Группа исследователей из Пермского Политеха, ПГМУ имени академика Е. А. Вагнера и ДГТУ провела масштабный эксперимент, направленный на улучшение качества жизни пациентов с челюстно-лицевыми дефектами. Результаты этого исследования были опубликованы в журнале "Mechanical Behavior of Biomedical Materials".
Ученые сосредоточили свое внимание на проблеме протезирования челюстно-лицевых дефектов, возникающих вследствие кист, переломов и онкологических заболеваний. Ключевой задачей стало определение оптимальной структуры имплантов, способствующей быстрому и эффективному образованию новой костной ткани.
Для проведения эксперимента были созданы три типа титановых имплантов с ячеистой структурой, различающихся диаметром ячеек: один, два и три миллиметра. Эти импланты были изготовлены с использованием передовой технологии аддитивного производства. Исследование проводилось на лабораторных животных - белых крысах и морских свинках, у которых были искусственно созданы дефекты нижней челюсти.
В эксперименте приняли участие 82 лабораторных животных, разделенных на три группы в зависимости от продолжительности наблюдения: две недели, четыре и девять месяцев. Это позволило ученым детально изучить процесс формирования новых тканей в ячейках имплантов и оценить степень сращивания кости с протезом на разных этапах.
Результаты исследования оказались впечатляющими. Уже через две недели после имплантации наблюдалось активное прорастание ткани. Поверхность протеза покрывалась утолщенной надкостницей, а в ячейках формировался тонкий слой соединительной ткани - предшественника костной ткани.
Через четыре месяца процесс срастания кости с имплантом значительно ускорился. В ячейках образовалась однородная костная ткань, причем наиболее интенсивно этот процесс происходил в протезах с диаметром ячейки 3 мм. В этих имплантах стойки и наружные участки заполнились грубоволокнистой, пластичной и соединительной тканью с крупными сосудами.
К девятому месяцу наблюдения результаты стали еще более впечатляющими. На импланте обнаружилась утолщенная надкостница, а ячейки диаметром 2-3 миллиметра полностью заполнились пластинчатой костной тканью. Более того, наблюдалось увеличение объема костных пластинок, формирование кровеносных сосудов и клеток крови. Кость настолько плотно срослась с имплантом, что в 68% случаев их можно было разделить только путем распиливания.
Исследование показало, что размер ячеек импланта играет ключевую роль в скорости его приживления. Протезы с ячейками диаметром 2-3 миллиметра продемонстрировали наилучшие результаты, сокращая время приживления в три раза по сравнению с имплантами, имеющими ячейки диаметром один миллиметр.
Теперь хирурги смогут выбирать оптимальную структуру импланта в зависимости от сложности дефекта челюсти. Например, для замещения полостей после удаления околокорневых кист рекомендуется использовать протезы с ячейками три миллиметра, а для полных и частичных дефектов подойдут импланты с размером ячеек 2-3 миллиметра.
Это исследование, поддержанное грантом РНФ, создает прочную основу для перехода к клиническим испытаниям на людях, что в будущем может значительно улучшить качество жизни пациентов с челюстно-лицевыми дефектами.
