Стоматологические конструкционные материалы: патофизиологическое обоснование к оптимальному использованию при дентальной имплантации и протезировании. - Андрей Иорданишвили

A.И. Ушаков, С.Ю. Иванов. Эволюционировали также опорные, надальвеолярные части имплантатов для фиксации протезов. В 80-х годах в СССР, а с 1991 г. в России были созданы отечественные имплантаты в форме корня зуба. Первыми разработчиками отечественных имплантатов в форме корня зуба стали М.З. Миргазизов и соавт. B.Э. Гюнтер, В.И. Итин и соавт.

Опыт зубной имплантации во всех ее аспектах продолжает накапливаться и критически оцениваться. От хирургов стоматологов и специалистов ортопедической стоматологии теперь, как никогда раньше, требуется прочное знание общей терапии для правильного отбора, предымплантационной оценки, подготовки и лечения больных.

В последнии годы поиск быстрых и эстетических решений в период ортопедической реабилитации пациентов после дентальной имплантации привел к применению большого количества временных зубопротезных конструкций (коронок, абатментов) из различных материалов. Таких как пластмассы, металлические сплавы и т. п. Влияние этих конструкций на физиологические процессы на окружающие ткани и организм в целом изучаются во всем мире и будут требовать дальнейших исследований.

Известно, что многие (если не все) формально устойчивые с теоретической физико-химической точки зрения материалы, под влиянием биологически активных сред подвергаются в организме коррозии и постепенному разрушению [Hench L., Wilson I., 1984]. Продукты коррозии имплантированных материалов могут обладать токсическими свойствами в ультранизких концентрациях, приводя к развитию устойчивых патологических изменений в окружающих тканях, и, более того, вызывая подчас весьма значительные нарушения в деятельности организма на фоне внешне вполне успешной интеграции имплантата в костную ткань.

Химические элементы в свободном состоянии и в виде множества химических соединений входят в состав всех клеток и тканей организма. Они являются важнейшими катализаторами различных биохимических реакций, непременными участниками процессов роста и развития организма, обмена веществ, адаптации к меняющимся условиям окружающей среды.

Физиологическое действие различных элементов зависит от их дозы. Поэтому токсические элементы (мышьяк, ртуть, сурьма) при низких концентрациях могут действовать на организм как лекарство, тогда как натрий, калий, кальций, железо, магний и ряд других элементов (входящих в состав человеческого тела) в высоких концентрациях могут обладать выраженным токсическим эффектом. В организме химические элементы находятся преимущественно в виде соединений, избыточное образование или распад которых может приводить к нарушению так называемого металло-лигандного гомеостаза, а затем и к развитию патологических изменений [Скальный А.В., Рудаков И.А., 2004].

Химические элементы обычно разделяют на группы в зависимости от величины их содержания в теле млекопитающих и человека.

При соприкосновении пластмасс, металлических или металлокерамических сплавов с живой тканью организма, не смотря на то, что используемые в настоящее время материалы считаются полностью биотолерантными или биосовместимыми, происходит медленное (или даже очень медленное) вымывание некоторых элементов из их состава. Учитывая, как было сказано выше, что многие химические элементы, могут влиять на функционирование организма, причем далеко не всегда положительным образом, мы решили изучить как местный тканевой ответ, так и реакцию внутренних органов (в частности, печени) на клеточном и особенно субклеточном уровне при имплантации различных материалов в подкожную соединительную ткань. При этом имплантаты будут продолжительное время соприкасаться с влажной биоактивной средой.

Учитывая характер различных заболеваний общего (а не стоматологического) характера, возникающих от избытка в крайне незначительных концентрациях некоторых микроэлементов, входящих в состав имплантатов, мы посчитали недостаточно убедительным отсутствие выраженных реакций воспалительного или иного характера в ротовой полости в ответ на имплантацию, как убедительно и однозначно свидетельствующих о биоинертности и безвредности этих материалов для здоровья.

Цель исследования: разработать на основе полученных данных наиболее оптимальные подходы к ведению сложных стоматологических больных на основе изучения местного тканевого ответа и реакции внутренних органов в ответ на имплантацию различных стоматологических материалов.

Задачи исследования:

1. Определить характер, объемы, динамику и степень устойчивости изменений в подкожной соединительной ткани экспериментальных животных, окружающей помещенные туда имплантаты из пластмасс и металлов.

2. Определить возможность влияния имплантированных материалов на внутренние органы, в частности на ткани печени крыс, при длительном (до года) нахождении имплантатов в подкожной соединительной ткани. Оценить степень тяжести изменений и их характерные черты.

3. Сравнить уровень токсичности для организма изученных дентальных материалов на основе оценки клеточной реакции в соединительной ткани и ткани печени в эксперименте.

4. Провести клиническую оценку различных методов ведения стоматологических больных при проведении сложных вмешательствах при имплантации и протезировании современными материалами.

Таким образом, данная работа в определенной мере способствует заполнению пробела знаний у специалистов о влиянии конструкционных стоматологических материалов на организм человека и позволит более оптимально использовать их в практике дентальной имплантологии и зубного протезирования.

Глава 1

Конструкционные материалы в стоматологии и их характеристика

1.1. Проблемы неблагоприятных системных воздействий на организм человека и стоматологическая патология

В специальной литературе при обозначении материалов, применяемых для изготовления имплантатов, используются два термина – биоматериалы и биосовместимые материалы.

Однако, если «био», являясь первой составной частью сложных слов, соответствует по значению слову «биологический», то термин «биоматериал» означает, что этот материал имеет биологическое происхождение. Поэтому биоматериалами следует называть материалы, имеющие биологическое происхождение и применяемые в хирургии для восстановления целостности тканей и функции органов.

Имея биологическое происхождение, биоматериалы являются по сути трансплантатами и поэтому не могут рассматриваться как материалы для изготовления имплантатов. Вместе с тем эти материалы достаточно широко применяются в дентальной имплантологии. Поэтому краткое описание и оценка их биологических свойств представляется вполне уместными.

Биоматериалы

Основное назначение биоматериалов при имплантации – управление процессами остеогенеза и создание адекватных анатомических условий для имплантации. Биологические материалы, применяемые для реконструкции костной ткани, могут обладать остеоиндуктивными свойствами (способностью вызывать остеогенез) или остеокондуктивными (обеспечивать продвижение фронта остеогенеза по поверхности материала).

Материалом, имеющим одновременно те и другие свойства, можно считать только аутотрансплантаты кости. Костные аутотрансплантаты содержат не только генетически идентичные костные морфогенетические белки, остеогенные клетки и остеоциты, вызывающие остеоиндукцию, но и костный матрикс, обеспечивающий остеокондукцию [Венц Б., 1998; Bays R.A., 1980; Kato E., Gimcher M., 1974].

Остальным известным на сегодняшний день биологическим материалам присуще только одно из этих свойств – какие, смотри табл.1.

Например, остеоиндуктивные свойства имеют обогащенная тромбоцитами плазма крови, содержащая высокую концентрацию остеоиндуктивных белков (PDG-F, TGF-В и IGF-I), а также препараты, содержащие костные морфогенетические белки [Венц Б., 1998; Brekke J., Toth J., 1998; Groeneveld E., 1999; Sumner D., 1995].

Остеокондуктивными свойствами обладают костные гомо– и гетеротрансплантаты [Freinberg S., Fonseca R., 1986; Lynch S., Genco R., Marx R., 1999].

Остеоиндуктивные свойства они утрачивают частично или полностью в процессе обработки и стерилизации [Aspenberg R., Lindqvist S.-B., 1998; Bays R.A., 1983].

К остеокондуктивным материалам биологического происхождения следует отнести некоторые кальций-карбонатные и кальций-фосфат-ные материалы, коллаген и производные протеинов эмалевого матрикса зубов (Эмдогейн®).

Для получения биологических кальций-карбонатных материалов используют натуральные кораллы, а кальций-фосфатных – кости животных. Получаемый из кораллов материал представляет собой поли-кристаллическую керамику, основу которой составляет кристаллический карбонат кальция – арагонит [Chave K., Smith S., Roy K., 1972; Guillemin G., 1989; Lynch S., Genco R., Marx R., 1999].

Биосовместимые материалы

Согласно определению W. Wagner (1991) биосовместимые материалы – это материалы, имеющие небиологическое происхождение и применяемые в медицине для достижения взаимодействия с биологической системой.