Диссертация (Оптимизация контроля остеоинтеграции при лечении и профилактике осложнений у пациентов с несъемными конструкциями с опорой на дентальные имплантаты), страница 5

Впрочем, один мета-анализ показал, что кумулятивнаяуспешность приживления имплантатов в течение 5-8 лет находится вдиапазоне от 79,2% до 98,5%, что не является достоверным преимуществомперед имплантатами с обычной поверхностью [Lee J.J., 2000]. В другоммета-анализе сделан вывод о том, что долгосрочные данные об имплантатахс кальций-фосфатными покрытиями весьма ограничены, хотя кумулятивнаявыживаемость в целом не отличалась от показателей для имплантатов безпокрытия [van Oirschot B.A., 2013].

Хотя кость в эксперименте явно быстрееи интенсивнее взаимодействует с подобными покрытиями, требуетсядальнейшаядетализацияпоказаний(например,остеопороз)кихприменению и хорошие мультицентровые исследования [Alghamdi H.S.,2013].УбедительныерезультатыбылиполученыcГАпокрытиямиимплантатов из циркония.

Нанокомпозиты демонстрировали хорошиефизические,физико-химическиесвойства[KaramianE.,2014]иостеоиндуктивную активность на культурах остеобластов [Pae A., 2014].Кремний-содержащие покрытия (биостекла) внедряются в практику ссередины 90-х годов прошлого века. Их достоинства состоят, прежде всего, ввозможности широкого варьирования составом для получения необходимойадгезии к металлам, в сочетании с характеристиками теплового расширенияи ударной прочности. Современные покрытия этого класса имеют состав SiCa-Mg-Na-K-P-O, и могут быть нанесены на поверхности изделий любойсложности методами эмалирования, осаждения из системы «золь – гель»,плазменного, радиочастотного напыления или импульсного лазерногоосаждения [Lopez-Esteban S., 2009; Schausten M.C., 2010].25Стеклянные покрытия имеют субмикронную толщину, высокуюстепень равномерности, устойчивы к растрескиванию, а их сравнительноумеренная степень биорезорбции обеспечивает необходимую стимуляциюостеогенеза вокруг имплантата [Hench L.L., 2009; Varanasi V.G., 2009].1.1.2.

Функционализация поверхности имплантатаИдея функционализации состоит в контролируемом размещении наповерхности имплантатов молекул с активными биологическими эффектами– адгезивных, факторов роста и т.п., что позволяет добиться максимальнобыстрой инициализации остеогенеза на всей поверхности имплантата [DohanEhrenfest D.M., 2010; Berglundh T., 2013; Albertini M., 2015].Основная цель размещения биомолекул на поверхности – за счет ихпостепенноговысвобождениявтканиуменьшитьпервичнуювоспалительную реакцию на установку имплантата, обеспечить максимальноинтенсивныйостеогенезиснизитьрискколонизацииповерхностимикроорганизмами. На эту роль подходят некоторые факторы роста ифрагменты органического матрикса кости, называемые в имплантологиибиологически активными пептидами [King W.J., 2012; Laurencin C.T., 2014].Наиболееадгезивныйудачнымдомен,примеромполученныйизявляетсяArg-Gly-Aspфибронектинаи(RGD),ламинина[Schliephake H., 2009; Mas-Moruno C., 2015].

Другие последовательности,такие как Tyr-Ile-Gly-Ser-Arg (YIGSR) или Arg-Glu-Asp-Val (REDV), такжеспособны ускорять остеоинтеграцию. Наиболее устойчивыми являютсяварианты с ковалентным связыванием пептидов с веществом покрытия ещеперед процедурой анодного напыления [Schliephake H., 2009; Beutner R.,2010].Известна попытка включить в состав покрытия один из бифосфонатов(алендронат), который в тканях способен блокировать фиброгенез в пользукостеобразования.

Эффект подтвержден на культуре мезенхимальных26стволовых клеток, посаженных на титан с функциональным покрытием [HuX., 2013].К сожалению, пока большинство методик молекулярных покрытий длядентальной имплантологии находится на стадии лабораторных испытаний[Khang Hong D.G., Oh J.-H. 2017].Одно из направлений функционализации покрытий, с помощьюкоторого можно существенно улучшить остеоинтеграцию и долговечностьслужбы имплантатов в организме – повышение антибактериальных свойств,посколькуинфицированиеявляетсявторойпочастотепричинойнесостоятельности имплантата [Pye A.D., 2009; Actis L., 2013; SchmidlinP.R., 2013; Veitz-Keenan A., 2015]. В этой роли наиболее изучены ионысеребра и золота [Cavalcanti-Adam E.A., 2006].

В качестве потенциальныхагентов могут рассматриваться также ионы меди, цинка, SeO3-, стронция,церия, галлия и ряда более экзотических редкоземельных металлов [VimbelaGina V. Et al., 2017]. В опытах in vitro показано, что использование нитридовтитана или циркония существенно повышает антибактериальную активностьпокрытий [Ji M.-K., 2015]. Успехи в этой области обобщены в обзоре[Kolmas J., 2014], но существенное удорожание покрытий в случае ихприменения вряд ли позволяет надеяться на близкие перспективыклинического использования.Основываясь на концепции антибактериальных свойств поверхностей,K.V.

Holmberg et al. (2013) разработали покрытие с включением пептидаGL13K, полученного из растворимых фракций белков околоушной железы.ПоказанвысокаябактериостатическаяактивностьпокрытияпротивPorphyromonas gingivalis, основного микроорганизма, ассоциированного спериимплантитами. При этом обеспечены все необходимые свойстваповерхностиимплантата:высокаягидрофобность,механическаяитермостабильность, устойчивость к ферментной деградации, высокий27остеоиндуктивный эффект.

Покрытие рекомендовано к клиническимиспытаниям.В клиническом исследовании H. Tsuchiya et al. (2012) использоваликоммерческие дентальные имплантаты с оригинальным йод-содержащимнапылением у 158 пациентов с высоким риском послеоперационнойинфекции. В течение года осложнения развились в 3 из 158 случаев, и вовсех 64 случаях без использования йод-содержащего покрытия.Вкачествефункциональногопокрытиярассматриваетсярядостеоиндуктивных биополимеров, в частности хитозан. Материал обладаетадекватнойсмачиваемостьюистепеньюбиорезорбции,способениндуцировать остеогенез на культуре остеобластов [Park J.H., 2012].

Вэксперименте показан положительный эффект модификации хитозаномповерхности титановых имплантатов. При имплантации титановых стержнейс биоактивной пористой поверхностью и напылением мелкодисперсногохитозана,взонеостеоинтеграциипроисходилоболееинтенсивноеобразование костной ткани в сочетании с признаками выраженногоремоделирования и уплотнения окружающей костной ткани [НовочадовВ.В., 2013].Общие проблемы, связанные с использованием факторов роста ибиологическиактивныхпептидов,можносвестикудорожаниюимплантатов, проблемам с нанесением и сохранностью биоактивногоматериала до имплантации и недостаточно разработанными вопросамикинетики и топографии их выделения в ткани вокруг имплантата, вособенности – при сочетанном применении [Schliephake H., 2009; King W.J.,2012].

По-видимому, на сегодняшний момент данный подход еще не всостоянии конкурировать с варьированием материалами и рельефомимплантатов.Такимдинамичнообразом,связанныхфункционализацияповерхностиссобладающихадгезивными,нейлигандов,помощью28модулирующими клетки и/или антибактериальными свойствами, по крайнемере на уровне доклинических и первых клинических испытаний,демонстрирует способности к улучшению остеоинтеграции дентальныхимплантатов.1.1.3.

Использование наноматериалов и нанотехнологийБезусловная перспективность использования нанотехнологий приформировании поверхности дентального имплантата в настоящий моментоттенена и частично скомпрометирована частым использованием термина«нано» в исключительнокоммерческих, рекламных целях, котороемногократночислопревышаетреальныхразработоквобластинанотехнологий [Dohan Ehrenfest D.M., 2010; Tomsia A.P., 2011; WalmsleyG.G., 2015]. Во-первых, к наноструктурам относятся изделия, имеющиеразмерные характеристики от 0,1 нм до 100 нм. Во-вторых, необходимоучитывать размерность «нано».

Трехмерные нанообъекты именуютсянаночастицами,двумерные(сповторяющимисяобластямивдвухизмерениях) - наноповерхностями, одномерные (наноразмерная толщина иливысота пиков) - нанотекстурированными поверхностями [Dohan EhrenfestD.M., 2010; Shibli J.A., 2013]. Естественно, обычные микроскопическиеметоды оценки микрорельефа поверхностей, не могут доказать илиопровергнуть наличие нано-структур, не пригодны для исследованияповерхностей атомный силовой микроскоп или световой интерферометр.Для доказательства разработчики должны предъявлять результаты, какминимум, полевой эмиссионной сканирующей электронной микроскопии[Kang B.S., 2009; Dohan Ehrenfest D.M., 2011], чего в подавляющем числеслучаев не делается.

В отношении нанорельефа поверхностей на настоящиймомент количественную оценку структур на поверхности получить крайнетрудно.С точки зрения остеоинтеграции, нанорельефные поверхности должныпроявлятьпринципиальноиныесвойстваввидукрайневысокой29поверхностной энергии. Это должно обеспечивать лучшую смачиваемостьповерхности и адгезию молекул фибрина и матричных протеинов, врезультате – повышать прикрепление клеток и заживление тканей на раннихстадиях приживления имплантата [Mendonca G., 2008; Decuzzi P., 2010;Mangano F. et al., 2017].Одним из апробированных методов создания наноструктурированнойповерхностиявляетсяхимическая(например,окислительная)наногравировка [Vetrone F., 2009]. Результаты in vitro показали, что спомощьюэтойнаноструктуры,методикиспособныемогутбытьположительносозданывлиятьповторяющиесянаадгезиюидифференцировку клеток.Другим экспериментальным методом использование нанопленоктитана с шероховатостью около 8-10 нм, образованных из дисперсий титанаметодом магнетронного распыления.

Авторы указывают на хорошиепоказатели клеточной адгезии, пролиферации и дифференцировки в опытахin vitro [He J., 2008].Методоманодногоокисленияудавалосьсоздаватьистинныенанотрубки для имплантатов, в результате чего поверхность оказываласьпокрытой линиями нанопористых структур. Их предполагалось дажезаполнять биоактивными молекулами для дополнительной стимуляцииостеоинтеграции [Alpaslan E., 2011; Bjursten L.M., 2010]. В реальныхусловиях нанотрубки оказались слишком хрупкими, чтобы использоваться вдентальной имплантологии.

Однако это направление модификации все ещепропагандируется как возможный вариант для улучшения клеточной адгезиии уменьшения бактериальной пролиферации [Bucci-Sabattini V., 2010; ErcanB., 2011; Loberg J., 2013]. Вероятно, подобные поверхности найдут своеприменение в областях биомедицины, где нет таких высоких требований кмеханическойстабильностиизделия,разнообразных стентов [Alpaslan E., 2011].например,приизготовлении30Отдельного внимания заслуживают наночастицы, образующиеся приконтакте имплантата с биотканями.В исследовании В.В. Лабис с соавт. (2016) с помощью методадинамического светорассеяния, трансмиссионной электронной микроскопиииэлементногоанализабыливыявленынаночастицыметаллов,выделившиеся в течение 5 дней инкубации при 37,20С, а также послеобработки ультразвуком с частотой 35 кГц в течение 5-10 минут.Источниками частиц стали имплантаты систем Nobel Replace, Astra Tech иStraumann SLA.