Ученые ПНИПУ выяснили, какие челюстные импланты лучше приживаются

Челюстно-лицевые дефекты, вызванные кистами, переломами и раком, требуют протезирования. Важно, чтобы имплант прижился и не вызывал отторжения, а также способствовал образованию новых тканевых клеток.

Для этого используют челюстные импланты с ячеистой структурой, которая помогает костной ткани прорастать через пустые ячейки. Решётка может быть разной формы и размера. Выбор подходящей модели — ключевой вопрос для хирурга и пациента.

Учёные Пермского Политеха, ПГМУ им. академика Е.А. Вагнера и ДГТУ провели эксперимент и определили, какая структура имплантов лучше всего способствует быстрому образованию новой костной ткани.

В хирургии используют пористые импланты из титана с разной структурой. Скорость приживления и прочность протеза зависят от диаметра ячеек в решётке.

Учёные провели эксперимент на лабораторных животных, чтобы определить наиболее подходящие размеры структуры импланта. С помощью технологии аддитивного производства они изготовили 3 вида имплантов с диаметром ячеек 1, 2 и 3 мм. Затем эти протезы вживили белым крысам и морским свинкам с дефектами нижней челюсти. Всего в эксперименте участвовало 82 лабораторных животных. Их разделили на три группы и наблюдали за ними в течение двух недель, четырёх и девяти месяцев. После окончания эксперимента исследователи изучили новообразованные ткани в ячейках импланта и степень сцепления кости с протезом.

Уже через 2 недели после имплантации ткань начинает прорастать. Протез покрывается утолщённой надкостницей, а в ячейках появляется тонкий слой соединительной ткани, из которой потом образуется костная. Новая ткань слабо сцеплена с имплантом.

Через 4 месяца костная ткань активнее срастается с имплантом, ячейки заполняются однородной костной тканью. Это происходит быстрее при диаметре ячейки 3 мм: в таких случаях наружные участки протеза заполнены соединительной тканью с крупными сосудами, — объясняет Владимир Василюк, доцент кафедры челюстно-лицевой хирургии ПГМУ им. академика Е.А. Вагнера, кандидат медицинских наук.

Через 9 месяцев надкостница на импланте становится толще. Ячейки диаметром 1 мм зарастают фиброзной тканью, а ячейки 2–3 мм полностью ею заполняются. Костные пластинки увеличиваются в объёме, образуются кровеносные сосуды и клетки крови. В 68% случаев отделить кость от импланта можно только распиливанием — настолько плотно они срослись.

Исследование показало, что ткань внутри импланта начинает формироваться через 2 недели после вживления. Активная фаза наступает на 4–9 месяцы. Протез приживается в 3 раза быстрее, если размер ячейки составляет 2–3 мм, а не 1 мм, — рассказала Полина Килина, доцент кафедры «Инновационные технологии машиностроения», ведущий научный сотрудник лаборатории биожидкостей ПНИПУ, кандидат технических наук.

Учёные из Пермского Политеха, ПГМУ им. академика Е.А. Вагнера и ДГТУ выяснили, какие структуры челюстных имплантов способствуют быстрому образованию новой костной ткани в зависимости от сложности дефекта челюсти.

Протезы с ячейками 3 мм подходят для небольших полостей после удаления околокорневых кист. Для более серьёзных дефектов (полных или частичных) подойдут импланты с размером 2-3 мм.

Результаты исследования станут основой для клинических испытаний на людях.

Статья опубликована в журнале Mechanical Behavior of Biomedical Materials. Исследование выполнено за счет гранта РНФ № 23-79-01284.

18.10.2024