FAILURE OF BONE GRAFTING OF THE MANDIBLE A FREE BONE GRAFT AND HOW TO RESOLVE THEM

Abstract

The article deals with the fate of the transplanted free bone graft. Analyzed changes in the tissues surrounding the transplanted graft. The ideal graft is a demineralized bone matrix, which contains the bone morphogenetic proteins, biodegradable replacement of the newly formed bone, is inert to surrounding tissues, and being porous, is a template for the ingrowth of blood vessels. Thus, demineralized bone matrix is an alternative to bio-organic, ceramic and synthetic tarnsplants in view of osteoinductivity.

Full Text

Проблемы свободной остеопластики нижней челюсти (НЧ) существуют давно. Известно, что остеопластика свободным костным трансплантатом длиной более 4-5 см чаще всего оказывается неудачной. В лучшем случае происходит замещение новообразованной костной тканью на протяжении 1,5-2 см концов трансплантата, которые контактируют с костью реципиента. Судьбу свободного костного трансплантата можно разделить на три варианта: медленное рассасывание без признаков острого воспаления, когда, кажется, что всё идёт хорошо, но рентгенограммы, выполненные в динамике, регистрируют уменьшение трансплантата. Это говорит о замедленном иммунном ответе. И заканчивается это появлением жесткого рубца на месте трансплантата. Второй вариант, когда возникает бурный острый воспалительный процесс, который чаще всего воспринимают как защитное воспаление на инфицирование раны. Однако проводимые противовоспалительные действия не дают желаемого результата. И по прошествии нескольких недель врачи должны признать, что острое воспаление -это немедленный иммунный ответ организма на чужеродное тело. Трансплантат подлежит удалению. И, наконец, третий вариант, когда никакого воспаления нет, костный трансплантат не уменьшается, а вокруг него появляется небольшая дымка новообразованной костной ткани. Нам не встретилось статей, в которых было бы объяснение неудач свободной остеопластики с привлечением гистологических и биохимических данных. При замещении костного тарнсплантата одновременно происходят два процесса. Рассасывание пересаженной кости и созидание новой. Рассасыванием занимаются остеокласты. В норме они в небольшом количестве присутствуют возле кости постоянно и по сигналу остеобластов начинают действовать. Этот процесс в кости происходит постоянно и носит название физиологического остеогенеза. Состарившиеся остеоны подвергаются рассасыванию и на их месте появляются новые. Что же должно происходить в тканях после пресадки трансплантата? Введение трансплантата в мягкие ткани должно сопровождаться посылкой какогото сигнала остеобластам, а от них - остеокластам. Внутри пересаживаемой живой аутологичной кости имеется немного остеобластов, которые, как амёбы, могу перемещаться из кости и вызывать остеокласты. Кроме того, на месте операции на повреждённых тканях появятся макрофаги, которые, слившись, создадут остеокласты. Для созидания кости крайне необходимо создать достаточно мощную микроциркуляторную сеть в этой области. После рассечения тканей, остеотомии и отслойки надкостницы материнской кости разрушаются питающие сосуды, что ведет к гипоксии тканей. Микроатмосфера этой зоны в условиях гипоксии, изменённая рН, агломерация и разрушение тромбоцитов с выделением, в частности, тромбоцитарного фактора роста (ТФР) и фактора роста фибробластов-2 (ФРФ-2), появление трансформирующего фактора роста-Ь1 (ТФР-pi) побуждают остеобласты к выработке эндотелиального фактора роста сосудов (ЭФРС), который является важным ангиогенным цитокином [i, 2]. Warren и соавт. (200i) (цитировано по [3]) обнаружили этот белок в остеобластах, макрофагах и клетках эндотелия. Под влиянием этого цитокина на сохранившихся сосудах появляются сосудистые почки, которые в дальнейшем превратятся в капилляры. Остеотомированные концы материнской кости подвергаются резорбции с высвобождением морфогенетических белков кости (МБК). Семейство МБК насчитывает i5 представителей, они являются одним из важнейших факторов ремоделирования и регенерации костной ткани [4, 5]. Эти белки обладают мощным остеоиндуктивным действием и способны стимулировать образование новой кости путём индукции дифференцировки мезенхимальных клеток в активные остеобласты [6]. Травмированные мягкие ткани, макрофаги и остеобласты продуцируют фактор роста фибробластов (ФРФ) и инсулиноподобный фактор роста (ИФР). Эти цитокины, а также ТФР-Ь1 и ФРФ-2 побуждают перициты трансформироваться в остеобласты. Примитивные мезенхимальные клетки, остеобласты, внеклеточный матрикс и соединительная ткань в месте операции интенсивно вырабатывают ТФР-b 1-белок. Высокий уровень экспрессии МБК-2, 4 и 7 сопровождает весь период созидания кости. Возникшие юные остеобласты, совершив около 50 делений, наконец, приступают к построению коллагенового костного матрикса [3]. Отрастающие от сосудов капилляры из отломков материнской кости и окружающих мягких тканей устремляются к трансплантату и врастают в опустевшие костно-мозговые пространства. В этом месте, по-видимому, формируется центр синтеза кости. Вдоль этих капилляров от концов материнской кости к костному трансплантату начинают строиться юные костные балочки. Кроме того, отделившиеся от остеобластых пулов юные остеобласты строят костные балочки в мягких тканях вдоль капилляров, окружающих трансплантат. Эта юная кость на рентгенограммах создаёт лёгкую дымку вокруг трансплантата. Параллельно с созиданием кости происходит остеокластическое или пазушное рассасывание трансплантата. Так должно происходить в идеале, но, к сожалению, происходит только при трансплантатах небольшой величины, где быстро встраивается богатая капиллярная сеть и имеется большая концентрация остеогенных клеток. Обычно трансплантат пересаживают в рубцово-изменённые ткани или в Филатовский стебель, где нет хорошей микроциркуляторной сети, остеобластов и цитокинов, которые они и другие клетки вырабатывают. Зато множество остеокластов хорошо справляются со своей задачей. Неудовлетворительные результаты опечаливают врачей, расстраивают больных и не имеют перспективы. Известны случаи, когда настойчивым больным выполняли по 3-4 операции костной пластики. Известно, что регенераторному потенциалу ауто-логичого костного трансплантата равных нет. Однако в последние годы вместо такого трансплантата предлагают трансплантаты, которые можно разделить на 3 группы: биоорганические (деминерализованный костный матрикс, коллаген, фибринколлагеновая паста); керамические (в-трикальцийфосфатная керамика, коралл, парижский пластырь) и синтетические полимеры (полимолочная кислота, полиангидрид, по-лиортоэстер) [5]. Среди этих материалов наибольший интерес представляет деминерализованный костный матрикс (ДКМ), содержащий МБК. Эти заменители насыщают рекомбинантными морфогенетическими белками кости (rhBMP). По мнению многих исследователей, эти трансплантаты являются реальной альтернативой аутологичному костному трансплантату. Идеальный трансплантат должен обладать высокой остеогенной потенцией и отсутствием антиген-ности, простотой получения и постоянной доступностью, удобной для клинического применения геометрической формой и способностью к биодеградации [4, 6-8]. Большинство названных материалов не отвечают этим требованиям. Так, в-трикальцийфосфатная керамика [9], полиактид-олиликолид сополимер [10], полимолочная кислота [11] сохраняются в костном дефекте дольше 6 мес. Вокруг него образуется костный футляр недостаточной прочности, и поэтому происходят переломы. Фибриново-коллагеновая паста и фибриновый клей индуцируют хронический воспалительный процесс и угнетают гетеротопический остеогенез [12, 13]. Трансплантат, используемый в качестве остеокондуктора, должен быть пористым и резорбироваться до построения на его месте костного регенерата и заполнения костного дефекта. Материалом, сочетающим в себе остеокондуктив-ные и остеоиндуктивные свойства, является ДКМ [5, 7, 14-17]. Он имеет значительную пористость и хорошо резорбируется, так как его волокнистая основа -естественный субстрат для организма. Длительность резорбции имплантируемого ДКМ можно регулировать степенью деминерализации исходной нативной кости [15, 18]. Рассасывающийся ДКМ служит строительным материалом для новообразованной кости [19, 20]. Добавление аутологичного костного мозга к ДКМ приближает его к аутотрансплантату. Деминерализованный костный трансплантат (ДКТ) обладает определёнными преимуществами: - содержит морфогенетические белки кости, которые стимулируют остеогенез, ангиогенез, ускоряют созревание костного матрикса; -биодеградирует с замещением новообразованной костной тканью; - инертен по отношению с окружающим мягким тканям; - его волокнистая структура является естественным субстратом для организма; - имеет значительную пористость и является матрицей для прорастания сосудов; - способен адсорбировать и выделять в течение определённого времени лекарственные средства, стимуляторы остеогенеза (цитокины). Остеоиндуктивая активность ДКТ - не единственное условие успеха. Огромное значение имеет состояние воспринимающего ложа и пациента. Рубцовые изменения в области вмешательства, бедная микроциркуляторная сеть, дремлющая инфекция могут свести на нет удачно выполненную операцию. Именно поэтому восстановлению репаративного потенциала окружающих трансплантат тканей, созданию условий его нормальной ассимиляции и перестройки с помощью лекарственных средств и физических методов должно уделяться особое внимание [15]. Репаративный остеогенез - это многокомпонентный процесс, основными элементами которого являются дифференцирование остеогенных клеток, их пролиферация, резорбция пересаженной кости, созидание и ремоделирование новообразованной кости и её минерализация. Все эти процессы происходят одновременно с преобладанием одного из них на определённом этапе. Современные знания дают представление о четырёх механизмах воздействия трансплантата или имплантата на процессы регенерации кости. Остеобластический остеогенез - это стимуляция за счёт трансплантации остеогенных клеток, находящихся в аутотрансплантате. Остеокондуктивный остеогенез (остеокондукция) -является способом пассивной стимуляции остеогенных клеток с помощью полусинтетических и синтетических заменителей кости, а также с помощью аллогенных костных трансплантатов. По-видимому, в материнском ложе, богатом остеогенными клетками, происходит их активация под действием имплантата. Имплантат соединяется с костным ложем грануляционной тканью, резорбируется и постепенно замещается новой костью. Остеоиндуктивный остеогенез (остеоиндукция) представляет собой фенотипическое преобразование индуцибельных клеток (перицитов, стволовых клеток) под воздействием морфогенетических белков кости (МБК). Стимулированный остеогенез - воздействие определённых факторов, которые усиливают протекающий остеогенез [7]. В ДКТ сочетаются остеоиндукция и остеокондук-ция. Безусловно, более важным компонентом является остеоиндукция, осуществляемая высвобождающимися из экстрацелюллярного матрикса МБК. Остеоиндукция превосходит остеоиндукцию в том, что активно воздействует на слабое в остеогенном отношении ложе, побуждая кость к заживлению. Известно, что полусинтетические имплантаты в гетеротопическом ложе не индуцируют костеобразование, ДКТ неизбежно вызывает остеогенез. Таким образом, деминерализованная аллогенная кость представляет собой интересную альтернативу всем видам небиологических средств замещения кости ввиду наличия остеоиндуктивности, а применение ДКТ в качестве стимулятора остеогенеза представляется перспективным. Остеогенетические возможности этого трансплантата можно во много раз повысить, насытив его МБК-2, 4 и 7. Эти цитокины медленно выделяются в окружающую среду и создают картину нормальной регенерации. И это очень важно, так как инъецирование цитокинов вокруг пересаженного трансплантата не даёт желаемого результата, поскольку эти вещества быстро исчезают из этой области. Полностью деминерализованный костный трансплантат является мягким, и для удержания отломков челюсти в нормальном состоянии может потребоваться титановая конструкция. Есть предложения использовать частично деминерализованный трансплантат. Этот вариант позволяет выполнить сразу две задачи: удаление значительной части минерального компонента кости облегчает выход МБК, что стимулирует остеогенез; костный трансплантат сохраняет значительную прочность для удержания отломков челюсти в правильном положении. Такой трансплантат является идеальным для костной пластики нижней челюсти.