Настоящее сообщение посвящено анализу современных взглядов на процессы интеграции дентальных имплантатов в костную ткань, в том числе при модификации их поверхности. Анализ показал, что за последнее время взгляды исследователей на процессы, протекающие в области контакта имплантат—костная ткань, претерпели разительные и принципиально важные изменения.

Эти изменения в значительной мере явились результатом развития научных технологий в биологии и фундаментальной медицине и их внедрения в практику научных исследований по проблемам стоматологии. Изменения во взглядах на природу процессов, протекающих в системах организма, живых тканях, и на их взаимоотношения с объектами мертвой (косной) материи происходят столь быстро, что уже в течение 1—2 лет мы можем наблюдать появление новых концепций и новых парадигм, опровергающих наши теперь уже устаревшие представления и заставляющие нас пересматривать то, что было привычной и хорошо заученной истиной. Сказанное не в малой степени относится и к проблеме интеграции дентальных имплантатов в костную ткань.

Интеграция дентального имплантата в прилежащую костную ткань представляет собой процесс его включения во взаимодействие, при котором не наступает эффекта отторжения. Дентальный имплантат целенаправленно вводится в систему, в которой, являясь по сути косным (мертвым) телом, он сосуществует с живым субстратом костной ткани и берет на себя функциональную нагрузку, соответствующую целевому назначению замещенного им органа, т.е. зуба.

С точки зрения биологии интеграцию дентального имплантата в тканевую среду следует рассматривать как динамический процесс взаимодействия живого и мертвого, при котором на уровне локальных обменных процессов достигается равновесие компенсаторно-приспособительных процессов и комплекса гомеостатических реакций, процессов ассимиляции и диссимиляции, делающих возможным существование системы мертвое—живое как единого целого.

Процессы ассимиляции и диссимиляции, или самообновления протекают при участии металлопротеаз [1] и щелочной и кислой фосфатаз, активность которых коррелирует с интенсивностью процессов самообновления в тканевых элементах периимплантационной зоны [2]. Интенсивность процессов самообновления со временем постепенно снижается, но может поддерживаться активными и адекватными нагрузками на ортопедической конструкции. По мере снижения конгруэнтности ортопедической конструкции в периимплантационной области начинают развиваться негативные процессы, являющиеся предвестниками наступления фазы дезинтеграции.

Позитивное течение процессов интеграции дентального имплантата в кость характеризуется по меньшей мере 3 неоспоримыми критериями:

— 1-й — его упоминали выше: отсутствие реакций отторжения, выражающихся в развитии воспаления в прилежащих тканях, местных некротических изменений, а также системных проявлений, таких как аллергические и иммунные реакции;

— 2-й: формирование в области контакта имплантат —тканевая среда морфофункциональных детерминант интеграционного процесса: костного либо костеподобного вещества (при остеоинтеграции);

— 3-й: относительная стабильность (в том числе механическая) на определенном отрезке времени вышеупомянутых морфофункциональных детерминант как отражение динамического равновесия, наступающего в системе имплантат—тканевый субстрат.

Общепризнано, что при интеграции имплантата и костной ткани в случае оптимального течения этого процесса между имплантатом и прилежащими костными структурами формируется непосредственный контакт без участия промежуточной соединительнотканной прослойки. Такой тип соединения имплантата и костной ткани называют остеоинтеграцией.

В случае менее благоприятного течения интеграции между костью и имплантатом формируется тяж фиброзной соединительной ткани. Такой вариант контакта называют фиброинтеграцией, а промежуточный тип соединения — фиброостеоинтеграцией.

T. Albrectsson и соавт. [3] указывали на 6 факторов, определяющих эффективность дентальной имплантации: дизайн имплантатов; характеристики самого имплантационного материала; характеристики поверхности имплантата; состояние прилежащей кости; хирургическая техника и нагрузка на имплантат. При этом решающее значение придается топографии, физическим и химическим характеристикам поверхности имплантатов [4].

Следует сразу сказать, что в настоящее время у исследователей доминирует представление, согласно которому остеоинтеграция представляет собой форму заживления костной раны и подчиняется всем закономерностям течения раневого процесса [5].

Важнейшая характеристика поверхности имплантата, определяющая его остеоинтеграционный потенциал, — смачиваемость, или гидрофильность. Этой характеристике исследователи придают большое значение. В настоящее время этот вопрос активно изучают, благодаря чему накапливается опыт целенаправленного повышения смачиваемости поверхности имплантатов из титана и его сплавов [5, 6].

Наряду с этим к факторам, играющим важную роль в успешном развитии остеоинтеграции, относятся химические характеристики поверхности имплантата, которые определяют суммарный (интегрированный) энергетический потенциал (заряд поверхности) имплантата и его реакционные параметры [5]. Следующим и в высшей степени определяющим остеоинтеграционный потенциал имплантата фактором является развитость поверхности, ее топография [7]. Следует подчеркнуть, что наиболее значимые достижения последних лет в области повышения эффективности дентальных имплантатов, как правило, связаны с развитием технологий обработки их поверхности. Значение этого фактора трудно переоценить, поскольку направленное использование связанных с ним возможностей открывает неисчерпаемые перспективы для поиска оптимальных режимов обработки поверхности имплантатов в соответствии с ожидаемыми конкретными условиями их функционирования.

В экспериментах in vitro и in vivo были продемонстрированы преимущества комплексной обработки поверхности имплантатов: пескоструйный метод, машинное нанесение штриха и кислотное травление поверхности (SLA) [8].

Динамику процесса интеграции (заживление костной раны вокруг дентального имплантата, установленного в подготовленном ложе) и его функционирования условно можно подразделить на 3 периода.

На 1-м этапе из механического повреждения сосудов происходит кровоизлияние. Из плазмы крови осаждаются тромбоциты и белки, в частности фибриноген, при диссоциации которого освобождаются биологически активные сигнальные молекулы комплементарной системы и кинины [9].

Фибрин является оптимальной адгезионной средой, на которой происходят прикрепление остеогенных стволовых клеток, их пролиферация и миграция по направлению к поверхности имплантата. Пролиферация клеточных элементов в кровяном сгустке вызывает его ретракцию. Вот почему топография поверхности имплантата, наличие сложного микрорельефа являются решающим фактором закрепления белкового матрикса на его поверхности [10].

Внедрение имплантата в кость вызывает на первых этапах некроз прилежащих к нему костных клеток, умеренно выраженную (при адекватной технике операции) резорбцию костного вещества и развитие реактивного воспаления, при котором происходят освобождение провоспалительных факторов и заселение периимплантационного пространства макрофагами. Макрофагальные элементы экспрессируют факторы роста. К тому же в результате резорбции костного вещества на фоне острой воспалительной реакции происходит высвобождение морфогенетического белка и ряда других факторов роста. В последующем с развитием процессов ремоделирования макрофагальные элементы очищают интерфейс от остатков некротического дендрита.

Адсорбция на поверхности имплантатов таких белков, как фибронектин и провоспалительные медиаторы, представляет собой цитокинрегулируемый процесс, который сопровождается дифференциацией, пролиферацией и миграцией предшественников остеогенных клеток и формированием на поверхности имплантата внеклеточного матрикса [11].

Все описанные процессы протекают под влиянием макрофагов, которые экспрессируют факторы роста фибробластов (FGF-1, FGF-2, FGF-4), трансформирующий фактор роста и морфогенетический белок (BMP-5). Конечным результатом этого каскада событий является заживление костной раны [11].

Важными для понимания биологических механизмов, лежащих в основе интеграционных процессов, протекающих в области интерфейса дентальный имплантат — периимплантационный тканевый комплекс, представляются данные о характере располагающихся здесь клеток. Установлено, что самое непосредственное участие в процессах интеграции, помимо резидентных клеток с фенотипом остеобластов, принимают мультипотентные остеогенные предшественники, т.е. мезенхимальные стволовые клетки [12, 13]. Эти данные представляются чрезвычайно важными, поскольку они раскрывают реальные механизмы возникновения бифуркаций в клеточной дифференцировке и демонстрируют один из биологических механизмов многовариантности процессов интеграции по степени и направленности их развития.

Взаимодействие тканей, прилежащих к имплантату, с поверхностью имплантата представляет собой динамический процесс, включающий в себя нижеследующие тканевые реакции:

— непосредственные посттравматические;

— явления стабилизации, при которых через динамические процессы ремоделирования (вторичная перестройка) костной ткани в области интерфейса реализуются гомеостатические функции динамического равновесия обменных процессов: ассимиляция и диссимиляция;

— процессы дезинтеграции, которые по своей сути и последовательности связаны с предыдущими проявлениями самообновления (ассимиляция и диссимиляция), оставаясь в то же время вне позитивного развития локальных процессов.

Из проведенного анализа следует, что одним из ведущих факторов, обусловливающих эффективность дентальной имплантации, является топография поверхности, а именно — степень ее развитости, которая определяет общую площадь области контакта имплантат—костная ткань.

Чрезвычайно важная особенность структурной организации мягкотканных элементов (эпителий, пучки коллагеновых волокон), расположенных в области абатмента, — практически полное отсутствие прямого эпителиального и фибриллярного контакта между имплантатом и расположенными здесь тканевыми элементами [12—14]. Это очень важный момент, поскольку формирование в данной области микробной бляшки обусловливает прямое повреждающее воздействие продуктов жизнедеятельности патогенных микроорганизмов на расположенные здесь тканевые элементы [12].

Показано, что патогенные агенты в области абатмента имплантатов относятся к тем же типам, которые вегетируют в области шейки зуба при пародонтите (грамположительные факультативы). При развитии мукозита и периимплантита, как правило, появляются также грамнегативные анаэробы, в частности, фузиформные бактерии, спирохеты и Prevotella intermedia [13, 14].

Бурное развитие клеточных технологий не могло не коснуться весьма специфичной проблемы интеграционного потенциала имплантатов. В печати появились сообщения о выделении стволовых клеток, детерминирующих формирование области контакта периодонт—периодонтальная связка. С учетом этого факта в настоящее время осуществляется разработка метода воссоздания прямого контакта имплантат—мягкотканные элементы в области абатмента имплантата, что, возможно, приблизит решение проблемы инфицирования тканевого комплекса периимплантационной зоны в данной области [15, 16].

Таким образом, анализ основных тенденций, преобладающих в современных взглядах на процессы интеграции при дентальной имплантации и использовании ортопедических конструкций, позволяет сделать следующие выводы:

1. Процессы интеграции и остеоинтеграции, как оптимального ее варианта, являются по своему биологическому содержанию и механизмам развития проявлением регенераторной реакции костной ткани на ее повреждение.

2. Важнейшими факторами, определяющими эффективность дентальных имплантатов, являются такие характеристики поверхности имплантатов, как химический состав, смачиваемость, степень развитости, энергетический потенциал.

Ведущими факторами, обусловливающими эффективность дентальной имплантации, является топография поверхности и общая площадь области контакта имплантата с костной тканью, а также химический состав поверхности имплантата (общая площадь контакта имплантата с костной тканью и химический состав его поверхности).

Исходя из результатов проведенного нами анализа исследований, посвященных проблеме интеграции дентальных имплантатов в костную ткань, представляется возможным сформулировать ряд задач дальнейшего изучения данной проблемы:

1. Исследование биологических основ процессов интеграции дентальных имплантатов.

2. Разработка методов создания прямого и непрерывного прикрепления к имплантату эпителиального и соединительнотканного комплексов для закрытия «ворот» инфекции.

3. Разработка экспериментальных моделей для исследования биологически детерминированных взаимодействий в области интерфейса имплантат — тканевые элементы периимплантационной области.

4. Изучение механизмов ранних и отдаленных дезинтеграционных процессов с применением современных исследовательских технологий.