A Contemporary Review of Natural Polymer Materials and Guided Bone Regeneration Methods in the Practice of Maxillofacial and Dental Surgeons

Full Text

Введение

Реконструктивная хирургия челюстно-лицевой области и дентальная имплантация являются одной из наиболее технологически насыщенных и сложных сфер современной медицины. Проблема утраченных костных и мягкотканных структур челюстно-лицевой области остается актуальной, несмотря на успехи имплантологии, биоинженерии и 3D-технологии. Традиционные материалы (металлы, керамика, костные ауто-, алло- и ксенотрансплантаты) имеют ряд ограничений, которые препятствуют их использованию во всех клинических случаях, которые встречаются в практике современного челюстно-лицевого хирурга и хирурга стоматолога. К таким ограничениям относятся различия модуля упругости с костью, риск занесения инфекций, повышенная травматизация для забора костного материала для аутотрансплантации, сложности с интеграцией и необходимость удаления установленных конструкций. Все это может нести риски для здоровья и жизни пациента, что и пытается решить современная медицина и использование альтернативных материалов для минимализации рисков осложнений и ухудшения клинических случаев, а также для достижения наилучшего эстетического результата при реконструктивных операциях или при реабилитации пациентов с дефектами зубного ряда. В этом контексте полимерные материалы становятся ключевым направлением развития реконструктивной хирургии благодаря их биосовместимости, контролируемой деградации и возможностям функциональной модификации [1-5]. Естественные полимеры позволяют повысить качество реабилитации пациентов с минимализацией возможных осложнений и рисков для пациентов с различными общесоматическими заболеваниями.

Цель - анализ современных исследований (2021–2025 гг.) по применению полимерных материалов в реконструктивных операциях и дентальной имплантации, а также сопоставление международных и отечественных тенденций.

Материалы и методы

Методика настоящего исследования отвечает критериям, предъявляемым к систематическим обзорам (PRISMA). В ходе исследования были изучены полнотекстовые публикации на английском и русском языках о различных методиках реконструктивной челюстно-лицевой хирургии и хирургической стоматологии  и материалах, используемых в современной практике челюстно-лицевого хирурга и хирурга стоматолога как при реконструктивных пластических операция челюстно-лицевой области так и при дентальной имплантации в условиях недостатка костной ткани в вертикальном и горизонтальном направлении, возникшие осложнения при выборе того или иного метода и материала и их преимущества перед устоявшимися методами костной пластики. Для этого применялись методы анализа и синтеза, что позволило систематизировать и объединить полученные данные. Использовались также дедуктивный метод, для точного понимания и интерпретации информации применялся метод формально-логического толкования. Для проведения обзора использованы электронные базы данных PubMed, Scopus, Web of Science, eLIBRARY, CyberLeninka и Google Scholar, Российская государственная библиотека и другие. Кроме того, были использованы статьи и публикации, освещающие экспериментально-клинические исследования по данной теме. Анализ источников проводился не старше 5 лет, что наиболее соответствует современному представлению о проблеме исследования.

Таблица 1 / Table 1

Анализ литературных источников

Analysis of literary sources

ПОИСК SEARCH	Публикации, найденные с помощью поисковых систем Publications found in the databases N=1548
	Количество публикаций после удаления повторов статей Total of publications after the exclusion of duplicates N=1296
ОТБОР SELECTION	Публикации, одобренные по критериям включения Articles selected according to the inclusion criteria N=112
	Публикации, доступные в полном доступе Full-text articles N=102
ВКЛЮЧЕНИЕ INCLUSION	Публикации, включенные в обзор (Articles selected) N=27
	Обзоры (Reviews) N=18
	Клинические исследования (Clinical searches) N=4
	Прочие экспериментальные исследования (Additional experimental research) N=5

Для проведения анализа были выделены критерии выбора публикаций: Публикации, зарегистрированные в базах данных рекомендуемым научным сообществом (перечислить источники сайты), актуальность и современность информации, представлены результаты исследований, приведены клинические случаи (для отсылки на статьи с изучением излагаемого материала на практике). Не использовались статьи: сроком более 5 лет, имеющие устаревшую информацию, публикации на непроверенных сайтах.

Результаты исследования и их обсуждение

Коллаген является одним из самых распространенных полимеров, используемых в стоматологии и челюстно-лицевой хирургии. Основным источником получения данного полимера является кожа, сухожилия, кости животных (преимущественно I и III тип), а также из рыбного сырья (рыбий коллаген). Обладает отличной биосовместимостью и гемостатическими свойствами. Из данного полимера изготавливают барьерные мембраны GBR/GTR которые, с доказанной эффективностью, используются в качестве барьера для направленной костной регенерации и стимулируют интеграцию костно-пластического материала в собственную кость пациента, тем самым увеличивая объем костной ткани в заданном направлении (горизонтальной или вертикальное направление). Из коллагена изготавливают коллагеновые губки и пленки для гемостаза, закрытия перфораций и пластики мягких тканей. Регенераторные свойства данного материала связаны с тем, что коллаген является носителем фактора роста и стимулирует регенерацию ткани при его использовании. В практике челюстно-лицевых хирургов и хирургов-стоматологов коллагеновые материалы используются уже длительное время и за все время практического использования данный материал показал свою практическую пригодность в современной работе врача, но также коллаген имеет ряд ограничений. Из-за своих биологических свой данный полимер быстро деградирует, тем самым имеются ограничения в направлениях, где мог бы использоваться данный материал. Также коллаген имеет слабую механическую прочность, что еще больше ограничивает данный материал в практическом применении современных челюстно-лицевых хирургов и хирургов-стоматологов [6-14].                                                Хитозан представляет собой катионный полисахарид, который хорошо растворим в разбавленных органических кислотах и способен образовывать гели/нановолокна/микросферы и легко модифицируется. Получают его в результате деацетилирования хитина (панцири ракообразных) или из грибного хитина. Обладает рядом биологических свойств, которые делают его пригодным для практического применения и регулярно применяю в современных челюстно-лицевых отделениях и стоматологиях. Хитозан обладает свойствами: антимикробный, противовоспалительный, адгезивный, биодеградируемый, способствует пролиферации остеобластов и ангиогенезу. Благодаря своим биологическим свойствам он часто используется в практике для локального лечения пародонтита/мукозита, покрывают имплантаты и барьерные слои антибактериального действия, а также повышает качество заживление постэкстракционных лунок и мягких тканей. Ограничениями хитозана является низкая механическая прочность в чистом виде, а также требует композитирование [14-24].                                                                                                Фиброин шелка является продуктом переработки коконов Bobyx mori при помощи сначала дегумминга (удаление серицина) с последующим растворением. Представляет собой белок с в-листовой кристалличностью, который имеет высокий модуль и прочность. Обладает контролируемой деградацией (неделя- месяц) и формирует пленки, волокна, губки, гидрогели, легко композитируется. Из его биологических свойств можно отметить: высокую биосовместимость, низкая иммуногенность, благоприятная клеточная адгезия. Направления, где используется фиброин в челюстно-лицевой хирургии и стоматологии для создания SF/MgO-скаффолдов (которые используются для краниофасциальная костная регенерация и усиливает остеогенез и ангиогенез), SF-мембраны (депонированные внеклеточными везикулами из десневых фибробластов для мягкотканной регенерации), а также метакрилат-фиброиновые инжектируемые гели и SF-композиты для повышения качества остеогенности. Ограничения данного материала является способ его получения, то есть стандартизация растворения/переработки, вариабельность свойств между партиями полученного вещества и отсутствие предсказуемой деградации, что негативно влияет на использование данного материала для реконструктивных операций ЧЛО [24-26].                                                                                                                      Применение полимеров в дентальной имплантации и реконструктивной челюстно-лицевой хирургии и хирургической стоматологии.                                     Челюстно-лицевая хирургия и стоматологи являются одними из ведущих направлений медицины, в которых активно набирает обороты изучение методик с использованием естественных полимерных материалов при проведении реконструктивных операций по НКР. При проведение дентальной имплантации хирурги часто сталкиваются с проблемами костных дефектов, возникших по разным этиологическим причинам и так же с последствиями этих дефектов в виде атрофических явлений костной ткани альвеолярного гребня. Данные ситуации встречаются в 70% случаев при восстановлении зубного ряда и проведения дентальной имплантации. Данные клинические случаи наталкивают врачей на поиски оптимальных методик решения проблем с максимальным положительным эффектом как со стороны функции, так и со стороны эстетического показателя. Полимерные конструкции в современной ЧЛХ и ХС являются неотъемлемой составляющей частью направленной костной регенерации в виде GBR/GTR мембран из биополимеров и биодеградируемые фиксаторы. Методики с использованием биополимеров все чаще встречаются в клинической практике и показывают положительные результаты, что наталкивает на изучение и модифицирование различных методик и материалов с использованием естественных полимеров и конструкций из них.                                                                               Клинические перспективы использования полимерных конструкций в реконструктивной челюстно-лицевой хирургии и дентальной имплантации.  Современные проблемы дентальной имплантации и реконструктивной хирургии челюстно-лицевой области представляют собой актуальную проблему современной стоматологии и челюстно-лицевой хирургии.  Использование биополимеров для направленной костной регенерации стало одной из возможных альтернатив устоявшимся методикам и материалам. Частота использования конструкций и материалов, состоящих из натуральных полимеров, обоснована их особенными свойствами и максимально приближенными по составу к собственным тканям человека, что минимизирует риски возможных отторжений или осложнений во время операции так и в постоперационном периоде. Данный материал позволяет повысить качество проведенных работ по НКР и в будущем позволяет создать надежную костную структуру для проведения реабилитации пациентов, страдающих частичной или полной адентией при помощи дентальных имплантатов [27].

Вывод

Несмотря на увеличение случаев использование биополимеров в современной клинической практике челюстно-лицевого хирурга и хирурга стоматолога, изучение модификаций материала и способов его получения для применения в практической медицине является актуальной задачей. Полимерные материалы имеют ряд положительных качеств, которые позволяют их использовать для регенерации костной ткани. Благодаря развитию IT-технологий удается создавать различные конструкции и модификация материалов из полимеров различными лекарственными препаратами, что повышает их биологические свойства и позволяет получать новые, что благоприятно сказывается на восстановлении костной ткани в практической медицине. Дальнейшие исследования должны быть сфокусированы на разработке комплексных решений, сочетающих прочный синтетический каркас с биоактивными компонентами для стимуляции ангиогенеза и остеогенеза. Успех в этой области позволит перейти к персонализированной медицине и значительно улучшить результаты лечения пациентов со сложными костными дефектами.

About the authors

Dmitrii Monakov

Samara State Medical University (Samara, Russia)

Email: d.v.monakov@samsmu.ru
ORCID iD: 0000-0002-0016-5572

PhD. Assistant at the Department of Oral and Maxillofacial Surgery and Dentistry.

Russian Federation

Andrey Romanichev

Postgraduate Student of the Department of Oral and Maxillofacial Surgery and Dentistry

Email: andreyromanichev@mail.ru
ORCID iD: 0009-0009-0613-9613
Russian Federation

Sergey Kogtev

Samara State Medical University

Email: seokoff@yandex.ru
ORCID iD: 0009-0002-0037-7601

Student

Yaroslav Archipov

Samara State Medical University

Email: Arhipro.163@gmail.com
ORCID iD: 0009-0008-9207-5005

Student

Russian Federation

Pavel Stolyarenko

Federal State Budgetary Educational Institution of Higher Education «Samara State Medical University» of the Ministry of Healthcare of the Russian Federation

Author for correspondence.
Email: samara.stolyarenko49@gmail.com
ORCID iD: 0000-0002-8298-6947

кандидат медицинских наук, доцент кафедры челюстно-лицевой хирургии и стоматологии.

Russian Federation, 443099, Российская Федерация, г. Самара, ул. Чапаевская, 89

References

Supplementary files