За последние 10 лет заболеваемость одонтогенными верхнечелюстными синуситами (ОВЧС) выросла в 3 раза, составляя от 2 до 50 % всех больных хроническими гнойными риносинуситами, причем перфоративную форму выявляют в 41,2–77,2 % случаев [1]. При наличии острого воспалительного процесса (периостита, остеомиелита, острого одонтогенного синусита) от устранения ОАС рекомендуется воздерживаться. Однако, при длительном существовании ороантрального сообщения (ОАС) происходят морфологические изменения в тканях синуса, которые ведут к формированию хронического воспаления [2]. Что в свою очередь создает проблемы при последующем проведении операции синус-лифтинга и дентальной имплантации. Применяемые на сегодняшний день методы устранения ОАС имеют ряд существенных недостатков и нуждаются в дальнейшем совершенствовании. Не всегда есть возможность устранить ОАС с помощью местных тканей, а наличие гнойного воспаления делает невозможным использование костнопластических материалов сразу после удаления зуба. В связи с этим, необходим материал, который обладает, с одной стороны, местным антисептическим действием, а с другой – стимулирует процессы остеогенеза. Решение этой задачи возможно путем разработки биоинженерных препаратов на основе биосовместимых, биорезорбируемых полимеров. Такой материал, помещенный в живой организм, должен функционально полностью заменить утраченную ткань, не вызывая аутоиммунного отторжения и способствуя восстановлению поврежденных участков. Материал для таких препаратов должен обеспечить пролиферацию и дифференциацию на нем стволовых и соматических клеток реципиента, поэтому он должен обладать биосовместимостью, отсутствием цитотоксичности, определенным уровнем пористости, прочностных и эластичных характеристик, необходимых для манипуляции с ними в жидких средах [3-5].
Одним из наиболее перспективных полимеров, обладающих комплексом необходимых свойств, является хитозан [6-8].
Хитозан является наиболее известным производным хитина, получаемым методом обработки хитина концентрированной щелочью при нагревании. Хитозан – полисахарид, макромолекулы которого состоят из β-(1-4)-D-глюкозаминовых и N-ацетил-D-глюкозаминовых звеньев. Хитозан получают деацетилированием хитина, именно в степени деацитилирования и состоит разница между этими двумя биополимерами. Обычно, коммерчески доступный хитозан имеет степень деацетилированния около 85 %, то есть обладает количеством аминогрупп достаточным для растворения в водных растворах кислот, таких как уксусная, муравьиная и молочная, в которых нерастворим хитин [8].
Хитозан обладает способностью к биорезорбции, антибактериальной, антивирусной и противогрибковой активностью [9, 10].
Хитозан является универсальным сорбентом, способным связывать большое количество веществ органической и неорганической природы, что и определяет широкие возможности его применения.
В организме расщепление хитозана происходит до N-ацетил-D-глюкозамина и D-глюкозамина, являющихся естественными компонентами межклеточного матрикса, синовиальной жидкости и хрящевой ткани.
Для устранения ОАС возможно использование трехмерных пористых материалов, из которых в результате пролиферации и дифференциации клеток мигрировавших в материал после имплантации, и последующей резорбции материала, образуется костная ткань, идентичные тканям реципиента.
Цель. Изучить возможность применения полимерных матриц на основе хитозана для устранения ОАС при перфоративном синусите.
Материалы и методы исследования
Экспериментальное исследование выполнено на базе центральной научно-исследовательской лаборатории Первого Санкт-Петербургского государственного медицинского университета им. акад. И.П. Павлова при участии сотрудников Института высокомолекулярных соединений Российский Академии Наук, Санкт-Петербургского политехнического университета Петра Великого и кафедры хирургической стоматологии и челюстно-лицевой хирургии Первого Санкт-Петербургского государственного медицинского университета им. акад. И.П. Павлова.
Для получения хитозановых пористых образцов использовался хитозан производства фирмы Sigma-Aldrich Corporation, ММ = 200 кДа, степень деацетилирования 80 %, зольность 0.5 %.
Хитозан растворяли в 2 %-м водном растворе уксусной кислоты при постоянном перемешивании, не менее 120 минут, концентрация полимера в растворе составляла 4 мас. %. Полученные растворы фильтровали, затем обезвоздушивали в течение трех часов при давлении 0.1 атм. Из полученных блочных заготовок вырезались цилиндрические образцы диаметром 2 мм. и длинной 6 мм., с размерами пор от 10 до 300 мкм, затем образцы стерилизовались при температуре 130 °С в течение 30 мин.
На первом этапе экспериментального исследования выполнено препарирование скелета головы кролика. Обнаружена верхнечелюстная пазуха, отмечены ее основные ориентиры. На втором этапе в эксперименте in vivo выполнена диагностическая пункция верхнечелюстной пазухи кролика через ее переднюю стенку на середине расстояния между резцами и жевательными зубами, соответственно данным полученным в первом эксперименте. В пазуху введено 5 мл рентгеноконтрастного раствора «Омнипам». Выполнено рентгенологическое исследование верхнечелюстных пазух кролика в положении на спине и на боку. В третьем эксперименте под внутривенным наркозом произведен разрез по вершине альвеолярного гребня слева, кпереди от жевательных зубов, длиной 2 см с переходом в верхней свод преддверия. Отслоен и откинут слизисто-надкостничный лоскут. С помощью бор-машины сформирован канал в альвеолярном отростке верхней челюсти, диаметром 0,7 см. В канал введена хитозановая матрица. При введении матрица пропитывается кровью и увеличивается в размере, полностью заполняя собой костный дефект. Рана наглухо ушивается. В послеоперационном периоде проводилась системная антибактериальная терапия: «Гентамицин» в течение 3 дней. Уменьшения массы тела экспериментального животного и снижения активности отмечено не было. Кролик выведен из эксперимента на 48 день. Скелетирована и удалена верхняя челюсть с сохранением слизистой полость рта и зубов. Материал направлен на декальцинацию. В подчелюстной области слева (на стороне введения матрицы) обнаружен увеличенный до 2 см в диаметре лимфатический узел. Материал удален и направлен на гистологическое исследование.
Результаты исследования и их обсуждение
При гистологическом исследовании лимфатического узла на стороне введения матрицы нарушений архитектоники не выявлено. Капсула узла не утолщена, выявлена чёткая структура коркового и мозгового вещества.
Выводы
Пористая полимерная матрица на основе хитозана может быть использована для возмещения дефектов костной ткани верхней челюсти. Матрица биосовместима, не вызывает отторжения и способствует восстановлению утраченного костного фрагмента. Что в перспективе может улучшить условия для проведения в этой области костно-пластических операций и операции дентальной имплантации. В дальнейшем планируется введение в состав матрицы антибиотика для изучения возможности ее применения для неотсроченного устранения ОАС на фоне текущего воспалительного процесса.
Работа выполнена при поддержке гранта РНФ № 14-33-00003.