Экспериментальное обоснование использования костного цемента для реконструкции послеоперационных дефектов стенок околоносовых пазух

Проблема восстановления посттравматических и послеоперационных костных дефектов ЛОР-органов остается актуальной на протяжении многих лет. Наиболее рациональным решением проблемы является пластическое восстановление стенок околоносовых пазух различными материалами.

В настоящее время на мировом рынке существует огромное количество каркасных материалов - синтетических и биологических.

Используемые в практике импланты не всегда отвечают необходимым требованиям: оптимальной биосовместимости, инертности, прочности.

К синтетическим имплантируемым материалам относятся эксплантаты (металлы, полимеры, пористоуглеродные соединения и др.). Биологические материалы представлены аутотрансплантатами (костными лоскутами, измельченной и консервированной аутокостью). К аллотрансплантатам относятся эмбриональная закладка или кость, свежая аллогенная кость, измельченная аллогенная кость, консервированная кость и деминерализованный костный матрикс. Наиболее интересными в этом плане являются работы с применением деминерализованных костных трансплантатов [1-3] и титановых имплантов в ринологии [4-8].

Нами использован костный цемент - полимерный материал для закрытия костных дефектов. Основа материала Рекост - полиуретановый полимер, гидроксиапатит и полиол в качестве отвердителя. Готовый цемент имеет пористую микроструктуру, которая способствует остеокондукции и остеоиндукции.

Цель работы - изучение биосовместимости костного цемента для пластики передней стенки верхнечелюстной пазухи в эксперименте.

Апробацию материала проводили в экспериментах по возмещению дефектов костей у лабораторных животных. Всего прооперированы 24 кролика, изучено 48 микропрепаратов. Каждому кролику произведена двусторонняя микрогайморотомия с моделированием пластики передней стенки верхнечелюстной пазухи. Из данного метариала формировали фрагмент, соответствующий костному дефекту, который устанавливался поднадкостнично. Животных выводили из эксперимента через 7 и 14 дней, 6 нед и 12 нед. Фрагмент передней стенки верхнечелюстной пазухи иссекали вместе с имплантом с помощью циркулярного стоматологического бора. Изготовление гистологических препаратов проводили по методике декальцинации, разработанной для костных тканей [9, 10]. Имплант удалялся во время процесса декальцинации.

Срезы окрашивались гематоксилином и эозином, пикрофуксином по Ван-Гизону, а также использовались для иммуногистохимического исследования (см. таблицу).

Во всех наблюдениях на 7-е сутки дефект кости в краевых участках был выполнен грануляционной тканью с большим количеством кровеносных сосудов (прежде всего капилляров). Иммуногистохимический анализ (рис. 1 на цв. вклейке)

Редко сохранялись остаточные явления реактивных процессов, прежде всего экссудативного воспаления, вызванных повреждением, но в подавляющем числе наблюдений травматический отек либо отсутствовал, либо был выражен незначительно. Иногда по краю перфоративного отверстия определялись некротические изменения с наличием запустевших полостей остеоцитов, обнаруживалась инфильтрация полиморфно-ядерными лейкоцитами и, в меньшей степени, макрофагами. Иммуногистохимически это выражалось в высокой экспрессии МКАТ к миелопероксидазе и антигену CD 68.

На 14-е сутки во всех наблюдениях происходило развитие соединительнотканных структур с разрастанием коллагеновых волокон и началом остеогенеза (рис. 2 на цв. вклейке).

Некротические массы, в том числе и в костной ткани, практически полностью рассасывались с накоплением в этих участках остеокластов. Проявления воспалительной реакции в отдельных наблюдениях сохранялись, но были весьма незначительными на фоне репаративных процессов. При этом нейтрофильная инфильтрация замещалась макрофагальной, на что указывала низкая экспрессия МКАТ к миелопероксидазе и высокая к CD 68-антигену.

В гаверсовы каналы по краям дефекта проникали мезенхимальные клеточные элементы и врастали кровеносные сосуды, что подтверждалось иммуногистохимической реакцией МКАТ против виментина и CD 31-антигена.

Ни в одном из случаев не наблюдалось образования кости через формирование хрящевой ткани.

Через 6 нед в большинстве наблюдений костный дефект был полностью или частично закрыт сформированной грубоволокнистой костью (рис. 3 на цв. вклейке).

Признаков воспалительной реакции при этом не наблюдалось. Экспрессия МКАТ к миелопероксидазе (маркера нейтрофильных лейкоцитов) имела место в отдельных клеточных элементах. Несколько чаще обнаруживались CD 68(+) макрофаги, в основном по краям бывшего перфоративного отверстия.

Через 12 нед во всех наблюдениях перфоративное отверстие было замещено грубоволокнистой костью, которая на многих участках трансформировалась в пластинчатую с развитой системой гаверсовых каналов. Практически во всех из них находились кровеносные сосуды, что выявлялось иммуногистохимически реакцией МКАТ против CD 31-антигена. Нейтрофильные лейкоциты и макрофаги при этом не обнаруживались - окраска на миелопероксидазу и CD 68-антиген была негативной. Экспрессия МКАТ к виментину, по сравнению с предыдущими сроками эксперимента, была выражена значительно меньше и наблюдалась только в отдельных клеточных и структурных элементах вокруг балок грубоволокнистой кости.

Таким образом, применение костного цемента способствует восстановлению костной ткани путем постепенного замещения грануляционной, а затем соединительной тканью уже на ранних сроках (7-14 дней). При этом практически отсутствует воспалительная реакция с наличием обширных лейкоцитарно-некротических масс и травматического отека. Процесс репаративной регенерации ускоряется, о чем свидетельствует трансформация соединительной ткани непосредственно в костную (через 6 нед) без формирования хряща, что зачастую имеет место при заживлении повреждений кости. К 12-й неделе во всех наблюдениях имела место сформированная грубоволокнистая костная ткань с участками пластинчатой кости, полностью восполняющая экспериментальный дефект. Следовательно, костный цемент является биоинертным и биодеградируемым восстановительным материалом, пригодным для реконструктивно-пластических операций на околоносовых пазухах.