Больше пространства для регенерируемых костных тканей

Эффективность регенеративной терапии с использованием различных материалов-заменителей костной ткани зависит от целого ряда факторов. Одним из наиболее важных параметров, безусловно, является микроструктура материала, от особенностей которой зависит не только качество регенерации костных тканей, но и рентабельность его практического применения. Для количественной оценки этой весьма специфической характеристики можно использовать два
взаимосвязанных параметра: величину площади удельной поверхности или объем одного грамма материала. Среди всех представленных в настоящее время на рынке материалов-заменителей костной ткани наиболее развитой поверхностью обладает материал Bio-Oss, состоящий преимущественно из естественных костных минералов.

В современной имплантологии чрезвычайно широкое распространение получили различные методы регенеративной терапии с использованием материалов-заменителей костной ткани в сочетании с барьерными мембранами. Согласно актуальным статистическим данным [1], значительный дефицит костных тканей в области имплантации, обуславливающий необходимость проведения соответствующих регенеративных мероприятий, наблюдается практически в 40% случаев. С другой стороны, постоянное увеличение общего количества таких операций обусловлено еще и тем, что регенерация необходимого количества костных тканей позволяет не только значительно повысить качество остеоинтеграции имплантатов, но сформировать оптимальную структуру мягких тканей в области имплантации, что является одним из основных условий обеспечения как функциональной эффективности, так и эстетического совершенства изготавливаемых реставраций.


ПОРИСТАЯ СТРУКТУРА ПОВЫШАЕТ ОСТЕОКОНДУКТИВНОСТЬ МАТЕРИАЛА
В настоящее время на рынке представлен достаточно широкий ассортимент различных материалов-заменителей костной ткани. Очевидно, что основным критерием выбора наиболее подходящего материала является эффективность и качество его остеоинтеграции, которые зависят, прежде всего, от состава и структуры поверхности материала. Результаты исследований [2] позволяют с полным основанием утверждать, что качество остеоинтеграции материалов-заменителей напрямую зависит от того, насколько точно их состав соответствует составу минералов костных тканей человека. Одновременно с этим было установлено, что одним из основных факторов, оказывающих непосредственное
влияние на остеокондуктивность, а, следовательно, и эффективность практического применения материалов одинакового состава являются особенности микроструктуры их поверхности, в частности ее пористость [3, 4, 5, 6].
Рис. 2 (картинка перед текстом статьи). Удельный объем различных материалов-заменителей костной ткани. Максимальным удельным объемом обладают частицы материала Bio-Oss.
Рис. 3. Пористая объемная структура губчатых костных тканей человека (REM-снимок, увеличение 50x).
Рис. 4. Материал Bio-Oss изготавливают из естественных костных тканей. Благодаря этому его объемная структура практически полностью соответствует структуре губчатых костных тканей человека (REM 50x).
Рис. 5. Структура синтетических материалов-заменителей (трикальцийфосфат) очень сильно отличается от строения естественных костных тканей (REM 25x).
Рис. 6. Гранулы стекла (REM 5x). Отсутствует какая-либо объемная структура или упорядоченная система взаимосвязанных пор.

Высокая пористость — больше пространства для новых костных тканей
Одним из основных условий успешной остеоинтеграции материала-заменителя костной ткани является наличие достаточного свободного пространства, необходимого для разрастания костных тканей внутри дефекта. Объем этого пространства, образующегося между частицами материала, напрямую зависит от размеров и особенностей распределения пор по их поверхности. В идеальном случае взаимосвязанные макро- и микропоры образуют упорядоченную объемную структуру, которая не только значительно облегчает миграцию остеобластов, но и представляет собой идеальную основу для формирования разветвленной сети кровеносных сосудов, а, следовательно, и успешной регенерации костных тканей.
Для количественной оценки пористости материала можно использовать величину площади его удельной поверхности, т. е. площадь поверхности одного грамма материала. Определение площади удельной поверхности различных материалов-заменителей костной ткани стало основной целью специального исследования, проведенного группой ученых под руководством W. Wagnerа (Университет Mainz). В ходе этого исследования было установлено, что наиболее развитой поверхностью обладает материал Bio-Oss (Geistlich Biomaterials, Швейцария), состоящий преимущественно из естественных костных минералов. Средняя величина площади его удельной поверхности равняется 79 м2/г, что значительно превосходит величины, характерные для других материалов. Повышенная пористость материала Bio-Oss, безусловно, является одной из основных причин чрезвычайно высокой эффективности его практического применения, которая была подтверждена результатами многочисленных научных и клинических исследований [7, 8, 9, 10].

БОЛЬШОЙ ОБЪЕМ — ВЫСОКАЯ РЕНТАБЕЛЬНОСТЬ
При выборе материала необходимо учитывать и различные экономические аспекты. Рентабельность того или иного материала зависит не только от его стоимости (цена за 1 г), но и от величины удельного объема, которая напрямую зависит от формы, структуры и размеров частиц материала.
Удельный объем наиболее распространенных материалов-заменителей костной ткани был определен в ходе специального исследования [12], проведенного специалистами одного из наиболее авторитетных научно-исследовательских институтов Швейцарии (Eidgeno..ssische Materialpru..fanstalt EMPA, Цюрих). В качестве
основного метода анализа был использован один из наиболее точных методов определения удельного объема сыпучих материалов, а именно измерение их оптической плотности в потоке рентгеновского излучения. Высокая точность этого метода обеспечивается за счет использования стандартной кюветы кубической формы, а также благодаря усреднению результатов нескольких серий измерений, проведенных при 3 различных положениях кюветы.
После обработки результатов измерений было установлено, что максимальным удельным объемом обладают пористые полигональные частицы естественного материала Bio-Oss, а минимальным — гладкие сферические частицы β — ТСР. Так, например, объем 1 г крупнозернистого (1—2 мм) материала Bio-Oss Spongiosa в 3,5 раза превышает объем 1 г β — ТСР с тем же размером частиц.

Таблица. Количество различных материалов-заменителей костной ткани, необходимое для заполнения дефекта объемом 1 см3

РЕЗЮМЕ
Наличие развитой поверхности значительно повышает остеокондуктивность материала Bio-Oss, состоящего из естественных костных минералов. Благодаря чрезвычайно высокой площади удельной поверхности и оптимальной полигональной форме гранул, этот материал обладает еще и максимальным удельным объемом, что обеспечивает не только сохранение достаточного свободного пространства, необходимого для успешного разрастания костных тканей внутри дефекта, но высокую рентабельность его практического применения.