Научный журнал
Фундаментальные исследования
ISSN 1812-7339
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 1,441

СРАВНЕНИЕ МОРФОЛОГИЧЕСКИХ И СТРУКТУРНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК КОСТНОЙ ТКАНИ ЧЕЛОВЕКА И ОСТЕОПЛАСТИЧЕСКОГО МАТЕРИАЛА «БИОПЛАСТ-ДЕНТ»

Харитонов Д.Ю. 1 Домашевская Э.П. 1 Азарова Е.А. 1 Голощапов Д.Л. 1
1 ГБОУ ВПО «Воронежская государственная медицинская академия имени Н.Н. Бурденко» Министерства здравоохранения Российской Федерации
Изучалась морфологическая и структурная характеристика костной ткани нижней челюсти человека и остеопластического материала «Биопласт-дент», являющегося производным костей крупного рогатого скота. Для анализа пористости, размера агломератов и морфологии образцов использовался метод сканирующей электронной микроскопии (СЭМ). Проводилось исследование образцов материалов с увеличением в 50, 900, 50000 раз. В результате проведения СЭМ c увеличением в ×50 раз установлены различия в структуре макропор изучаемых материалов. Размер пор нижнечелюстной кости человека в изучаемом образце составляет более 500 µм, размер пор материала Биопласт-дент колеблется в интервале ~ 10–250 µм. При проведении СЭМ с увеличением в ×900 раз образцы костной ткани и материала «Биопласт-Дент» показывают схожую морфологию. Размер наблюдаемых микропор составляет ~5–10 µм в обоих образцах, что указывает на аналогичную микропористость используемого материала Биопласт-Дент и костной ткани.
остеопластические материалы
микропористость кости
макропористость кости
нижняя челюсть
1. Волков А.В. Гистоморфометрия костной ткани в регенеративной медицине / А.В. Волков, Г.Б. Большакова // Клиническая и экспериментальная морфология. – 2013. – № 3 (7). – С. 65-72.
2. Волова Т.Г. В68 Материалы для медицины, клеточной и тканевой инженерии [Электронный ресурс]: электрон. учеб. пособие / Т.Г. Волова, Е.И. Шишацкая, П.В. Миронов. – Электрон. дан. (6 Мб). – Красноярск: ИПК СФУ, 2009.
3. Жукова У.А. Морфометрические особенности диагностических и лечебных эндооссальных вмешательств на нижней челюсти: автореф. дис. ... канд. мед. наук. – М., 2010. – 23.
4. Карбонатгидроксиапатит как фактор структурно-функциональной организации минерализованных тканей в норме и при патологии. Перспективы применения в костнопластической хирургии / А.Н. Гурин, к.м.н. Н.А. Гурин, д.мн., проф. Ю.А. Петрович. – Stomatologiia (Mosk), 2009. –Vol. 2. – P. 76–79.
5. Хирургические остеопластические материалы «Биопласт-Дент» «Клипдент», методическое руководство. – С. 20. ООО Торговый Дом “ВладМиВа» www.vladmiva.ru.
6. Bone Remodeling, Biomaterials and Technological / C.P. Salgado, P.C. Sathler, H.C. Castro, G.G. Alves, A.M. Oliveira, R.C. Oliveira, M.D.C. Maia, C.R. Rodrigues, P.G. Coelh, A.Fuly, L.M. Cabral, J.M. Granjeiro // Journal of Biomaterials and Nanobiotechnology. – 2011. – Vol. 1. – I.1. – P. 318–328.

Структурные и морфологические характеристики остеопластического материала являются важнейшими показателями, влияющими на качество остеорегенераторных процессов принимающего костного ложа [1]. К этим показателям можно отнести: микро- и макропористость материала, объемную долю пор по отношению к костному веществу, форму и размер пор, удельную площадь поверхности материала. Известно, что идеальный остеопластический материал биологического или синтетического происхождения должен быть пористым композиционным материалом, максимально близким по вышеуказанным морфологическим характеристикам к нативной кости человека [2, 6]. Заданная морфология и пористость необходимы для проникновения и фиксации клеток-предшественнников

Считается, что для достижения необходимой биорезорбции в организме человека пористый имплантат должен содержать систему взаимосвязанных открытых и сопряженных между собой пор [3, 5]. Распределение по размерам этих пор должно находиться в пределах от 50–500 µк – аналогично костной ткани человека. При этом нижняя граница – 50 µк может быть значительно меньше ~10–100 нм, одновременно и верхняя граница может быть больше 500 µк, в зависимости от природы самого материала, скорости его деградации и области применения. С учетом большого разнообразия форм костной ткани требуются биоматериалы с различными характеристиками [2, 3].

Цель исследования – провести сравнение структурной и морфологической характеристики костной ткани нижней челюсти человека и остеопластического материала «Биопласт-дент», выпускаемого компанией «ВладМиВа».

Материалы и методы исследования

Для исследования были выбраны материалы Биопласт-Дент, представляющий собой производное костей крупного рогатого скота, биопластический материал на основе ксеноколлагена и костного гидроксиапатита. Данный образец фирмы «Владмива» сопоставлялся с образцом губчатой кости нижней челюсти человека. Биологический материал Биопласт-Дент, как и человеческая кость, содержат органическую составляющую, относимую к белку коллагену, а также включает в свой состав сульфатированные гликозаминогликаны в пределах биологической нормы [4]. По заявлению производителей материала, «Биопласт-дент» имеет природную систему макро- и микропор, аналогичную таковой в кости человека.

Исследуемые материалы

КТ

Костная ткань, представляющая крупные зерна скола губчатой кости нижней челюсти человека. Предоставлена стоматологической академией им. Бурденко

БД

Биопласт-Дент, образец, приготовленный из кости крупного рогатого скота (Владмива)

Результаты сканирующей электронной микроскопии

Для анализа пористости, размера агломератов и морфологии образцов использовалась сканирующая электронная микроскопия (СЭМ). Было установлено, что остеопластический материал БД действительно имеет схожее морфологическое строение с губчатой костью челюсти человека, но существуют некоторые отличия. На рис. 1–5 представлены микрофотографии, полученные методом СЭМ на сканирующем электронном микроскопе JEOL JSM 6610A.

pic_75.tif

Рис. 1. Микрофотографии СЭМ морфологии образцов костной ткани нижней челюсти человека при увеличении ×50 раз

При рассмотрении образцов методом СЭМ c увеличением в ×50 раз (рис. 1) видно, что в образце костной ткани (слева) присутствуют макропоры с размерами более 500 µм, в то время как в образце Биопласт-Дент размер пор в среднем колеблется в интервале ~10–250 µм. При увеличении в ×900 раз (рис. 2) образцы костной ткани и Биопласт-Дент показывают схожую морфологию, размер наблюдаемых пор составляет ~5–10 µм, что указывает на схожую микропористость используемого материала Биопласт-Дент и костной ткани.

На рис. 3 представлена морфология образцов костной ткани и материала Биопласт-Дент при значительно большем увеличении, в ×50000 рах. Наблюдаемые отличия в морфологической организации материалов на субмикронном уровне могут быть связаны с органической составляющей образцов (белка коллагена). Он присутствует как в губчатой кости человека, так и в материале Биопласт-Дент, однако в последнем он подвергался химическому и механическому воздействию при получении материала.

pic_76.tif

Рис. 2. Микрофотография СЭМ морфологии образца остеопластического материала Биопласт-Дент при увеличении ×50 раз

pic_77.tif

Рис. 3. Микрофотографии СЭМ морфологии образца костной ткани нижней челюсти человека при увеличении ×900 раз

pic_78.tif

Рис. 4. Микрофотографии СЭМ морфологии образца остеопластического материала Биопласт-Дент при увеличении ×900 раз

pic_79.tif

Рис. 5. Микрофотографии СЭМ морфологии образца костной ткани нижней челюсти человека при увеличении ×50 000 раз

pic_80.tif

Рис. 6. Микрофотографии СЭМ морфологии образца остеопластического материала Биопласт-Дент при увеличении ×50 000 раз

Заключение

Изучение морфологии образцов показало, что остеопластический материал «Биопласт-Дент» имеет схожую с костной тканью человека морфологию и систему сопряженных пор. На микроуровне в материале Биопласт-Дент присутствуют поры, совпадающие по размерам с костной тканью ~5–10. Однако на макроуровне в губчатой костной ткани нижней челюсти человека, кроме микропор, проявляются макропоры с размерами более 500 μм. Полученные данные позволяют сделать предположение об успешности применения данного материала с целью оптимизации процессов остеорепарации при лечении костных дефектов челюстно-лицевой области.

Рецензенты:

Харитонов Ю.М., д.м.н., профессор, заведующий отделением челюстно-лицевой хирургии № 1, БУЗ «Воронежская областная клиническая больница № 1» Министерства здравоохранения Российской Федерации, г. Воронеж;

Беленова И.А., д.м.н., профессор, заместитель декана стоматологического факультета, Воронежская государственная медицинская академия им. Н.Н. Бурденко Министерства здравоохранения Российской Федерации, г. Воронеж.

Работа поступила в редакцию 10.12.2014.


Библиографическая ссылка

Харитонов Д.Ю., Домашевская Э.П., Азарова Е.А., Голощапов Д.Л. СРАВНЕНИЕ МОРФОЛОГИЧЕСКИХ И СТРУКТУРНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК КОСТНОЙ ТКАНИ ЧЕЛОВЕКА И ОСТЕОПЛАСТИЧЕСКОГО МАТЕРИАЛА «БИОПЛАСТ-ДЕНТ» // Фундаментальные исследования. – 2014. – № 10-7. – С. 1389-1393;
URL: http://fundamental-research.ru/ru/article/view?id=36127 (дата обращения: 20.06.2021).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.074