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

тида варнерина (60 мг/мл) на 4 ч с последующей однократной промывкой. Все пластинки окрашивали двумя способами для определения общей биомассы и жизнеспособных клеток по методикам, описанным выше.

Полученные и обработанные результаты исследования пленкообразующих свойств S. epidermidis 33 после 48 ч инкубации и действия пептида варнерина на экспериментальных образцах базисного полиамидного конструкционного материала Vertex ThermoSens, в том числе с введенным в его состав наноразмерным диоксидом титана, представлены в табл. 5.4.

Таблица 5 . 4

Содержание живых клеток и общая биомасса пленок S. epidermidis 33 через 48 ч роста и действие варнерина на экспериментальных образцах из Vertex ThermoSens с введенным наноразмерным диоксидом титана, УЕ

Биопленки (48 ч) S. epidermidis 33 (M ± m)

Примечание: * – статистическая значимость полученных результатов при р < 0,05.

Для большей наглядности полученные результаты экспериментов представлены на рис. 5.13, из которого видно, что экспериментальные образцы Vertex ThermoSens при введении в их состав наноразмерного диоксида титана обладали меньшей сорбирующей актив-

191

ностью в отношении как общей биомассы бактериальных пленок, так и содержания в ней живых клеток. После двухсуточной персистенции на этой поверхности биопленок бактерий S. epidermidis 33 их биомасса статистически значимо существенно снижалась. Обработка в течение 4 ч экспериментальных образцов обеих групп низкомолекулярным катионным пептидом варнерином (водный раствор 60 мг/мл) приводила к снижению содержания живых клеток и общей биомассы пленок более чем в два раза.

Таким образом, полученные результаты свидетельствуют о том, что действие низкомолекулярного катионного пептида варнерина является эффективным в отношении живых клеток микробных пленок, формирующихся, в частности, на поверхностях диоксида титана и полиамидного материала Vertex ThermoSens с введенным в их состав наноразмерным диоксидом титана.

Рис. 5.11. Сравнение содержания живых клеток и общей биомассы пленок S. epidermidis 33 через 48 ч роста на экспериментальных образцах

из Vertex ThermoSens

Наномодификация поверхности статистически значимо приводила к более чем трехкратному снижению биомассы пленок S. epidermidis 33 при культивировании в течение 48 ч.

Введение в состав базисного конструкционного материала Vertex ThermoSens наноразмерного диоксида титана в количестве до 1 мас. % статистически значимо приводило к угнетению пленко-

192

образующей способности S. epidermidis 33 при культивировании в течение 48 ч, кроме этого, на поверхности экспериментальных образцов снижалась общая биомасса (более чем в два раза), а также и количество живых персистирующих бактериальных клеток. Та же картина наблюдалась и при действии низкомолекулярного катионного пептида варнерина на экспериментальных образцах, но снижение содержания живых клеток и общей биомассы происходило значительно больше – в 3–4 раза.

Резюмируя результаты выполненных исследований, можно констатировать, что поверхностное наноструктурированное покрытие диоксидом титана и введение в состав базисного материала наноразмерного диоксида титана значительно снижают формирование биопленок S. epidermidis 33 и способствуют проявлению эффективного антибактериального действия варнерина – нового низкомолекулярного катионного пептида семейства лантибиотиков, вызывающего лизис клеточных элементов бактериальных пленок.

Следует отметить, что данный факт имеет важное практическое значение для использования результатов проведенных экспериментов в клинической стоматологии в качестве нового способа профилактики и лечения воспалительных заболеваний слизистой оболочки полости рта, в том числе послеоперационных осложнений у больных с ПДЧК, а также после операций дентальной имплантации.

Полученные экспериментальные данные подтверждают эффективность разработанных авторами подходов к ингибированию образования и функционирования бактериальных пленок на органах полости рта и на поверхностях конструкционных материалов (патент на изобретение РФ № 2582228 от 30.03.2016). Результаты этих исследований in vitro позволяют (при оформлении соответствующих документов) перейти к конкретным пилотным клиническим исследованиям.

193

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Ортопедическая стоматология – одна из материалоемких спе-

конструкционные материалы, в частности созданные на основе наноструктурированного диоксида титана. Выгодные физико-механи- ческие свойства и параметры биосовместимости наноструктурированного диоксида титана делают его весьма привлекательным в качестве конструкционного материала для изготовления зубных протезов. Однако в научной литературе работы, посвященные всестороннему изучению и влиянию на организм наноструктурированного диоксида титана, немногочисленны, что и определило научный интерес авторов в данной области.

Экспериментальные и клинические исследования, проведенные в работе, позволили разработать технологию получения не импортной, а отечественной наноструктурированной диоксидтитановой керамики и покрытий на ее основе, а проведенные исследования показали их химическую чистоту, высокоразвитую наноструктурированную поверхность и достаточную прочность.

Экспериментально доказанные биосовместимость подобного рода керамики и усиленный добавлением пептида варнерина ее антибактериальный эффект открывают новые перспективы создания и использования в клинике конструкционных материалов и покрытий на основе диоксида титана.

Показана высокая эффективность ортопедического лечения пациентов с переломами и тяжелыми состояниями при ПДЧК с использованием разработанных и модифицированных нами конструкций сложночелюстных протезов и аппаратов, позволяющих добиться в конечном счете физической, психологической и социальной адаптации больных. Одновременно с этим полученные данные дополнительных методов обследования позволяют рекомендовать их для широкого использования в стоматологической практике.

194

Проведенные исследования позволили сделать следующие выводы и определить практические рекомендации:

1.Структурно-функциональные нарушения ЧЛО у пациентов

спереломами и приобретенными дефектами челюстных костей сопровождаются и осложняются неблагоприятным стоматологическим статусом. Наибольшая потребность в предварительной хирургической подготовке выявлена у 62,3 % пациентов, в терапевтической подготовке – у 54,7 %; в общей структуре нуждающихся необходимость изготовления сложночелюстных протезов и аппаратов в предоперационном периоде составила 25,3 %; в 11,2 % требуется ортопедическое лечение переломов челюстных костей посредством аппаратов и шин. Лечебно-диагностический алгоритм маршрутизации таких пациентов для проведения дополнительных методов обследования определяет оптимальную тактику их ортопедического лечения с учетом поврежденных звеньев челюстно-лице- вой области, что позволяет улучшить качество лечения и жизни данной категории больных.

2.Предложенные и модифицированные рациональные конструкции сложночелюстных протезов и аппаратов разработаны с позиции функционально-физиологического подхода. С использованием дополнительных клинико-лабораторных методов исследования обоснована рациональность применения сложночелюстного протеза на верхнюю челюсть из модифицированного наноразмерным диоксидом титана полиамидного материала Vertex ThermoSens, что позволяет конструировать безметалловые, упрочненные и облегченные сложночелюстные протезы с физиологичным распределением нагрузки на ткани протезного ложа и опорные зубы и с восполнением эстетических параметров.

3.Разработанные и модифицированные ортопедические конструкции для лечения пациентов с переломами и приобретенными дефектами челюстных костей с позиции функционально-физио- логического подхода и применение предложенного алгоритма параклинических методов исследований улучшают качество лечения, подтвержденное их клинической эффективностью, разработанным

195

опросником оценки качества жизни в ближайшие и отдаленные сроки наблюдения.

4.Полученный по разработанной технологии наноструктурированный диоксид титана в форме анатаза не препятствует процессу остеоинтеграции и не вызывает патологических изменений в области контакта с костной тканью, обладает свойствами длительного ингибирования образующейся микробной пленки, снижая риск развития воспалительных осложнений со стороны костной ткани при реконструктивном хирургическом лечении и операции дентальной имплантации.

5.При изготовлении наноструктурированных образцов TiO2 общая их площадь увеличивается в силу создания высокоразвитой поверхности, что способствует при внутримышечной их имплантации ускоренному образованию соединительнотканной капсулы вокруг генетически чужеродного материала, структурно упрочненной за счет фиксации в порах имплантата тонких коллагеновых волокон.

6.При внутримышечной имплантации образцов диоксида титана с наноструктурированной поверхностью, обработанных варнерином в концентрации 120, 60, 30 мг/мл, выявлен дозозависимый эффект.

Дистрофические и дегенеративные изменения на органнотканевом уровне с одновременным расстройством периферического

кровотока у крыс 4-й группы, сопровождавшиеся выраженным лейкоцитозом ((20,61 ± 1,27)103/мкл), доминировавшим парциальным увеличением гранулоцитов крови с нейтрофильным регенеративным

сдвигом влево, высокими показателями АЛТ (114,86 ± 6,08 МЕ/л) и АСТ (122,05 ± 4,81 МЕ/л) при самых низких значениях месячного прироста и массы тела самцов на выходе из эксперимента (365,09 ± 5,86) явились отражением цитолитического синдрома. Указанные структурно-функциональные нарушения суммарно свидетельствуют о несостоятельности защитных механизмов организма, влияющих на снижение адаптационных возможностей и устойчивости животных 4-й группы к повреждающему фактору – токсической концентрации варнерина 120 мг/мл.

196

При использовании образцов с варнерином в дозе 60 мг/мл в зоне локального воспаления у грызунов преобладают пролифера- тивно-репаративные процессы, что обеспечивает смещение развивающегося воспалительного процесса в сторону саногенеза с полным восстановлением параметров функционального и морфологического гомеостаза к 28-му дню экспериментального наблюдения.

При введении крысам 6-й группы образцов с варнерином (30 мг/мл) сохранившиеся незначительные изменения на органнотканевом уровне с умеренной экспрессией рецепторов IL-2Rα, TNFαR1 к цитокинам, абсолютным лимфомоноцитозом к 28-м суткам опыта могут рассматриваться в качестве незавершенных за- щитно-приспособительных механизмов, выраженность которых оказывается адекватной по качеству, но недостаточной по количеству, протекающих, однако, с сохранением адаптационных возможностей организма в ответ на инвазивное вмешательство.

7.Доклинические морфологические исследования свидетельствуют о высокой степени биосовместимости с костной тканью лабораторных животных наноструктурированного диоксида титана. При имплантации его в костную ткань нижней челюсти морских свинок процессы остеогенеза протекают в ней более эффективно, чем при введении титана.

8.Введение в состав полиамида Vertex ThermoSens наноразмерного диоксида титана (до 1 мас. %) улучшает прочностные характеристики конструкционного материала, увеличивая максимальное напряжение на 8,4 %, модуля Юнга на 7,2 %, соответствует тре-

и может быть использован для изготовления упрочненных, облегченных и эстетичных сложночелюстных протезов при ортопедическом лечении пациентов с приобретенными дефектами верхней

инижней челюсти.

9.Совокупное использование низкомолекулярного катионного пептида варнерина в подобранной концентрации и исследованных материалов, полученных на основе наноструктурированного диок-

197

сида титана, усиливает их совместный антибактериальный эффект, а их применение на этапах ортопедической реабилитации и хирургического реконструктивного лечения пациентов с переломами

иприобретенными дефектами верхней и нижней челюсти может способствовать ингибированию образования микробной пленки на конструкционном материале.

Практические рекомендации:

1.Совместное обсуждение ортопеда-стоматолога с хирургомстоматологом тактики ведения пациентов с переломами и приобретенными дефектами челюстных костей позволит оптимально спланировать этапы лечения и снизить количество возможных осложнений в комплексной специализированной помощи пациентам в пред-

ипослеоперационном периоде.

2.Необходимо применение разработанного алгоритма параклинических методов обследования пациентов с переломами, приобретенными дефектами челюстных костей для определения оптимальной тактики ведения и мониторинга проводимого лечения.

3.Необходим дифференцированный подход при выборе конструкционного материала для изготовления сложночелюстных протезов, аппаратов с учетом топографии дефектов и индивидуальных особенностей пациента.

4.Целесообразно придерживаться функционально-физиологи- ческого подхода на ортопедическом этапе лечения пациентов с переломами, приобретенными дефектами челюстных костей на основе разработанных и модифицированных методик, способов и рациональных конструкций сложночелюстных протезов и аппаратов, что способствует улучшению качества лечения.

5.При изготовлении съемных сложночелюстных протезов материалом выбора является полиамид Vertex ThermoSens, обладающий выгодными физико-механическими и эстетико-функциональ- ными свойствами и не препятствующий, при необходимости, проведению лучевой терапии у пациентов в случае наличия у них онкологического заболевания ЧЛО.

198

6.Рекомендовано использование опросников для оценки качества жизни у пациентов с переломами, приобретенными дефектами челюстных костей до и после ортопедического лечения для оценки его эффективности и индивидуализированной оценки клинического состояния зубочелюстной системы, физического функционирования, психоэмоционального состояния, социального функционирования, ожидания от предстоящего протезирования и влияния на жизнь респондента результатов ортопедического лечения.

7.Полученные результаты доклинических исследований биосовместимости наноструктурированного диоксида титана и низкомолекулярного катионного пептида варнерина в подобранной концентрацией с тканями животных позволяют рекомендовать их для клинического использования на ортопедическом этапе лечения пациентов с переломами и приобретенными дефектами челюстных костей при условии оформления соответствующих документов.

199

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ

АЛТ – аланинаминотрансфераза АСТ – аспартатаминотрансфераза АСМ – атомно-силовая микроскопия

ВНЧС – височно-нижнечелюстной сустав ВОЗ – Всемирная организация здравоохранения

КЛКТ – конусно-лучевая компьютерная томография КР – комбинационное рассеяние МРТ – магнитно-резонансная томография ОПТГ – ортопантомография

ПДЧК – приобретенные дефекты челюстных костей СОПР – слизистая оболочка полости рта СПФ – свободные от патогенной флоры СЭМ – сканирующая электронная микроскопия УЗИ – ультразвуковое исследование ЧЛО – челюстно-лицевая область ЭМГ – электромиография

200