Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги / Наноструктурированная керамика на основе диоксида титана для ортопедического этапа лечения пациентов с переломами и приобретенными дефектами челюстных костей

..pdf
Скачиваний:
0
Добавлен:
12.11.2023
Размер:
14.07 Mб
Скачать

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Пермский государственный медицинский университет им. академика Е.А. Вагнера» Министерства здравоохранения Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Пермский национальный исследовательский политехнический университет»

НАНОСТРУКТУРИРОВАННАЯ КЕРАМИКА НА ОСНОВЕ ДИОКСИДА ТИТАНА ДЛЯ ОРТОПЕДИЧЕСКОГО

ЭТАПА ЛЕЧЕНИЯ ПАЦИЕНТОВ С ПЕРЕЛОМАМИ И ПРИОБРЕТЕННЫМИ ДЕФЕКТАМИ ЧЕЛЮСТНЫХ КОСТЕЙ

Монография

Издательство Пермского национального исследовательского

политехнического университета

2020

УДК 615.464:546.821].03:616.716.8-001.5-007-089.23 ББК 56.6

Н25

Авторы:

О.А. Шулятникова, Г.И. Рогожников, В.А. Четвертных, С.Е. Порозова, Е.Е. Олесов

Рецензенты:

доктор медицинских наук, профессор, заслуженный деятель науки РФ, заведующий лабораторией материаловедения Центрального научно-исследовательского института стоматологии и челюстно-лицевой хирургии И.Ю. Лебеденко (г. Москва);

доктор медицинских наук, профессор, заведующий кафедрой хирургической стоматологии Белорусского государственного медицинского университета И.О. Походенко-Чудакова (г. Минск);

доктор технических наук, лауреат премии Пермского края в области химии и наук о материалах, профессор кафедры «Инновационные технологии машиностроения» Пермского национального исследовательского политехнического университета Л.Д. Сиротенко (г. Пермь)

Наноструктурированная керамика на основе диоксида титана Н25 для ортопедического этапа лечения пациентов с переломами и приобретенными дефектами челюстных костей : монография / О.А. Шулятникова, Г.И. Рогожников, В.А. Четвертных, С.Е. Порозова, Е.Е. Олесов. – Пермь : Изд-во Перм. нац. исслед. политехн. ун-та,

2020. – 207 с.

ISBN 978-5-398-02265-0

Представлен обзор по проблемам, возникающим на этапах комплексного лечения пациентов с переломами и приобретенными дефектами челюстных костей, проведен анализ и обобщены подходы по их решению. Показаны преимущества предложенных оригинальных и модифицированных ортопедических конструкций, материалов, в том числе с патофизиологическим, морфологическим и клиническим их обоснованием.

Предназначена для врачей-стоматологов, биомехаников, атакже студентов и аспирантовкакстоматологических, такимеханико-математическихфакультетоввузов.

УДК 615.464:546.821].03:616.716.8-001.5-007-089.23 ББК 56.6

ISBN 978-5-398-02265-0

© ФГБОУ ВО ПГМУ им. академика

 

Е.А. Вагнера Минздрава России, 2020

 

© ПНИПУ, 2020

ОГЛАВЛЕНИЕ

 

ВВЕДЕНИЕ............................................................................................

5

ГЛАВА Ι. Переломы и приобретенные дефекты

 

челюстных костей .......................................................................

7

1.1.Этиологические факторы, распространенность переломов и приобретенных дефектов

челюстных костей.....................................................................

7

1.2.Конструкционные материалы, применяемые для изготовления сложночелюстных протезов и аппаратов при ортопедическом лечении пациентов с переломами

и приобретенными дефектами челюстных костей..............

11

1.3. Проблемы на ортопедическом этапе комплексного

 

специализированного лечения пациентов с переломами,

 

приобретенными дефектами челюстных костей .................

19

ГЛАВА II. Ортопедический этап лечения пациентов

 

с переломами и приобретенными дефектами

 

челюстных костей .....................................................................

22

2.1. Стоматологический статус и ортопедический этап

 

лечения пациентов с переломами и приобретенными

 

дефектами челюстных костей................................................

22

2.2. Описание клинических случаев............................................

66

ГЛАВА III. Получение наноразмерного порошка диоксида

 

титана и наноструктурированных материалов

 

на его основе..............................................................................

84

3.1. Синтез и исследование нанопорошка диоксида титана......

84

3.2. Армирование полиамидного базисного конструкционного

материала Vertex ThermoSens наноразмерным порошком

 

диоксида титана......................................................................

86

3.3. Компактирование наноразмерного порошка

 

диоксида титана......................................................................

92

 

3

3.4. Получение и исследование наноструктурированной

 

активной поверхности диоксида титана...............................

95

3.5. Способ модифицирования поверхности титановых

 

имплантатов..........................................................................

101

ГЛАВА IV. Особенности реагирования органов и тканей

 

лабораторных животных на диоксид титана с различными

 

вариантами его технологической обработки.......................

107

ГЛАВА V. Ингибирование образования микробных пленок

 

с использованием низкомолекулярного поликатионного

 

пептида варнерина на конструкционных материалах

 

на основе диоксида титана.....................................................

180

ЗАКЛЮЧЕНИЕ .................................................................................

194

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ...............................................................

200

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК..............................................

201

4

ВВЕДЕНИЕ

По данным Всемирной организации здравоохранения, за последние два года в мире одни только черепно-лицевые травмы составили около 40 % среди всех видов травм. В 60 % случаев возраст пострадавших не превышает 40 лет, а инвалидность, по данным И.С. Копецкого (2012), достигает 42 %. В структуре заболеваемости взрослого населения РФ травмы челюстно-лицевой области занимают 10-е место, а повреждение челюстных костей в последние десять лет увеличилось в 3 раза. Наблюдается также рост количества больных с наличием новообразований челюстных костей, потеря их целостности влечет за собой развитие эстетико-функциональных нарушений, тяжесть которых определяется объемом дефекта челю- стно-лицевой области (ЧЛО). Это в большинстве случаев требует стоматологической ортопедической реабилитации, актуализируя вопрос совершенствования и модификации конструкций сложночелюстных аппаратов и протезов и доказательной базы их эффективности, в том числе с использованием функциональных методов исследований [21].

На этапах комплексного специализированного лечения пациентов с переломами и приобретенными дефектами челюстных костей (ПДЧК) развитие осложнений воспалительного характера, по данным разных авторов, встречается в 13–56 % случаев [15]. Кроме этого, появление новых конструкционных материалов приводит к развитию нозокомиальных инфекций в 3–5 % случаев, в возникновении которых немаловажная роль отводится неизбежно образующейся микробной пленке, приводящей к увеличению сроков лечения [39, 48]. При этом проблемы биопленкообразования предлагается решать нанесением на поверхность конструкционного материала компонентов, обладающих бактерицидными свойствами, в частности, ионов серебра, антибиотиков и др. [45].

В настоящее время прогрессивным направлением в стоматологическом материаловедении является использование наноструктурированных конструкционных материалов, позволяющих решать

5

вопросы улучшения прочностных, биосовместимых и токсикогигиенических характеристик. Особую значимость представляют отечественные наноструктурированные конструкционные материалы на основе диоксида титана, обладающего привлекательными свойствами биосовместимости и физико-механическими параметрами, что имеет важное значение в случае использования его в че- люстно-лицевой стоматологии.

Таким образом, при лечении травм челюстно-лицевой области актуальными являются вопросы модифицирования, разработки и внедрения биологически совместимых материалов, поиска антибактериальных покрытий, усиливающих противомикробные свойства используемого диоксида титана, с оценкой результатов эксперимен- тально-лабораторными методами исследования, а также рационализация и биомеханическое обоснование конструкций и методик сложночелюстного протезирования, в том числе с использованием вышеуказанных материалов.

6

ГЛАВА Ι

ПЕРЕЛОМЫ И ПРИОБРЕТЕННЫЕ ДЕФЕКТЫ ЧЕЛЮСТНЫХ КОСТЕЙ

1.1.Этиологические факторы, распространенность переломов

иприобретенных дефектов челюстных костей

Неуклонный рост научно-технического прогресса, индустриализации, автоматизации, ухудшение экологической обстановки, техногенные катастрофы, увеличение стрессогенных ситуаций, а также количества и мощности транспортных средств, локальных военных конфликтов, а вместе с ними и преумножение количества травмоопасного оружия приводят к постоянно растущему уровню травматизации населения в основном трудоспособного возраста до 60 лет. Таким образом, социально-экономическая актуальность проблемы несомненна [21].

Среди всех случаев травматизма на первое место выходят до- рожно-транспортные происшествия, при этом в 70 % случаев травмируется область головы. Повреждения костей лица являются одними из тяжёлых среди переломов и дефектов костей скелета, их тяжесть определяется характером и длительностью утраты трудоспособности. Среди всех повреждений костей лицевого черепа приобретенные дефекты нижней челюсти встречаются в 75–78 % случаев [2].

По данным Всемирной организации здравоохранения, распространенность онкологических заболеваний в мире имеет постоянную тенденцию к увеличению год от года. В РФ только в 2015 г. выявлено более полумиллиона случаев новообразований, из них 25 % – это новообразования челюстно-лицевой области. В Уральском регионе общий интенсивный показатель заболеваемости злокачественными опухолями органов полости рта за период с 2002 по 2011 г. увеличился с 3,3 до 4,1 на 100 тыс. жителей [10]. Этими же авторами приведены данные официальной онкологичес-

7

кой статистики в России за период с 2000 по 2010 г., по которым общий интенсивный показатель заболеваемости злокачественными новообразованиями полости рта и гортани увеличился с 7,26 до 8,4 на 100 тыс. населения. При этом число злокачественных новообразований встречается более чем в 2 раза чаще, чем доброкачественных, а количество злокачественных опухолей верхней челюсти в 2–3 раза больше (75–85 %), чем нижней. Следствием этого является увеличение количества пациентов с приобретенными дефектами челюстных костей, перенесших оперативные вмешательства на ЧЛО по поводу новообразований [1].

Определенную роль в возникновении ПДЧК играют воспалительные заболевания ЧЛО, в частности, одонтогенные остеомиелиты, приводящие к остеонекрозу с последующей секвестрацией. Дезоморфиновые и бисфосфонатные остеонекрозы челюстных костей, появившиеся сравнительно недавно и имеющие определенно новое клиническое течение, также являются одними из этиологических факторов, приводящих к значительным и сложным дефектам челюстных костей.

Возникающие стойкие посттравматические и послеоперационные изменения функционального и эстетического характера приводят к трудности психосоциальной адаптации пациентов в обществе и требуют безотлагательного сложночелюстного протезирования.

Всвязи с этим актуальность проблемы является несомненной; в каждом конкретном случае требуется комплексный и индивидуальный подход с привлечением специалистов узкого профиля.

Попытки классифицировать приобретенные дефекты челюстных костей предпринимались многократно, что связано с определенными сложностями. Так, детализированный анализ дефектов приводит к громоздкости предлагаемых классификаций, а применение менее подробных предопределяет возникновение большого количества вопросов при выборе оптимального лечения пациента.

Всвязи с этим в отечественной и зарубежной литературе нет единой классификации приобретенных дефектов ЧЛО. По Международной классификации болезней приобретенные дефекты и дефор-

8

мации мягких тканей и костей челюстно-лицевой области обозначены следующими кодами:

Т90.0 – Последствия поверхностных травм головы

Т90.2 – Последствия переломов костей лица

Т91.1 – Последствия поверхностных травм и ранения шеи М 95.3 – Приобретенные деформации шеи М 95.2 – Другие приобретенные деформации головы

На этапах комплексного специализированного лечения паци-

ентов с ПДЧК возможно развитие ряда осложнений. Так, некоторые авторы распределяют осложнения, возникающие в процессе лечения, на три группы: предоперационные, интраоперационные и послеоперационные [5]. Эти же авторы в отдаленные сроки после хирургического лечения выделяли такие осложнения, как рецидив деформации, недовольство пациента эстетическими результатами, нарушение чувствительности тканей в зоне иннервации тройничного нерва и возникновение нарушений функций височно-нижне- челюстного сустава.

Тем не менее наиболее распространенным осложнением при лечении пациентов с переломами и ПДЧК является воспаление. Так, количество послеоперационных воспалительных осложнений ЧЛО составляет в среднем 13–14 % и может приводить к хронизации воспалительных явлений, увеличивая сроки лечения и материальные затраты. Следовательно, на сегодняшний день остается не решенным до конца вопрос профилактики и лечения явлений воспалительного характера как наиболее частого осложнения после операций на ЧЛО, в том числе дентальной имплантации.

Послеоперационные и посттравматические изменения ЧЛО, всвою очередь, влияют на неблагоприятное изменение микробиоценоза полости рта. Дефекты верхней челюсти с ороназальным сообщением приводят к хронизации воспалительных явлений ЛОР-органов, что связано с попаданием пищевых продуктов в полость носа, трудностью проведения гигиенических мероприятий, так как даже полоскание полости рта при таких дефектах представляет для пациента определенную трудность или невозможность.

9

В.В. Афанасьев (2010) на основании собственных исследований и анализа литературных данных выявил, что осложнения при переломах челюстных костей составляют 10–30 % случаев, в большинстве случаев они касаются нижней челюсти с последующим неблагоприятным исходом в виде остеомиелита и формирования ложного сустава на фоне грубых микроциркуляторных расстройств. При переломах верхней челюсти характерным осложнением является травматический гайморит как следствие сместившихся инородных тел, костных и зубных отломков в верхнечелюстную пазуху.

В настоящее время 80 % инфекционных воспалительных заболеваний вызывает наличие в ротовой полости микробной пленки. При этом проведенные исследования свидетельствуют о том, что бактерии в биопленках имеют антибиотикорезистентность, в 1000 раз большую, чем планктонные культуры тех же видов микроорганизмов [53]. Данный факт объясняется наличием органического матрикса биопленок, который обеспечивает защиту фиксированных в нем микроорганизмов от протективных механизмов иммунной системы организма, металлов, катионов и токсинов, рН, осмотических явлений, ультрафиолетового излучения, высушивания [37, 51, 58].

Роль биопленки в развитии воспалительных заболеваний слизистой оболочки полости рта (СОПР) связана с тем, что только 20–25 % микроорганизмов располагается на поверхности зубов, остальная часть фиксируется на слизистой оболочке полости рта и конструкционных материалах протезов [55].

Появление нарушенной целостности СОПР при дефектах челюстных костей облегчает доступ бактерий микробной пленки к костной ткани, что способствует развитию воспалительных осложнений. Особую проблему представляет рост частоты возникновения нозокомиальных инфекций, возбудителями которых чаще всего являются коагулазонегативные стафилококки [51]. Опасность штаммов стафилококков, кроме повышенной вирулентности, заключается еще и в том, что вызванные ими заболевания с трудом поддаются антибиотикотерапии и требуют использования новых более токсичных антибактериальных препаратов с сохранением риска хронизации воспалительного процесса [53].

10