Оценка эффективности наносекундной лазерной терапии болезней пародонта в эксперименте

Применение лазерных технологий является наиболее перспективным в терапии заболеваний пародонта. Благодаря бесконтактному воздействию лазерного излучения обеспечивается стерильность операционного поля, минимальные болевые ощущения во время манипуляций и минимальный деструктивный эффект [1].

Исследования по изучению биостимулирующих свойств низкоинтенсивного лазерного излучения, в том числе направленных на регенерацию костной ткани и тканей пародонта, ведутся постоянно современными учеными [2].

Воздействие на ткани биологического организма лазерного излучения может протекать с получением фотохимических, фотофизических, фототермических, фотомеханических и комбинированных эффектов. В основе фотохимического эффекта лежит поглощение энергии лазерного излучения с распадом молекулы, высвобождением электрона и образованием положительно заряженного иона. Одной из разновидностей фотохимических реакций является фотодинамическая терапия. Применение низкоэнергетического лазерного излучения, в том числе фотодинамической лазерной терапии, в комплексном лечении болезней пародонта является перспективным направлением научных исследований [3, 4].

При проведении фотодинамической терапии с применением фотосенсибилизаторов в результате фотохимических процессов происходят реакции с образованием синглетного кислорода и свободных радикалов, ведущие к повреждению патологических клеток и микроорганизмов [5, 6]. Синглетный кислород является метастабильным состоянием молекулярного кислорода с высокой энергией, что обусловливает выраженное повреждающее действие клеток за счет активации свободнорадикальных реакций, взаимодействия с белками и макромолекулами патологических тканей.

При всех плюсах фотодинамической терапии с применением фотосенсибилизаторов при лечении заболеваний пародонта существует и масса недостатков метода, к которым в первую очередь относится несовершенство самих фотосенсибилизаторов. Помимо высокой стоимости они обладают недостаточной селективностью по отношению к патологическим тканям, что обусловливает высокую токсичность по отношению к здоровым тканям за счет длительности снижения концентрации после проведения терапии [7].

На сегодняшний день доказана возможность генерации синглетного кислорода в экспериментальных исследованиях, проведенных с использованием биохимических сред и биологических жидкостей с применением лазерного излучения с длиной волны, близкой к 1270 нм [8, 9].

Световой поток импульсного лазерного излучения с применением наносекундного режима за счет высокой пиковой мощности позволяет проникать глубже в ткани без существенного их повреждения.

Использование ультракоротких лазерных импульсов (фемто-, пико-, наносекундных) позволяет проникать световому потоку глубже в ткани без их существенного нагрева.

Группой исследователей кафедры хирургии полости рта МГМСУ им. А.И. Евдокимова разработан лазерный модуль с уникальными параметрами для проведения фотоокситерапии без фотосенсибилизаторов и микрохирургии с использованием наносекундного импульсного режима излучения [10].

Цель работы — разработать методику и доказать эффективность наносекундной лазерной синглетной окситерапии при лечении болезней пародонта в экспериментальном морфологическом исследовании.

Для проведения исследования использовали новый лазерный модуль, разработанный исследовательской группой, с возможностью проведения лазерной микрохирургии с эффектами синглетной окситерапии без фотосенсибилизатора. Для сравнения использовали лазерный аппарат со стандартными параметрами для проведения фотодинамической терапии с фотосенсибилизатором.

Эксперименты проведены на крысах-самцах стока Wistar 10-недельного возраста, разделенных на три группы с моделированием пародонтита в области нижних резцов с помощью шелковой лигатуры. Для этого под внутримышечным наркозом нарушали круговую связку с помощью гладилки, затем восьмиобразно вокруг зубов фиксировали лигатуру с помощью фосфат-цемента (рис. 1).

Вывод животных из эксперимента в 1-й и 2-й группах совершали на 7, 14, и 21-е сутки, в контрольной — на 21-е сутки. Фрагмент нижней челюсти животных, включающий область проведения терапии, выделяли с помощью костных кусачек, фиксировали в 10% растворе формалина, затем изготавливали гистологические срезы с окраской гематоксилином и эозином, которые исследовали и фотографировали на микроскопе Axio Lab. A1 (Германия).

По результатам морфологического исследования срезов тканей пародонта экспериментальных животных в 1-й группе на 7-е сутки выявлялась разрушенная на большом протяжении периодонтальная связка с замещением разрастаниями грануляционной ткани с полнокровными сосудами и выраженной диффузной лейкоцитарной инфильтрацией с примесью макрофагов. В сохранных участках периодонтальной связки определялся ее выраженный отек и полнокровие сосудов (рис. 2).

На 14-е сутки у животных 1-й группы отмечались участки частично восстановленной, с параллельными пучками коллагеновых и эластических волокон, направленных перпендикулярно корню зуба, отечной периодонтальной связки с полнокровными сосудами и слабовыраженной диффузной инфильтрацией лейкоцитами с примесью макрофагов (рис. 4).

На 21-е сутки у крыс 1-й группы отмечалось регенерирование ткани периодонтальной связки с умеренно выраженным отеком, богатой фибробластами с расширенными полнокровными сосудами на границе с костными балками альвеолярной кости. Встречались сохранившиеся мелкие очаги грануляционной ткани с выраженным отеком, полнокровными сосудами и единичными лейкоцитами (рис. 6).

Таким образом, на 7-е сутки эксперимента в группе сравнения с применением классической методики фотодинамической терапии отмечалась морфологическая картина чуть более быстрого восстановления структуры периодонтальной связки. На 14-е сутки принципиальных морфологических различий в сравнении с 7-ми сутками выявлено не было. Полнокровие сосудов отмечалось в обоих наблюдениях. На 21-е сутки эксперимента наблюдали морфологически фактически завершенные процессы репарации зубодесневого сегмента. В экспериментальной группе с применением новой методики наносекундной лазерной фотоокситерапии без использования фотосенсибилизаторов на 21-е сутки морфологически выявлялось несущественное сохранение отека, более выраженное полнокровие и слабовыраженная воспалительная инфильтрация регенерирующей периодонтальной связки.

Таким образом, с помощью морфологического исследования доказано, что применение разработанного лазерного модуля для лечения заболеваний пародонта подтверждает эффективность лазерной микрохирургии с применением синглетной фотоокситерапии без использования экзогенных фотосенсибилизаторов. Вместе с тем хочется отметить, что при использовании классической методики фотодинамической терапии регенеративные процессы протекают чуть быстрее в первые 5—7 сут лечения, чем при применении фотоокситерапии с эффектами генерации синглетного кислорода в тканях. Однако неоспоримым преимуществом новой методики лечения является стойкость терапевтического эффекта и достижение устойчивой ремиссии за счет доказанного активного пролиферативного роста сосудов в тканях и реактивного воспаления на раннем этапе лечения. Перспективы применения новой методики синглетной окситерапии в клинической практике при лечении болезней пародонта очень высоки за счет существенного снижения стоимости лечения при исключении фотосенсибилизаторов и сокращения времени процедуры.

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Все авторы в равной степени принимали участие в подготовке материала.

*e-mail: docca74@yandex.ru