При выраженной атрофии альвеолярного отростка в области дна верхнечелюстной пазухи, когда высота костной ткани составляет менее 4 мм, как правило, требуется проведение синус-лифтинга (СЛ) [3]. Для увеличения высоты костной ткани в области дна верхнечелюстной пазухи используется большое количество материалов. Аутотрансплантаты обладают более выраженным регенерационным потенциалом, чем любые другие имплантационные материалы [7, 9]. Однако необходимость забора значительного количества костной ткани, наличие дополнительного операционного поля существенно ограничивают применение аутотрансплантатов [5]. В связи с этим для поднятия дна верхнечелюстной пазухи часто используются имплантационные остеопластические материалы. Имплантационный материал должен быть нетоксичным, обладать остеокондуктивными и остеоиндуктивными свойствами, резорбироваться, не вызывать иммунных реакций. Цель направленной костной инженерии заключается в регенерации кости, которая морфологически и функционально идентична нативной костной ткани [2]. В мировой практике получены положительные результаты восстановления костной ткани в области дна верхнечелюстной пазухи с использованием клеточных трансплантатов [14].

Цель данного исследования — сравнительная оценка эффективности образования костной ткани при использовании двух материалов, применяемых при проведении СЛ: имплантационного материала «Bio-Oss» и тканеинженерной конструкции (ТИК) на основе мультипотентных стромальных клеток (МСК) жировой ткани (ЖТ), преддифференцированных в остеогенном направлении. Клиническое исследование проводили на базе ФГУ «ЦНИИС» Росмедтехнологий совместно с ЗАО «РеМеТэкс».

Характеристика пациентов. Клинические наблюдения основаны на обследовании и лечении 25 пациентов с вторичной адентией и выраженным дефицитом костной ткани в области верхней челюсти. Высота альвеолярного отростка до дна верхнечелюстной пазухи, по данным компьютерной томографии (КТ), составляла от 0,9 до 4,8 мм, возраст пациентов — 29—60 лет. Все пациенты были соматически здоровы, всем проведен открытый СЛ: 14 пациентам высота альвеолярного отростка увеличена с помощью ТИК МСК ЖТ, преддифференцированных в остеогенном направлении (группа наблюдения) — рис. 1

Пациентам с трансплантацией ТИК ЖТ внутрикостная имплантация была проведена через 4 мес после увеличения высоты альвеолярного отростка, а тем, кому имплантировали «Bio-Oss», — через 6 мес. Сроки внутрикостной имплантации были обоснованы ранее проведенным экспериментальным исследованием, в котором изучались сроки и этапы регенерации костной ткани при использовании ТИК ЖТ и «Bio-Oss» [1]. При формировании ложа для имплантатов вместо пилотного сверла использовался трепан диаметром 2 мм для получения биоптатов в виде столбиков.

Для создания ТИК применяли культуру МСК стромально-васкулярной фракции (СВФ) ЖТ. СВФ ЖТ выделяли из липоаспирата. Липоаспирацию выполняли по стандартной методике под местной инфильтрационной анестезией в области передней брюшной стенки. Липоаспират промывали раствором Версена и дезагрегировали путем инкубации в растворе Версена с добавлением 0,25% трипсина при 37 °С в течение 1,5 ч. Клеточную суспензию центрифугировали 10 мин при 1100 об/мин, осадок разводили ростовой средой (DMEM/F12 1:1 с добавлением аутологичной сыворотки до 10%, амикацина до 500 мг/л), переносили в чашки Петри и инкубировали при стандартных культуральных условиях (37 °С, 5% СО2). Ростовую среду меняли каждые 3 сут. Для направленной остеогенной дифференцировки клетки рассаживали на 90 мм чашки Петри и по достижении 80% конфлюентного монослоя заменяли ростовую среду на дифференцировочную (DMEM с 10% аутологичной сыворотки крови, 100 мкг/мл амикацина, 50 мг/л L-аскорбиновой кислоты, 10 ммоль/л β-глицерофосфата натрия и 10 нм 1,25-дигидроксивитамина D₃). Замену среды на свежую производили каждые 3 сут.

Приготовление плазмы, обогащенной тромбоцитами (PRP). Забор крови проводили в вакуумную систему типа Vacuette® с цитратом натрия. Кровь центрифугировали при 1000 об/мин в течение 10 мин, отбирали верхний слой (без эритроцитов) и центрифугировали его при 3600 об/мин в течение 10 мин. Большую часть супернатанта удаляли, осевшие тромбоциты ресуспендировали в оставшейся плазме.

Подготовка ТИК к трансплантации. В качестве материала-носителя использовали «Остеоматрикс» в виде блоков и костной крошки (ООО «Конектбиофарм»). После отмывания блоков и крошки раствором Хэнкса («ПанЭко») с цефазолином (ОАО «Синтез») (1г/л) на них аккуратно наслаивали PRP, содержащую 7·106 клеток в 1 см3, и по каплям добавляли раствор тромбина («P.Z. Cormay») 50 Ед/мл на 10% растворе хлорида кальция (ОАО «Дальхимфарм») до полимеризации.

Трансплантация ТИК. Все вмешательства выполнялись в условиях стерильной операционной под местной анестезией. Увеличение высоты альвеолярного отростка в области дна верхнечелюстной пазухи осуществляли по стандартной методике проведения открытого СЛ с доступом к пазухе в области ее передней стенки: проводили горизонтальный разрез по вершине альвеолярного гребня в области отсутствующих зубов; скелетировали альвеолярный отросток; формировали костное «окно» в области передней стенки пазухи до достижения его подвижности; отслаивали слизистую оболочку пазухи и вместе с костным фрагментом смещали ее вверх и внутрь пазухи; образовавшееся пространство в верхнечелюстной пазухе, а также сформированное костное окно заполняли ТИК в виде костных блоков и костной стружки; слизисто-надкостничный лоскут укладывали на место, рану ушивали наглухо.

Имплантация «Bio-Oss». Интраоперационно остеопластический материал смешивали с аутологичной обогащенной тромбоцитами плазмой, полимеризовали в сгусток и помещали в область дна верхнечелюстной пазухи, как описано выше. Рану ушивали наглухо.

Рентгеновские методы исследования. Рентгенологическое исследование проводилось на конусном компьютерном томографе «New Tom», интервал среза — 2 мм, а также на цифровом ортопантомографе («ORTHOPHOS XG 5 DS») фирмы «Sirona».

Гистоморфологическое исследование. Для изучения характеристик костного регенерата через 4 мес после трансплантации проводили гистологическое исследование. Образцы тканей в виде столбиков забирали трепаном диаметром 2 мм, перед формированием ложа для установки дентального имплантата и непосредственно после извлечения фиксировали в 10% нейтральном формалине («Biooptica», Italy) 48 ч. После промывки в проточной воде биопсийный материал декальцинировали в растворе соляной/муравьиной кислоты («Biooptica», Italy) в течение 8 ч. Далее образцы подвергали стандартной гистологической проводке и заливали в парафин («Гистомикс Экстра», Биовитрум). Гистологические срезы получали на микротоме («Leica», Germany) с шагом в 7 мкм. Срезы окрашивали гематоксилином и эозином по Бокку и по Массон—Голднеру. Морфометрический анализ проводился с использованием метода стереоморфометрии [10] в нашей модификации и заключался в определении долей (в %) костной ткани (BV/TV), материала (MatV/TV), рыхло-волокнистой соединительной ткани (RfV/TV), грубоволокнистой соединительной ткани (FbV/TV), ЖТ (FTV/TV) относительно всех тканей в регенерате. Нормальность распределения вариант в группе определялась тестом Шапиро—Вилка. Если распределение вариант соответствовало нормальному, для установления межгрупповых различий применяли однофакторный дисперсионный анализ с последующим тестированием по Ньюману—Кейлсу и t-тестированием (для попарного сравнения данных контрольной и опытной групп). Если распределение вариант в группе не соответствовало нормальному, применяли ранговый дисперсионный анализ Крушкала—Уоллисса с последующим тестированием по Манну—Уитни (для попарного сравнения данных контрольной и опытной групп). Для всех сравнений был выбран 5% уровень значимости.

Высота альвеолярного отростка при использовании ТИК ЖТ составляла 0,9—3 мм, при использовании «Bio-Oss» — 1,0—4,8 мм, высота альвеолярного отростка после трансплантации, по данным КТ, — соответственно 10—16 и 9—15 мм.

По данным КТ-исследования, среднее увеличение высоты альвеолярного отростка при трансплантации ТИК ЖТ составило 10 мм, при имплантации «Bio-Oss» — 8 мм, при этом минимальная высота альвеолярного отростка до трансплантации в 1-й группе составляла 0,9 мм, во 2-й — 1,0 мм.

Гистологическое исследование через 4 мес после трансплантации ТИК показало, что костный регенерат состоял преимущественно из частичек зрелой пластинчатой костной ткани, ориентированных в пространстве наподобие балок губчатой кости. Доля костной ткани (BV/TV) — в среднем 46,6%. Межбалочное пространство заполнено на 31% рыхлой волокнистой соединительной тканью (RfV/TV). Среди балок губчатой кости определялись включения материала (MatV/TV) — 2,9%, которые находились в тесном контакте с новообразованной костной тканью и часто были включены в ее архитектонику. Рыхлая волокнистая соединительная ткань (РВСТ) заполняла все межбалочное пространство и содержало значительное количество сосудов. Значительных инфильтративных, гигантоклеточных и воспалительных реакций на материал выявлено не было (рис. 3, 5).

По данным гистологического исследования через 6 мес после имплантации «Bio-Oss», костный регенерат состоял преимущественно из частичек незрелой костной ткани, ориентированных в пространстве по поверхности материала и иногда сливающихся друг с другом. Доля костной ткани (BV/TV) — в среднем 33,6%. Межбалочное пространство было заполнено на 41% грубоволокнистой соединительной тканью (ГВСТ) (FbV/TV). Среди полей фиброзной ткани определялись включения материала (MatV/TV) — 20,7%, которые находились в тесном контакте с новообразованной костной тканью. Было выявлено значительное количество гигантских клеток как вокруг материала, так и в межбалочном пространстве (рис. 4, 6).

Для увеличения высоты дна верхнечелюстной пазухи традиционно используют остеоиндуктивные материалы на основе фосфата кальция того или иного происхождения прежде всего потому, что они являются недорогими и эффективными материалами для направленной костной регенерации.

Морфологические исследования, проведенные в отдаленные сроки, показывают, что при имплантации, например, «Bio-Oss» доля костной ткани в среднем колеблется около 30% [4, 12], тогда как при аутотрансплантации она составляет 40—60% [8, 13]. Поскольку для получения аутотрансплантата необходимо дополнительное операционное поле и донорские зоны ограничены, клеточные трансплантаты могут стать достойной альтернативой аутотрансплантатам. Так, при трансплантации живых эквивалентов костной ткани доля костного регенерата сопоставима с таковой при аутотрансплантации [6, 11].

Кроме того, в нашем исследовании были выявлены выраженные различия в течении регенеративного процесса при трансплантации ТИК и имплантации «Bio-Oss». Если межбалочное пространство после трансплантации ТИК в основном было заполнено рыхлой волокнистой соединительной тканью, богатой сосудами, то в образцах после имплантации гидроксиапатита выявлялось значительное количество грубоволокнистой соединительной (рубцовой) ткани, что свидетельствовало о патологической регенерации. Выраженная инфильтрация остеокластами и макрофагами в сочетании со склеротическими изменениями свидетельствовала о негативной реакции организма на остеопластический материал «Bio-Oss».