Стовбурові клітини в стоматології: коли вони необхідні?

Для стоматологів-ортопедів дуже актуальною є проблема дефіциту кісткової тканини в місці передбачуваної імплантації. У такому випадку застосовується кісткова пластика - методика відновлення кісткової тканини щелепи.

Сьогодні існує багато методик реконструкції кісткової тканини. Про одну з них - із застосуванням мезенхімальних стовбурових клітин - розповів Андрій Олексійович Орлов, лікар-стоматолог, доктор медичних наук, професор щелепно-лицьовий хірург, имплантолог - в своїй доповіді "Вплив трансплантації аутогенних мезенхімальних стовбурових клітин з жирової тканини на перебіг остеогенетіческого процесу".

Статистичні дослідження показують, що близько 40% пацієнтів стоматологічних клінік для успішного проведення імплантації потребують попередньої кісткової пластики щелепи.

Метод кісткової пластики полягає у внесенні кісткового матеріалу в необхідний ділянку щелепи. Кістковий матеріал може бути як природний (алогенних - відібраний з кісткової тканини донора, аутогенний - відібраний з кісткової тканини пацієнта, ксеногенний - відібраний з кісткової тканини тваринного), так і штучний (спеціальні матеріали, що сприяють утворенню власної кістки).

Ми провели дослідження, спрямовані на вирішення важливого завдання в травматології та ортопедії - це стимуляція процесу остеогенезу. Йдеться про використання мезенхімальних стовбурових клітин (МСК), отриманих з жирової тканини пацієнта, при аутотрансплантації кісткового матеріалу.

Актуальність дослідження

Однією з актуальних проблем сучасної теоретичної і клінічної медицини є розвиток нових наукомістких лікувальних технологій, до числа яких, безумовно, належать методи, засновані на застосуванні клітинних технологій.

З тих пір як А.Я. Фріденштейн описав мезенхімальні стовбурові клітини кісткового мозку людини, їх розглядають як основні джерела клітинного пулу для постійного оновлення і регенерації кісткової тканини. 

Перше їх застосування було досліджено при відновленні які довго не загоюються переломів у літніх пацієнтів. За минулий час клітинні технології зробили крок далеко вперед. Були розроблені нові методи і джерела отримання стовбурових клітин, в тому числі з жирової тканини, що актуально в світлі цього дослідження.

В результаті вже проведених численних досліджень розкриті тонкі, на молекулярному рівні, механізми роботи МСК і тих взаємодій, які здійснюються при їх безпосередній участі. МСК виявлені і виділені з жирової тканини, скелетних м`язів, зв`язок, з трабекулярної кістки і ряду інших видів тканини.

Ці дані певною мірою підтримують концепцію існування в дорослому організмі резерву у вигляді стовбурових клітин протягом постнатальної життя людини.

Проведене нами дослідження спрямоване на вирішення важливого завдання сучасної травматології та ортопедії - стимуляції остеогенетіческого процесу при дефіциті кісткової тканини, в тому числі в області альвеолярного відростка щелепи, що актуально для ортопедичної стоматології.

Матеріал і методи дослідження

Як відомо, однією з істотних проблем ортопедичної стоматології (дентальної імплантології) є дефіцит кісткової тканини в області альвеолярного відростка. Використання МСК з жирової тканини в перспективі може виявитися дієвим засобом для вирішення цієї проблеми. 

Якщо немає можливості провести операцію із застосуванням мікросудинних технологій, якщо у пацієнта аутоімунні захворювання, ця методика може виявитися дуже корисною.

Дослідження проводилося в двох групах - в першій аутотрансплантат вводився з використанням МСК, в іншій - МСК не застосовувалися.

Перший хірургічний етап дослідження включав паркан аутотрансплантата, другий етап - його пересадку на реципієнтную ложе в області щелепи. Далі виробляли 2-кратне введення МСК.

При аналізі гістологічних картин ми прагнули провести оцінку костеобразовательная процесу в просторі між аутокостная матеріалом і материнської кісткою за допомогою визначення інтенсивності костеобразовательная процесу за наступними показниками:

• активність утворення нових кісткових трабекул;
• гістологічні характеристики остеобластів (з точки зору прояву їх функціональної активності);
• за наявністю нашарувань новоутворених кісткових трабекул на кісткові фрагменти як прояви остеогенетіческой активності;
• за ступенем дозрівання новоутворених кісткових структур на етапах експерименту.

Результати дослідження

Проведене дослідження показало, що на 21 добу провідним процесом в області аутотрансплантации кісткового матеріалу на щелепних кісток з инокуляцией в область оперативного втручання аутотрансплантата аутогенного культури МСК, отриманої з жирової тканини, з`явився процес активного остеогенезу в зоні трансплантації, причому як в області материнської кістки, так і по краях аутотрансплантата.

Між цими зонами активного остеогенезу розташовувалася соединительнотканная прошарок, яка як би розмежовувала ці дві галузі клітинної остеогенетіческой активності.

Можна вважати, що цей простір є областю, де максимальним чином проявляє себе остеогенетіческая активність ліпогенного МСК. При цьому в повній мірі позначається також і імуномодулюючий, і протизапальний їх потенціал.

У групі порівняння, де було відсутнє підтримує остеогенез вплив МСК, остеогенетіческая активність або була відсутня, або була надзвичайно низькою.

Крім цього спостерігалися і цитологічні ознаки низьку компетентність клітинних елементів. Вони, як правило, були дрібними і іррегулярні за своїм розташуванням у країв кісткових трабекул, які в цій групі спостережень були і самі по собі в мізерній кількості і нерегулярно представлені в області контакту аутокостная трансплантата з материнською кісткою.

Дуже важливо відзначити, що на 120-у добу після аутотрансплантації із застосуванням МСК ми спостерігаємо уповільнення процесу остеогенетіческой активності, тому що теломераза перестає вироблятися. На 180-ту добу в області контакту аутокостная трансплантата і материнської кістки формується кістковий субстрат, який є вже єдиним цілим. Сталося напластиваніе на трансплантат, його повне ремоделирование. При цьому остеогенетіческая активність практично більше не проявляється.

Ця концепція постулює існування механізму, який би число поділів клітин на кінцях хромосом (теломер) через відсутність на них теломерази. Зазначений механізм грає важливу роль в стабілізації процесу зміни клітинних генерацій, обумовлює "старіння" клітинних популяцій, а також перешкоджає імморталізаціі клітин і, відповідно, їх озлокачествлению.

Таким чином, кісткова пластика із застосуванням мезенхімальних стовбурових клітин з жирової тканини значно прискорює процес зміцнення кістки і підвищує його ефективність.

Відеосюжет з докладним описом наукового дослідження по остеогенетіческому процесу при реконструкції кісткової тканини із застосуванням МСК, яке проводилося під керівництвом професора А.А. Орлова, Ви можете подивитися тут: