Диссертационная работа
Титульный лист, Цели, Задачи,
ОГЛАВЛЕНИЕВведение.................................................................................................................................................................................9 Глава 1. Обзор литературы.............................................................................................................................................10 1.1. Современные методы получения, характеристика и свойства поверхностей внутрикостных частей дентальных имплантатов.................................................................................................................................................10 1.2. Влияние качества обработки и структуры поверхности металла на рост и развитие остеогенных клеток-предшественников выращенных invitro..........................................................................................................21 1.3. Представление о биомеханической нагрузке, рентгенологической картине и профилактике инфекционных осложнений............................................................................................................................................28 Глава 2. Материал и методы исследования...............................................................................................................36 2.1. Методы нанесения модифицированного покрытия на поверхность титановых дисков........................36 2.1.1. Нанесения дробеструйного покрытия на поверхность титановых дисков.............................................36 2.1.2. Нанесения покрытия на поверхность титановых дисков с помощью ионно-плазменного травления............................................................................................................................................................................38 2.1.3. Нанесения покрытия на поверхность титановых дисков с помощью микроплазменных разрядов..............................................................................................................................................................................39 2.2. Выделение и размножение остеогенных стромальных клеток–предшественников костного мозга в монослойных культурах...................................................................................................................................................41 2.2.1. Влияние титановых дисков с различной обработкой поверхности на остеогенные стромальные клетки - предшественники костного мозга в культуре тканей invitro...................................................................44 2.3. Проведение сканирующей электронной микроскопии подготовленных титановых образцов............45 2.3.1. Подготовка титановых образцов с выращенным на их поверхности костномозговыми стромальными клетками к электронному сканирующему микрокопированию..............................................46 2.4. Определение площади заселения клеточного материала на титановых образцах различных групп при сканирующей электронной микроскопии...........................................................................................................46 Глава 3. Получение нового микрорельефа на поверхности титана....................................................................49 3.1. Дробеструйная обработка титановых образцов................................................................................................49 3.1.1. Титановые диски прошедшие дробеструйную обработку............................................................................51 3.2. Получение нового микрорельефа на поверхности титана с применением метода ионно-плазменного травления...................................................................................................................................................55 3.2.1. Ионно-плазменное и ионно-лучевое травление...........................................................................................56 3.2.2. Реактивное ионное и реактивное ионно-лучевое травление....................................................................58 3.3. Создание развитого микрорельефа на внутрикостной поверхности имплантата методом реактивного ионно-плазменного травления..............................................................................................................63 3.3.1. Титановые диски прошедшие ионно-плазменную обработку....................................................................65 3.4. Метод получения новой поверхности титана с помощью микроплазменных разрядов........................68 3.4.1. Титановые диски, прошедшие обработку с применением микроплазменных разрядов..................76
Глава 4 Экспериментальные исследования по влиянию модифицированных поверхностей на остеогенные стромальные клетки-предшественники костного мозга...............................................................80 4.1. Влияние различных поверхностей титана на эффективность колониеобразования остеогенных стромальных клеток-предшественников костного мозга.......................................................................................82
4.2. Влияние различных поверхностей титана на пролиферативную активность штаммов остеогенных клеток-предшественников...............................................................................................................................................88 Глава 5. Сканирующая электронная микроскопия..................................................................................................92 5.1. Результаты сканирования титановых образцов с поверхностью полученной в результате ионно-плазменного травления...................................................................................................................................................95 5.2. Результаты сканирования титановых образцов с поверхностью полученной в результате дробеструйной обработки...............................................................................................................................................97 5.3. Результаты сканирования титановых образцов с поверхностью полученной с помощью микроплазменных разрядов..........................................................................................................................................99 5.4. Сравнение площади заполнения клеточным материалом на титановых образцах различных групп обработки поверхности при сканирующей электронной микроскопии............................................................100 5.4.1. Результаты сканирования поверхности титановых образцов прошедших ионно-плазменное травление после проведения II и III пассажа клеточной культуры....................................................................102 5.4.2. Результаты сканирования поверхности титановых образцов прошедших дробеструйную обработку после проведения II и III пассажа клеточной культуры.........................................................................................105 5.4.3. Результаты сканирования поверхности титановых образцов обработанных методом микроплазменных разрядов после проведения II и III пассажа клеточной культуры.................................108 Обсуждение полученных результатов исследований...................................................................................112-120 Выводы...............................................................................................................................................................................121 Практические рекомендации.......................................................................................................................................122 Список литературы..........................................................................................................................................................123 |
Актуальность проблемы.
Сегодня хорошо известно, что шероховатая поверхность биоинертных материалов обладает большей, по сравнению с гладкой поверхностью, энергией и смачиваемостью. Это способствует адсорбции белков, механическому прикреплению к поверхности материала волокон фибрина и коллагена. Наличие шероховатости, пор или углублений на поверхности внутрикостной части дентального имплантата способствует адгезии ретикулярных и остеогенных клеток, а также синтезу специфических белков и факторов роста, что в конечном итоге позволяет достичь увеличения площади костной интеграции. Шероховатость позволяет значительно увеличить удельную площадь поверхности имплантата, взаимодействующей с костью, что повышает силу его интеграции с последней и снижает уровень механического напряжения в окружающих структурных единицах кости (А.И. Воложин 2006).
Поверхность и структура внутрикостных дентальных имплантатов играет ключевую роль в достижении положительной постхирургической клинической картины и длительной механической стабильности. Эти факторы обеспечивают стабильную остеоинтеграцию имплантата.
Представляет большой интерес рассмотреть имеющиеся на сегодня результаты применения в эксперименте и клинике различных способов обработки поверхности титановых имплантатов (Э.А. Базикян 1996; А.И. Сидельников 1999; В.Н. Мясников 1999; В.Л. Параскевич 2000).
Для успеха в дентальной имплантации крайне важна устойчивость имплантатов, особенно если они будут подвергнуты ранним функциональным нагрузкам, которые могут отразиться на процессах остеоинтеграции. Исследования, посвященные изучению различных модификаций внутрикостной поверхности дентальных имплантатов, показали прямую зависимость для костеобразования вокруг имплантатов. Однако такие исследования должны быть продолжены, чтобы повысить эффективность лечения утраты зубов с помощью дентальных имплантатов (А.И. Жусев 1999; М.З. Миргазизов 2000, И.Ю. Сергеева 2003; PilliarR. 1998). Реабилитация больных с использованием дентальных имплантатов должна быть системной (О.Ш. Шавкатов 2005; В.Л. Параскевич 2006; Ю.Е. Широков 2007).
Novaes A. и соавторы (2002) исследовали контакт кости с 4 видами поверхности имплантатов, введенных в лунки удаленных премоляров в эксперименте на собаках
Сравнительный морфометрический анализ был проведен TrisiP. с соавторами (1999), чтобы определить влияние шероховатости на поверхности титановых имплантатов при установке их в челюстной кость с пониженной плотностью.
Влияние различных спосоов обработки поверхности титановых имплантатов на образование минерализованной остеобластической культуры изучали CooperL. с соавторами (1999). Использовалась культура остеобластов зародышевой бычьей нижнечелюстной кости. Сравнение проводилось при поверхностях: машинной обработки, плазменно-струйной и пескоструйной обработке оксида титана.
Гистологическое сравнительное изучение влияния гидроксиапатитной (ГА) поверхности, высокотемпературного двойного травления (ВТДТ) и машинной обработки в эксперименте на кроликах было проведено LondonR. с соавторами (2002).
В настоящее время зарубежными авторами большое внимание уделяется изучению вопроса о структуре поверхности дентальных имплантатов, и в многочисленных экспериментальных исследованиях доказано положительное влияние микроструктуры на устойчивость и продолжительность функционирования дентальных имплантатов. Отсутствие или крайне малое количество подобных исследований в отечественной имплантологии делает весьма актуальным постановку цели настоящего исследования.
Цели работы:
Экспериментально-лабораторное обоснование оптимальной методики обработки поверхности дентальных имплантатов из титанового сплава.
Задачи исследования.
Для достижения поставленной цели решали следующие задачи:
1. Обосновать оптимальные способы обработки поверхности дентальных имплантатов с использованием цитологических моделей и электронной микроскопии для качественного и количественного изменения параметров микрорельефа.
3. Изучить с помощью электронной сканирующей микроскопии эффективность и площадь прикрепления клеточного материала на предложенные новые поверхности титановых сплавов.
Научная новизна работы
Разработан оптимальный режим ионно-плазменного травления и микроплазменной обработки поверхности титанового дентального имплантатов.
Впервые изучена динамика образования колоний остеогенных клеток предшественников на матрице из титанового сплава при различных типах обработки поверхности экспериментальных моделей.
Доказан остеогенный потенциал поверхностей моделей имплантатов полученных методами ионно-плазменного травления, дробеструйной и микроплазменной обработки.
Практическая значимость работы
Проведена сравнительная оценка колониеобразования остеогенных клеток предшественников на матрице титанового сплава, полученной при разных типах обработки.
По данным цитологического исследования с применением электронной микроскопии обоснованы оптимальные типы обработки поверхности дентальных имплантатов дробеструйным и ионно-плазменным методами, которые рекомендованы для практического применения (ТУ 9437-001-80712022-2008)
Использование дентальных имплантатов с поверхностью обработанной по рекомендованной методике повышает эффективность остеоинтеграции.
Апробация работы.
Материалы диссертации доложены и обсуждены на итоговой конференции общества молодых ученых МГМСУ, Москва 2006г., на заседании кафедры реконструктивной хирургической стоматологии и имплантологии ФПДО и кафедры факультетской хирургической стоматологии и имплантологии Московского государственного медико-стоматологического университета 14 мая 2009 года, на международной конференции «Имплантация в стоматологии и челюстно-лицевой хирургии» 5-7 июня 2009г. Минск, Белоруссия.
Публикации.
Основное содержание диссертационного исследования отражено в автореферате и в 5 работах соискателя, в том числе 1 работе в журнале рекомендованном ВАК Минобрнауки России.
Положения, выносимые на защиту:
-
Разработана методика и режимы ионно-плазменного травления и микроплазменной обработки поверхности титановых моделей имплантатов для измерения параметров микрорельефа.
-
Данные результатов электронной сканирующей микроскопии и математического анализа демонстрируют, что площадь прикрепления клеточного материала на матрицу из титанового сплава зависит от вида обработки.
-
Остеогенный потенциал клеточных культур мультипатентных клеток-предшественников костного мозга зависит от способа обработки титановой поверхности и более выражен при применении ионно-плазменного травления и дробеструйной обработке и проявляется в росте клеточных культур.
Объем и структура диссертации.
Диссертация изложена на 151 страницах машинописного текста и состоит из введения, 5 глав экспериментальных исследований, обсуждения полученных результатов, выводов, практических рекомендаций, списка использованной литературы. Работа иллюстрирована 5 таблицами и 81 рисунком. Список литературы содержит 233 источника, из них 81 отечественный и 152 иностранных.