Перебудови кістки нижньої щелепи після трансплантації октакальційфосфату та хітозану: гісто-логічні, імуногістохімічні та ультраструктурні аспекти

Анотація

У статті представлені результати дослідження гістологічних, імуногістохімічних та ультраструктурних характеристик кістково-керамічного регенерату після трансплантації октакальційфосфату (ОКФ-Н) і хітозану в експериментальний дефект нижньої щелепи кролика, оскільки повна та якісна регенерація кісток щелепно-лицевої ділянки, її механізми та динаміка залишаються не до кінця вивченими, потребують уточнення і деталізації. Мета дослідження – визначити динаміку гістологічних, імуногістохімічних та ультраструктурних змін у кістці нижньої щелепи кролика після її травматичного ушкодження із наступним заміщенням дефекту остеопластичним матеріалом ОКФ-Н і активованим хітозаном. Методи. Досліди виконано на 89 кроликах-самцях віком 6-7 міс, масою 2,5-3,0 кг. 20 тварин становили контрольну групу, 64 – дві експериментальні, по 32 в кожній. Ще 5 інтактних тварин було використано для вивчення нормальної структури кісткової тканини досліджуваної ділянки нижньої щелепи. До контрольної групи увійшли тварини з дефектом кісткової тканини, який загоювався під кров’яним згустком. Першу експериментальну групу складали 32 кролики, у яких кістковий дефект заповнювали модифікованим натуральним октакальційфосфатом з сумішшю хітозану та ампіциліну (ОКФ-Н-Хітозан-Ампіцилін). Другу експериментальну групу складали 32 кролики, у яких кістковий дефект заповнювали активованим хітозаном (Хітозан-А). Контроль посттравматичного стану кісткової тканини в ділянці дефекту здійснювали впродовж 84 діб з використанням наступних методик: моделювання кісткового дефекту, світлооптична оцінка гістоструктури декальцинованої кістки, імуногістохімічне визначення експресії маркерів CD34, Calcitonin, Ki-67, трансмісійна електронна мікроскопія. Рельєфні зміни вивчали шляхом скануючої електронної мікроскопії. Результати та підсумок. Пошарова імплантація матеріалу ОКФ-Н-Хітозан-Ампіцилін (зовнішній сегмент трансплантату – комплекс хітозану з ампіциліном, внутрішній сегмент – гранули модифікованого натурального октакальційфосфату) створює умови для реалізації ефекту вторинної остеоіндукції. Зокрема, через 1 тиждень після імплантації під щільним хітозановим покриттям утворюється зона гіпоксії, яка індукує інтенсивне відновлення періосту та активує неоваскулогенез із супровідною міграцією і цитодиференціюванням остеопрогеніторних клітин з двох напрямів: 1) від мікросудин відновленого періосту та 2) від ушкоджених трабекул материнської кістки по краях експериментального дефекту. Впродовж 2-3-го тижнів пори внутрішнього сегменту імплантату з модифікованим октакальційфосфатом забезпечують повну васкуляризацію  кістково-керамічного регенерату, насичення його острівцями десмального остеогенезу з наступним утворенням грубоволокнистих трабекул і хвилеподібним розповсюдженням процесів ремоделювання кісткової тканини від периферії регенерату в напрямку його глибокої зони. За умов застосування матеріалу Хітозан-А відбувалося обмежене зростання параметра відносного об’єму кісткової тканини в регенераті протягом досліджуваного періоду, яке за інтенсивністю змін значно поступалося динаміці у тварин контрольної групи. Імплантація активованого хітозану створює умови для інтенсивного відновлення періосту і стимулює утворення остеоїдних виростів на поверхні ушкоджених кісткових трабекул за рахунок проліферації та синтетичної діяльності остеобластів впродовж перших трьох тижнів експерименту. Через 5 тижнів у периферичних ділянках регенерату утворюється примітивна губчаста структура стоншених новоутворених трабекул і спікул з обмеженим анастомозуванням і ознаками ремоделювання грубоволокнистого матриксу в примітивні кісткові пластинки. Через 8 тижнів після імплантації активованого хітозану на тлі обмеженої остеоінтеграції в периферичних ділянках регенерату відбувається повільне дифузне ремоделювання пухко розташованих трабекул з утворенням примітивних кісткових пластинок. Ознаки компактизації новоутвореної кістки поблизу періосту з’являються лише через 12 тижнів експерименту. Остеони з деформованою геометрією містять переважно незрілі форми остеоцитів, причому орієнтація пучків колагенових волокон у складі кісткових пластинок має обмежену просторову впорядкованість на тлі значної частки аморфного остеоматриксу. Наприкінці експерименту глибока зона регенерату містить гетероморфні сполучнотканинні ділянки і пухко розташовані кісткові трабекули з ознаками незавершеного ремоделювання.