Научный журнал
Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований

ISSN 1996-3955
ИФ РИНЦ = 0,686

ВОЗМОЖНОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ ПОЛИМЕРНОЙ МАТРИЦЫ НА ОСНОВЕ ХИТОЗАНА ДЛЯ ВОЗМЕЩЕНИЯ ДЕФЕКТА ВЕРХНЕЙ ЧЕЛЮСТИ. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ

Яременко А.И. 1 Суслов Д.Н. 1 Лысенко А.В. 1 Попрядухин П.В. 2 Юдин В.Е. 3
1 ГБОУ ВПО «Первый Санкт-Петербургский государственный медицинский университет им. акад. И.П. Павлова Минздравсоцразвития России»
2 Институт Высокомолекулярных соединений Российской академии наук
3 Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого
По разным данным хронические синуситы одонтогенной этиологии встречаются в 40 % случаев. В последнее время отмечается рост числа заболеваемости. Одной из основных причин хронического одонтогенного синусита (ХОС) является наличие ороантрального сообщения. С целью совершенствования методов лечения перфоративного ХОС (ПХОС) выполняется экспериментальное исследование. Нами использованы биосинтетические конструкции на основе натурального полисахарида хитозана для возмещения дефекта костной ткани челюсти при ПХОС. В эксперименте изучены свойства хитозана и возможности его использования в лечении ПХОС.
хронический одонтогенный синусит
перфоративный синусит
биосинтетические конструкции
хитозан
ороантральное сообщение
1. Нестерова К.И. и др. Перфоративный одонтогенный верхнечелюстной синусит: предпосылки формирования и профилактика с помощью репаративного остеогенеза фактором роста //Российская оториноларингология. – 2014. – № 6. – С. 71.
2. Иванов Ю.В. Патогенетический подход к профилактике и лечению одонтогенных верхнечелюстных синуситов : дис. – С-Петербург. – 2009. – 18 с.
3. Биоматериалы, искусственные органы и инжиниринг тканей / Е.Дж. Миней, А.Р. Бокаччини, Л. Хенч, Д. Джонс // М.: Техносфера. – 2007. – С. 22–33.
4. Salgado A.J. Bone Tissue Engineering: State of the Art and Future Trends / A.J. Salgado, O.P. Coutinho, R.L. Reis // Macromolecular Bioscience. – 2004. – Vol. 4. – № 8. – P. 743–765.
5. Dornish M. Standards and guidelines for biopolymers in tissue-engineered medical products / M. Dornish, D. Kaplan, O. Skaugrud // Academy Sciences – 2001. – Vol. 944. – P. 388–397.
6. Нудьга Л.А. Хитин и хитозан. Получение, свойства и применение / Л.А. Нудьга. – М.: «Наука», 2002. – 368 с.
7. Venkatesan J. Chitosan Composites for Bone Tissue Engineering / J. Venkatesan, S.K. Kim // Marine Drugs. – 2010. – № 8. – P. 2252–2266.
8. Chitosan: A versatile biopolymer for orthopaedic tissue-engineering / A.Di Martinoa, M. Sittinger, M.V. Risbud // Biomaterials. – 2005. – Vol. 26. – № 30. – P. 5983–5990.
9. Khor E. Implantable applications of chitin and chitosan / E. Khor, L.Y. Lim // Biomaterials. – 2003. – Vol. 24. – № 13. – P. 2339–2349.
10. Rinaudo M. In?uence of acetic acid concentration on the solubilization of chitosan / M. Rinaudo, G. Pavlov, J. Desbrieres // Polymer. – 1999. – Vol. 40. – № 25. – P. 7029–7032.
11. Nwe N. The Mechanical and Biological Properties of Chitosan Scaffolds for Tissue Regeneration Templates Are Significantly Enhanced by Chitosan from Gongronella butleri / N. Nwe, T. Furuike, H. Tamura // Materials. – 2009. – Vol. 2. – № 2. – P. 374–398.
12. Antibacterial activity of chitosans and chitosan oligomers with different molecular weights / H.K. No, N.Y. Park, S.H. Lee, S.P. Meyers // International Journal of Food Microbiology. – 2002. – Vol. 74. – P. 65–72.

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.


Библиографическая ссылка

Яременко А.И., Суслов Д.Н., Лысенко А.В., Попрядухин П.В., Юдин В.Е. ВОЗМОЖНОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ ПОЛИМЕРНОЙ МАТРИЦЫ НА ОСНОВЕ ХИТОЗАНА ДЛЯ ВОЗМЕЩЕНИЯ ДЕФЕКТА ВЕРХНЕЙ ЧЕЛЮСТИ. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ // Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. – 2016. – № 5-2. – С. 259-261;
URL: https://applied-research.ru/ru/article/view?id=9234 (дата обращения: 19.06.2019).

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 = 1.252