приросту кістки на 50% більше, ніж у контрольній групі. Результати, отримані при використанні суміші для усунення дефектів фуркації III класу, були ще більш виражені.

Властивості трикальційфосфатів:

• гранули макропористі:
  - хороша адгезія;
  - сприяє проростанню судин;
  - велика остеокондуктивна поверхня;
• включаються в іонний обмін (кальцій, фосфор);
• біодеградація некліткова (гідроліз);
  - резорбція, непередбачувана за термінами;
  - може відбуватися резорбція без формування кістки.

Слід відзначити ефективність матеріалів за даними ряду авторів. Випускаються у формі гранул, блоків, паст. Препаратами даної групи є: «Сінтографт», «Пері-Осс», «Біо-Бейс», «Біо-Резорб» і т. д. Застосовуються препарати переважно в пародонтології, ізольовано або в комбінації з іншими, що мають певні терміни резорбції остеоіндуктивними матеріалами , аутокісткою для закриття внутрішньокісткових дефектів, дефектів фуркації. Застосування без пломбування в імплантології через непрограмування результатів небажано.

Сульфат кальцію (гіпс, паркінський пластир) вперше був використаний для заповнення кісткових дефектів у 1982 році Dressman. Цей матеріал добре переноситься тканинами, тому широко використовується в отоларингології, травматології, ортопедії. Приблизно 30 років тому накопичилася достатня кількість літератури щодо застосування сульфату кальцію в медицині, і його стали широко застосовувати в стоматології. У 1958 р. Peltier і Oru додали сульфат кальцію до аутогенного і алогенного матеріалу собак і встановили, що загоєння відбувається швидше. У 1959 р. Peltier використовував цей матеріал при заповненні великих кісткових дефектів у людини і відзначив більш швидке загоєння у всіх пацієнтів без збільшення вмісту кальцію в крові.

У сучасній стоматології сульфат кальцію використовується або у вигляді мембрани, або у поєднанні з іншими кістковопластичними матеріалами для заповнення кісткових дефектів, відновлення гребеня, лікування периімплантиту.

Властивості матеріалів цієї групи:

• мають порошкоподібну консистенцію (розмір часток 40 мкм);
• при змішуванні з рідиною утримують форму в результаті затвердіння;
• біодеградація некліткова - гідроліз;
• період розсмоктування 4-6 тижнів, тому для програмованої підтримки простору використовуються з іншими матеріалами;
• виконують функцію мембрани при ізольованому використанні.

На сучасному ринку сульфат кальцію представлений «Капсетом» (Lifecore, США), «Сурджіпластирем» (Classimplant, Італія). Продається зневоднений, в стерильних флаконах.

Біоактивне скло використовується в медичній практиці з 1984 р. Добре зарекомендувало себе в ортопедичній, пластичній хірургії, отоларингології. Більше 10 років використовувалося в стоматології для заповнення постекстракційних лунок. До складу входить діоксид кремнію (30-45%), оксид кальцію (25%), оксид натрію (близько 25%,) і пентоксид фосфору (6%) і, можливо, інші сполуки в незначних кількостях. Тобто воно відрізняється за хімічним складом від звичайного скла. Розмір часток 90-710 мкл.

Властивості:

• хороша адгезія до реципієнтного поля (залишається на місці навіть при роботі відсмоктування), причому зв'язується як з кісткою, так і з м'якими тканинами;
• не мігрує із зони дефекту;
• гемостатичний ефект;
• ефект мембрани;
• велика різноманітність частинок - прекрасно адаптується в реципієнтній зоні.

До даної групи відносяться «ПеріоГлас» (Block Drug Company, США), «Біогран» (Orthovita, 3I, США).

«Біогран»:

• резорбуємий (термін - 6 місяців);
• біодеградація клітинна - остеокласти;
• можлива затримка резорбції певних частинок на роки.

«ПеріоГлас»:

• частково резорбуємий;
• біодеградація рідинна (розчинення, вилуговування).

Гарна адгезія цих матеріалів забезпечується завдяки утворенню шару кремнієвого гелю, поверх якого формується шар фосфату кальцію, який при кристалізації перетворюється в шар гідроксікарбонатапатіта. На поверхні останнього відбувається проліферація остеогенних клітин, вростають колагенові волокна.

Біоактивне скло застосовується:

• для закриття парадонтальних внутрішньокісткових дефектів;
• заповнення дефектів після апікектомій, цистектомій;
• заповнення постекстракційних лунок.

Найчастіше використовуються в поєднанні з аутокісткою, АДЛК. Є препаратом вибору при лікуванні ясенних дефектів з неконтрольованою кровотечею. Небажано нерезорбуємий «ПеріоГлас» застосовувати для заповнення дефектів при плануванні імплантації.

Полімерні синтетичні матеріали використовуються в стоматології близько 30 років. Спочатку ці матеріали використовувалися і тепер використовуються для приготування шовних матеріалів, як резорбуємих, так і нерезорбуємих. З 1982 W.L. Gore & Associates, inc. почали вивчати здатність політетрафторетіленових мембран запобігати апікальну міграцію епітелію, і в 1986 р. з'явилася нерезорбуєма мембрана «Гор-Текс» (Gorе-Tex). У 1992 р. з'явилася резорбуєма мембрана «Гайдор» (Guidor), що складається з полімерів молочної та лимонної кислот, потім «резолютив» (Resolut) і гелева форма - мембрана «Атрісорб» (Atrisorb), що складається з полімеру молочної кислоти. Пізніше полімери почали використовувати як наповнювачі простору для закриття кісткових дефектів. Найбільш відомими кістковопластичними полімерними матеріалами є «ХТР-полімер» (Bioplant, Франція) і «Фізіографт» (Ghimas, Італія).

Властивості полімерів:

• остеокондуктивні та / або остеонейтральні властивості;
• біодеградація некліткова;
• ефект мембрани.

Перевагою матеріалів даної групи є їх дешевизна.

«ХТР-полімер» є кальцинованим сополімером поліметилметакрилату і гідроксиетилметакрилату. Випускається у вигляді гранул.

Властивості:

• мікропористий;
• нерезорбуємий;
• остеонейтральний.

Може використовуватися, як і інші нерезорбуємі матеріали, як індиферентний наповнювач дефектів. При використанні таких матеріалів гістологічні дані говорять про те, що матеріал інкапсулюється сполучною тканиною і відбувається незначна регенерація кістки в безпосередній близькості від матеріалу чи на його поверхні, а також всередині часток.

«Фізіографт» є сополімером молочної та гліколевої кислот. Компанією «GHIMAS» були проведені дослідження і визначено, що час разсмокчення полімерів, крім стану макроорганізму, залежить від:

• молекулярного ваги полімерів;
• хімічного складу;
• наявності коротких ланцюгів;
• пористості матеріалу.

Теоретичний час біодеградації сополімерів молочної та лактідної кислот може коливатися від 5-7 тижнів при малій молекулярній вазі до 2-3 років - при великій. Визначено оптимальну молекулярний вагу і пористість кополімерів, які забезпечують повну резорбцію від 3-4 до 6-8 місяців залежно від розмірів дефекту та макроорганізму пацієнта. Наявність в структурі полімеру лактідної кислоти надає певну жорсткість матеріалу, а гліколевої - пластичність. Додавання до співполімерів декстрану збільшує пористість матеріалу через швидке розчинення останнього в рані і створюється додатковий фронт кісткоутворення.

Властивості:

• остеокондуктивний;
• біодеградація некліткова - цикл Кребса;
• час резорбції - 4-6 місяців;
• макропориста структура;
• виконує функції мембрани, тому можливе застосування без останніх;
• пластичність забезпечує легкість роботи.

Матеріал дешевий. Випускається у вигляді губчастої речовини, гранул і гелю, як в окремих формах, так і в одній «Фізіографт тест», яка використовується для відкритого синус-ліфтингу.

Наукові консультанти фірми, враховуючи властивості матеріалу і в'язку консистенцію гелю, запропонували нову методику підняття верхньощелепного синуса. Вона полягає у формуванні кісткового вікна з боку альвеолярного відростка до мембрани синуса з подальшим введенням його під мембрану до 10-12 шприців, тобто гелевий спосіб закритого синус-ліфтингу.

Останній полімер є досить перспективним з позиції зручності використання і результатів. Можливо, за ним і подібними йому матеріалами майбутнє, тому що він виключає ризик передачі захворювань, відсутні залишкові білки, він дешевий, зручний в роботі, час розсмоктування аналогічний природним гідроксиапатитам, як і пористість структури і області застосування такі ж, як у біоматеріалів.

ВИСНОВКИ

Враховуючи біологічні властивості, час біодеградації синтетичних матеріалів, слід розділяти показання до застосування резорбуючих і нерезорбуючих матеріалів, а також певних матеріалів в групах.

Показання до застосування нерезорбуємих або частково резорбуємих:

• заповнення постекстракції дефектів у фронтальних відділах з метою збереження естетики, якщо установка імплантатів не передбачається;
• заповнення великих (більше 1 см3) дефектів після цистектомії та інших резективних втручань з метою збереження контурів гребеня;
• збільшення розмірів альвеолярного відростка при значній атрофії з метою можливої фіксації знімних протезів (застосовується рідко при відмові пацієнта від імплантації).

Показання до застосування резорбуємих:

• пародонтальні внутрішньокісткові кармани (2-х і 3-х стіночні);
• дефекти після цистектомій, гранулемектомій;
• дефекти після резекцій, ампутації коренів, гемісекцій;
• заповнення постекстракції лунок;
• аугментація гребеня.

Слід звернути увагу, що при плануванні подальшої імплантації протягом року або проведення одномоментної імплантації небажано застосовувати алопластичні резорбуємі матеріали з непрограмованим часом розсмоктування. Короткі сроки розсмоктування, які можуть зустрічатися при використанні трикальційфосфатів, як і тривалий період розсмоктування гідроксиапатитів, можуть поставити під загрозу остеоінтеграцію.

Винятком, мабуть, є «Фізіографт», який можна застосовувати так само, як і природні матеріали. «Фізіографт-гель» можна застосовувати як мембрани.

Нерезорбуємі матеріали не варто застосовувати у випадку, якщо імплантація запланована або може бути запланована навіть у далекому майбутньому.

Слід не забувати про критерії ідеального матеріалу для кісткової підсадки і застосовувати синтетичні резорбуємі матеріали як складову в комбінації матеріалів з остеогенними і остеокондуктивними властивостями, якщо ви хочете отримати більш передбачуваний приріст кістки, особливо в так званих критичних дефектах (двухстіночних, комбінованих пародонтальних дефектах, дефектах великих розмірів, при атрофіях альвеолярного гребеня), тим більше при плануванні в подальшому імплантації або проведенні підсадки з одномоментною установкою імплантатів.

Резюме. У даній статті буде дана характеристика алопластичним матеріалам, показання до їх застосування.

Ключові слова: алопластичні матеріали, біосумісні матеріали.

Автор: І.В. Опанасюк - головний лікар імплантологічного центру