BACKGROUND: Limited understanding of direct bone formation during repair of alveolar ridge defects—compared with extensively studied endochondral ossification—leads to varied interpretations of treatment outcomes and efficacy assessments in dentistry and maxillofacial surgery.
AIM: This study aimed to investigate early repair of critical-sized alveolar bone defects via intramembranous ossification using noninductive biomaterials.
METHODS: This segment of the study was conducted at the Central Research Laboratory of Kuban State Medical University utilizing three sexually mature healthy minipigs. Animal care adhered to bioethical standards. Critical-sized bone defects were filled with acellular dermal matrix and naturally derived osteoconductive granules. Animals were euthanized on day 120. Morphologic assessment of decalcified specimens was performed with hematoxylin and eosin, van Gieson’s picrofuchsin, and Masson’s trichrome (BioVitrum, Russia). Randomization was not applied.
RESULTS: Defect repair was mediated by de novo vascularization via initiation of local hematopoiesis. Sinusoidal capillaries formed in the venous network of the regional vascular bed, with emerging hematopoietic cells migrating through discontinuous endothelium. Immature precursor cells proliferated and differentiated predominantly into segmental granulocytes, which participated in dynamic intercellular and cell–matrix interactions, forming transient intermediate cell types. These processes led to the development of a reticular connective tissue—niche resembling bone marrow structures—with new osteoid and reticulofibrotic trabeculae. Noninductive matrix and granular biomaterials demonstrated an effect on vasculogenesis.
CONCLUSION: These results reveal a direct relationship between the induction of hematopoiesis in sinusoidal capillaries within alveolar defects and intramedullary osteogenesis. Granulocytes play a pivotal role in normal healing and reparative dysregulation in the presence of nonresorbed osteoconductive granules.
Обоснование. Недостаток знаний о природе прямого костного образования в ходе замещения дефектов альвеолярного челюстного гребня, в отличие от более изученного паттерна энхондрального окостенения, объясняет разные трактовки исходов лечения и оценки эффективности реконструктивных методик в стоматологии и челюстно-лицевой хирургии.
Цель. Изучение раннего замещения объёмных дефектов альвеолярной челюстной кости в контексте паттерна прямого костного образования с использованием неиндуцирующих биоматериалов.
Методы. Публикуемый фрагмент работы выполнен в научно-производственном отделе Центральной научно-исследовательской лаборатории Кубанского государственного медицинского университета на трёх половозрелых здоровых минипигах. Были соблюдены принципы биоэтики и требования работы с животными. В моделированные объёмные костные дефекты вводили пластические биоматериалы — ацеллюлярный дермальный матрикс и остеокондуктивные гранулы природного происхождения. На 120-е сутки животных выводили из эксперимента. Морфологическую оценку декальцинированного материала аутопсий проводили путём окраски гематоксилином и эозином, пикрофуксином по Ван-Гизону, трихромом по Массону («БиоВитрум», Россия). Рандомизацию не использовали.
Результаты. Замещение объёмных дефектов альвеолярного челюстного гребня происходит за счёт васкуляризации de novo путём запуска процесса местного кроветворения. В венозном звене регионального сосудистого русла формируются синусоидальные капилляры с созревающими внутри гемопоэтическими клетками, часть из которых мигрирует в ткань через прерывистые стенки. Незрелые клетки-предшественники активно пролиферируют и дифференцируются, преимущественно в сегментоядерные гранулоциты, которые участвуют в динамичных процессах межклеточных и клеточно-матриксных взаимодействий с образованием переходных промежуточных клеточных форм. В результате формируется ретикулярная соединительная ткань — ниша костномозговых структур, продуцируется остеоид с появлением ретикулофиброзных костных балок. Выявлено воздействие на васкулогенез неиндуцирующих матриксных и гранулированных биоматериалов.
Заключение. Результаты экспериментального исследования раскрывают существование прямой связи между инициацией кроветворения в синусоидальных капиллярах зоны альвеолярных дефектов и событиями интрамедуллярного остеогенеза. Выявлена активная универсальная роль гранулоцитов при нормальном заживлении и при асинергии репаративного процесса в присутствии нерезорбированных остаточных гранул остеокондуктора.