Natural polymer materials and guided bone regeneration methods in the practice of maxillofacial and dental surgeons

A. S. Romanichev; Романичев Андрей Сергеевич; D. V. Monakov; Монаков Д. В.; P. Y. Stolyarenko; Столяренко П. Ю.; S. S. Kogtev; Когтев С. С.; Y. A. Archipov; Архипов Я. А.

doi:10.35693/AVP697578

Natural polymer materials and guided bone regeneration methods in the practice of maxillofacial and dental surgeons

Authors: Romanichev A.S.¹, Monakov D.V.¹, Stolyarenko P.Y.¹, Kogtev S.S.¹, Archipov Y.A.¹
Affiliations:
1. Samara State Medical University
Issue: Vol 26, No 1 (2026)
Pages: 72-77
Section: MAXILLOFACIAL SURGERY
Published: 10.02.2026
URL: https://aspvestnik.ru/2410-3764/article/view/697578
DOI: https://doi.org/10.35693/AVP697578
ID: 697578

Cite item

Full Text

Abstract
Full Text
About the authors
References
Supplementary files
Statistics

Abstract

This article presents a review of contemporary natural polymer materials and their application methods in guided bone regeneration in maxillofacial surgery and dental implantology. The results of studies published between 2021 and 2025 focusing on the use of collagen, chitosan, and silk fibroin under conditions of alveolar ridge atrophy of various etiologies are analyzed. The biological properties, clinical indications, limitations, and complications associated with the use of these materials are discussed. It is shown that the application of natural polymers contributes to the formation of a predictable bone volume, reduces the risk of complications, and improves conditions for the subsequent placement and stabilization of dental implants. The obtained data confirm the prospects of using natural polymer materials in reconstructive maxillofacial surgery.

We have used electronic databases such as PubMed, Scopus, Web of Science, eLIBRARY, CyberLeninka, Google Scholar, the Russian State Library, and others to conduct our review.

Keywords

bone tissue, guided bone regeneration, natural polymers, biocompatibility, dental implantology

Full Text

ВВЕДЕНИЕ

Реконструктивная челюстно-лицевая хирургия и дентальная имплантация относятся к числу наиболее технологически сложных и динамично развивающихся направлений современной медицины. Несмотря на значительный прогресс в области имплантологии, биоинженерии и цифровых технологий, проблема восстановления утраченных костных и мягкотканных структур челюстно-лицевой области (ЧЛО) сохраняет высокую актуальность. Дефекты костной ткани альвеолярного гребня различной этиологии остаются одним из ключевых факторов, ограничивающих возможности полноценной реабилитации пациентов с частичной или полной адентией. Традиционно для реконструкции костных дефектов используются металлические и керамические конструкции, а также ауто-, алло- и ксенотрансплантаты. Однако данные материалы имеют ряд ограничений, включая различие модуля упругости с костной тканью, риск инфицирования, высокую травматичность при заборе аутотрансплантатов, сложность биологической интеграции и необходимость повторных хирургических вмешательств для удаления конструкций. Перечисленные факторы могут повышать риск осложнений и негативно влиять на функциональные и эстетические результаты лечения.

В связи с этим в последние годы особое внимание уделяется разработке и внедрению альтернативных материалов, способных обеспечить биологически более благоприятные условия для регенерации костной ткани. В данном контексте полимерные материалы рассматриваются как одно из наиболее перспективных направлений развития реконструктивной хирургии ЧЛО. Их ключевыми преимуществами являются высокая биосовместимость, контролируемая деградация, возможность модификации биологических свойств и приближенность по структуре к собственным тканям организма [1–5]. Применение естественных полимеров позволяет снизить риск осложнений, в том числе у пациентов с сопутствующей соматической патологией, и повысить предсказуемость клинических результатов. Естественные полимерные материалы, такие как коллаген, хитозан и фиброин шелка, активно исследуются и внедряются в клиническую практику челюстно-лицевых хирургов и хирургов-стоматологов в качестве компонентов барьерных мембран, матриксов и каркасных конструкций для направленной костной регенерации (НКР). Их биологические и физико-химические свойства создают предпосылки для формирования стабильного объема костной ткани и улучшения условий для последующей дентальной имплантации. В условиях расширения ассортимента полимерных материалов и методик их применения возрастает необходимость систематизации накопленных данных, сопоставления результатов отечественных и зарубежных исследований, а также анализа клинической эффективности и ограничений использования естественных полимеров в реконструктивной хирургии ЧЛО и дентальной имплантации.

Настоящее исследование выполнено в формате систематического обзора литературы с использованием принципов PRISMA. В рамках работы проведен анализ полнотекстовых публикаций на русском и английском языках, посвященных применению естественных полимерных материалов при НКР в челюстно-лицевой хирургии и хирургической стоматологии.

Поиск научных источников осуществлялся в электронных базах данных PubMed, Scopus, Web of Science, eLIBRARY, CyberLeninka и Google Scholar, а также в фондах Российской государственной библиотеки. Отбор публикаций проводился по заранее определенным критериям включения и исключения. В обзор включались статьи, опубликованные в период с 2021 по 2025 год, зарегистрированные в рецензируемых научных базах данных, содержащие результаты экспериментальных, клинических или обзорных исследований, а также описания клинических случаев применения естественных полимерных материалов при направленной костной регенерации. Исключались публикации, имеющие устаревшую информацию, не прошедшие научное рецензирование, а также работы, опубликованные более пяти лет назад.

По результатам первичного поиска было выявлено 1548 публикаций. После удаления дублирующих источников для дальнейшего анализа осталось 1296 работ. На этапе скрининга по критериям включения было отобрано 112 публикаций, из которых 102 источника были доступны в полном тексте. В итоговый анализ включены 30 публикаций, в том числе 20 обзорных статей, 5 клинических исследований и 5 экспериментальных работ, посвященных изучению свойств и клинического применения натуральных полимерных материалов в реконструктивной челюстно-лицевой хирургии и дентальной имплантации.

Для обработки и интерпретации данных применялись методы качественного анализа и синтеза, что позволило систематизировать сведения о биологических свойствах материалов, клинических показаниях и ограничениях их применения, а также о частоте и характере возможных осложнений.

РАЗНОВИДНОСТИ И СВОЙСТВА НАТУРАЛЬНЫХ ПОЛИМЕРОВ, ИСПОЛЬЗУЕМЫХ В ЧЕЛЮСТНО-ЛИЦЕВОЙ ХИРУРГИИ И ХИРУРГИЧЕСКОЙ СТОМАТОЛОГИИ

Коллаген

Коллаген является одним из наиболее широко применяемых естественных полимерных материалов в стоматологии и челюстно-лицевой хирургии. Основными источниками его получения являются кожа, сухожилия и кости животных (преимущественно коллаген I и III типов), а также рыбное сырье. Коллаген характеризуется высокой биосовместимостью, выраженными гемостатическими свойствами и способностью служить матриксом для клеточной миграции и фиксации факторов роста, что обусловливает его регенераторный потенциал [6–14].

В клинической практике коллагеновые материалы широко применяются в виде барьерных мембран для направленной костной и тканевой регенерации, обеспечивая изоляцию костнопластического материала от мягких тканей и создавая условия для формирования новой костной ткани в заданном объеме. Кроме того, коллаген используется для изготовления губок и пленок, применяемых с целью гемостаза, закрытия перфораций и пластики мягких тканей. Доказано, что использование коллагеновых мембран способствует интеграции костнопластического материала с собственной костью пациента и увеличению объема вновь сформированной костной ткани как в горизонтальном, так и в вертикальном направлениях [6–12]. Несмотря на широкое распространение и длительный опыт клинического применения, коллагеновые материалы имеют ряд ограничений. Основными из них являются высокая скорость биодеградации и низкая механическая прочность, что ограничивает их использование в условиях выраженного дефицита костной ткани и при необходимости длительного сохранения барьерной функции. Указанные особенности требуют строгого соблюдения показаний и в ряде случаев комбинирования коллагена с другими материалами для повышения стабильности регенеративного процесса [6–14].

Хитозан

Хитозан представляет собой катионный полисахарид, получаемый путем деацетилирования хитина, источником которого служат панцири ракообразных или грибной хитин. Данный материал хорошо растворим в разбавленных органических кислотах и обладает высокой способностью к формированию гелей, нановолокон и микросфер, а также к химической и физической модификации, что делает его перспективным для применения в регенеративной медицине [14–24]. Хитозан характеризуется выраженными антимикробными, противовоспалительными и адгезивными свойствами, а также биодеградируемостью и способностью стимулировать пролиферацию остеобластов и процессы ангиогенеза. В практике челюстно-лицевых хирургов и хирургов-стоматологов хитозан применяется для локального лечения воспалительных заболеваний пародонта и слизистой оболочки полости рта, в качестве покрытия для имплантатов и барьерных слоев с антибактериальным эффектом, а также для улучшения заживления лунок после удаления зубов и мягких тканей [17–19].

К ограничениям применения хитозана относится его низкая механическая прочность в чистом виде, что снижает устойчивость материала при использовании в качестве самостоятельной барьерной конструкции. В связи с этим в большинстве исследований подчеркивается необходимость создания композитных материалов на основе хитозана, сочетающих его биологические преимущества с улучшенными механическими характеристиками [14–24].

Фиброин шелка

Фиброин шелка является белковым полимером, получаемым из коконов Bombyx mori путем удаления серицина с последующим растворением и очисткой. Материал характеризуется β-листовой кристаллической структурой, высокой механической прочностью и модулем упругости, а также контролируемой скоростью деградации, варьирующей от нескольких недель до месяцев. Фиброин легко формирует пленки, волокна, губки, гидрогели и композитные структуры, что расширяет возможности его клинического применения [20–26].

Биологическими свойствами фиброина шелка являются высокая биосовместимость, низкая иммуногенность и благоприятные условия для клеточной адгезии и пролиферации. В современной литературе описано использование фиброина в составе композитных скаффолдов, включая SF/MgO-конструкции, применяемые для краниофациальной костной регенерации с усилением остеогенеза и ангиогенеза. Кроме того, разрабатываются фиброиновые мембраны, депонированные внеклеточными везикулами, для регенерации мягких тканей, а также инжектируемые гели и композиты для повышения остеогенного потенциала [20–26].

Ограничениями применения фиброина шелка остаются сложности стандартизации процессов его получения и переработки, вариабельность свойств между различными партиями материала и недостаточная предсказуемость скорости деградации. Указанные факторы могут негативно влиять на воспроизводимость клинических результатов и ограничивают широкое внедрение фиброина в реконструктивные операции ЧЛО [24–26].

ПЕРСПЕКТИВЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ПОЛИМЕРНЫХ КОНСТРУКЦИЙ В РЕКОНСТРУКТИВНОЙ ЧЕЛЮСТНО-ЛИЦЕВОЙ ХИРУРГИИ И ДЕНТАЛЬНОЙ ИМПЛАНТАЦИИ

Челюстно-лицевая хирургия и хирургическая стоматология относятся к тем направлениям медицины, в которых активно развиваются методики с применением естественных полимерных материалов при проведении направленной костной регенерации. В клинической практике дентальной имплантации врачи регулярно сталкиваются с костными дефектами альвеолярного гребня, обусловленными различными этиологическими факторами. По данным литературы, подобные клинические ситуации выявляются у значительной части пациентов, нуждающихся в восстановлении зубного ряда и проведении дентальной имплантации. Наличие дефицита костной ткани существенно ограничивает возможности установки и стабильной фиксации дентальных имплантатов, что обусловливает необходимость применения методик НКР. В этой связи полимерные конструкции занимают важное место в современной челюстно-лицевой хирургии и стоматологии, в частности в виде биополимерных мембран для НКР и биодеградируемых фиксаторов.

Применение биополимеров для направленной костной регенерации рассматривается как перспективная альтернатива традиционным материалам и методикам костной пластики, особенно в клинических ситуациях, требующих минимизации хирургической травмы и снижения риска осложнений [27, 28]. Рост интереса к использованию конструкций на основе натуральных полимеров обусловлен их биологическими свойствами и структурной близостью к собственным тканям организма человека. Это позволяет снизить вероятность иммунологических реакций, улучшить процессы интеграции и уменьшить риск развития послеоперационных осложнений как в раннем, так и в отдаленном периодах. Использование полимерных материалов способствует формированию более стабильного костного регенерата, создающего надежную основу для последующей реабилитации пациентов, которым проводилась дентальная имплантация [29]. Это стимулирует дальнейшее изучение свойств полимеров, разработку композитных конструкций и совершенствование хирургических протоколов с целью повышения предсказуемости и эффективности реконструктивного лечения.

Перспективным направлением дальнейшего развития является создание комбинированных полимерных конструкций с заданными биомеханическими и биологическими характеристиками, а также их функциональная модификация биоактивными компонентами. Такой подход позволяет адаптировать материалы под конкретные клинические задачи и приблизиться к принципам персонализированной медицины в реконструктивной челюстно-лицевой хирургии [30].

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Проведенный анализ литературных данных показал, что естественные полимерные материалы являются важным компонентом современных методик направленной костной регенерации в челюстно-лицевой хирургии и дентальной имплантации. Применение коллагена, хитозана и фиброина шелка обусловлено их биосовместимостью, биодеградируемостью и способностью создавать благоприятные условия для формирования костного регенерата. Использование данных материалов позволяет снизить риск послеоперационных осложнений и улучшить качество заживления. Однако каждый из полимеров имеет определенные ограничения, связанные с механическими свойствами и скоростью деградации, что требует дифференцированного клинического подхода.

Дальнейшее развитие данного направления связано с созданием композитных и функционально модифицированных полимерных конструкций, что открывает перспективы повышения эффективности реконструктивных вмешательств и улучшения результатов реабилитации пациентов с дефектами костной ткани ЧЛО.

ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ ИНФОРМАЦИЯ	ADDITIONAL INFORMATION
*Источник финансирования.* Работа выполнена по инициативе авторов без привлечения финансирования.	*Study funding.* The study was the authors’ initiative without external funding.
*Конфликт интересов.* Авторы декларируют отсутствие явных и потенциальных конфликтов интересов, связанных с содержанием настоящей статьи.	*Conflict of interest.* The authors declare that there are no obvious or potential conflicts of interest associated with the content of this article.
*Участие авторов.* Романычев А.С., Монаков Д.В., Когтев С.А, Архипов Я.А.: концепция научного исследования, поиск, сбор, анализ и обобщение данных литературы, подготовка текста. Монаков Д.В., Столяренко П.Ю.: редактирование статьи. Все авторы одобрили финальную версию статьи перед публикацией, выразили согласие нести ответственность за все аспекты работы, подразумевающую надлежащее изучение и решение вопросов, связанных с точностью или добросовестностью любой части работы.	*Contribution of individual authors.* Romanichev A.S., Monakov D.V., Kogtev S.A., Arkhipov Ya.A.: concept of scientific research, search, collection, analysis and synthesis of literature data, preparation of the text. Monakov D.V., Stolyarenko P.Yu.: editing of the article. All authors gave their final approval of the manuscript for submission, and agreed to be accountable for all aspects of the work, implying proper study and resolution of issues related to the accuracy or integrity of any part of the work.
*Оригинальность.* При создании настоящей работы авторы не использовали ранее опубликованные сведения (текст, данные).	*Statement of originality.* No previously published material (text, data) was used in this work.
*Доступ к данным.* Редакционная политика в отношении совместного использования данных к настоящей работе не применима.	*Data availability statement.* The editorial policy regarding data sharing does not apply to this work.
*Генеративный искусственный интеллект.* При создании настоящей статьи технологии генеративного искусственного интеллекта не использовали.	*Generative AI.* No generative artificial intelligence technologies were used to prepare this article.
*Рассмотрение и рецензирование.* Настоящая работа подана в журнал в инициативном порядке и рассмотрена по обычной процедуре. В рецензировании участвовали 2 внешних рецензента.	*Provenance and peer review.* This paper was submitted unsolicited and reviewed following the standard procedure. The peer review process involved 2 external reviewers.