Иммунологические эффекты применения ортодонтических микроимплантатов с модифицированной поверхностью в эксперименте на животных

• ¹Вв едение. Ортодонтические микроимплантаты (ОМИ) используются в клинической стоматологии для обеспечения стабильности точек приложения ортодонтических нагрузок к зубам и зубным рядам [1-3]. Применяемые при этом силы колеблются в широких пределах, обеспечивая перенесение нагрузки на скелетные структуры без задействования периодонтальной связки и клеточных механизмов тканевой перестройки [4-6]. Отрицательным моментом применения подобного подхода является наличие раны слизистой оболочки полости рта в области введения, а также травмирующее воздействие на минимальные по объему костные структуры альвеолярных и небных отростков челюстей [7-9]. Таким образом, достаточно ажурные костные структуры и слизистая оболочка полости рта находятся в состоянии хронического раздражения и необходимости реагировать на наличие микроимплантатов (раневой процесс, остеоинтеграция, погружной рост), что может отрицательно сказываться на организме пациента, динамике и выраженности ортодонтических эффектов [10, 11].

В своих работах одним из вариантов решения подобных проблем мы выбрали нанесение на поверхности микроимплантатов композитных покрытий, содержащих золото, серебро, хитозан и гидроксиапатит, которые позволяют модифицировать ответ макроорганизма на введение хирургических конструкций, а также оказывают антибактериальный и противовоспалительный эффекты [12-15]. Использование золота в покрытиях стоматологических имплантатов минимально изучено [16], а в отношении модификации поверхности ОМИ проводится впервые [17].

Реакция иммунной системы при применении ОМИ с модифицированной поверхностью нами выбрана как маркер важнейших механизмов обеспечивающих как поддержание гомеостаза, так и механизм блокады инфекционного процесса в тканях челюстей. Объектом изучения были выбраны крупные лабораторные животные (собаки), что определялось наличием достаточного объема костных тканей, возможностью соблюдения хирургического протокола установки ОМИ и рекомендациями ведущих разработчиков подобных конструкций [18-22].

Методы. В исследовании использовались титановые ОМИ производства «Плазма Поволжья» с покрытиями гидроксиапатитом, серебро-хитозан-пови-аргол содержащими композициями.

Нанесение ГАП-покрытий производилось плазменным напылением. Нанокомпозитные покрытия на основе низкомолекулярного водорастворимого хитозана и декстран-сульфата содержащие наночастицы серебра были получены методом полиионной самосборки. Толщину получившихся покрытий определяли при помощи атомно-силовой микроскопии, при этом она составляла от 10 до 40 нм. Полиэтилени-мин, хитозан, декстран-сульфат и серебросодержащий антисептик повиаргол были разведены в водном растворе 2 мг/мл. Хитозан и раствор металлических наночастиц наносились послойно. Подслоем использовался PEI для заряда поверхности стекла.

Адрес: г. Саратов, ул. Б.Казачья, 112.

Тел.: 8(8452)669734.

Отбор экспериментальных животных для проведения операций по введению имплантатов: 1 группа – контроль, 2 группа - опытная (имплантаты с модифицированной поверхностью), 3 группа - сравнение (титановые имплантаты).

Протокол введения имплантатов предусматривал общую анестезию с использованием 2 % ксилозина и золетила, формирование пилотного канала. Каждой собаке вводилось по 2 однотипных имплантата. Прочность фиксации определялась с помощью периотестометрии. Нагрузку микроимплантатов проводили никелидтитановыми пружинами с силой воздействия 100 мг. На каждую собаку оформлялся протокол наблюдения, в которых отражены все изменения в динамике наблюдения. Животные наблюдались в течение 21 дня.

В постоперационный период проводили ежедневный клинический осмотр, измерение температуры тела, орошение слизистой полости рта бидистили-рованной водой, фотографирование. В динамике исследования на 1, 3, 7, 14, 21 сутки наблюдения после операции определяли динамику изменения массы тела, проводили общий анализ крови, определение биохимических показателей сыворотки крови, уровней щелочной фосфатазы, лактатдегидрогеназы, общего белка, бикарбоната, кальция. Из иммунологических показателей собак: исследование антите-лообразования по содержанию в сыворотке крови циркулирующих иммунных комплексов (ЦИК); определение концентрации лизоцима в сыворотке крови.

Фото 1 – имплантаты у собаки №428 в день операции (вид сверху)

Фото 2 – нагрузка имплантатов у собаки №576 в день операции

Результаты. Функциональная полноценность конструкций на протяжении периода наблюдения по данным периотестометрии не страдала.

Анализируя данные протоколов наблюдения, следует отметить, что введение имплантатов во всех группах не сопровождалось выраженной реакцией слизистой в области их фиксации. Слизистая губы на месте соприкосновения с выступающей частью имплантатов была гиперемированной от 3 до 7 суток. Температура тела, общее состояние и поведение животного в норме. В группе №3 на 7 сутки слизистая оболочка вокруг 1 имплантата воспалена и кровоточит. На 14 сутки слизистая гиперемирована, на сли- зистой губы в точке соприкосновения с выступающей частью имплантата раневая поверхность. Такое же состояние сохраняется на 21 сутки, что может интерпретироваться как мукозит. После введения имплантатов в группе №2 с композицией «повиаргол + гидроксиапатит» изменения слизистой минимальны.

Масса тела (таблица № 1) и потребление пищи контрольными и опытными собаками особенностями не отличаются.

Анализируя данные общего анализа крови собак в динамике наблюдения (таблица 2), следует отметить увеличение количества сегментоядерных нейтрофилов и уменьшение лимфоцитов во 2 группе на

Таблица 1

Масса тела в динамике наблюдения

№ группы	Масса тела в динамике наблюдения, кг
	Исходная	3 сутки	7 сутки	14 сутки	21 сутки
№ 1	13,7	13,5	13,5	12,2	13,2
№ 2	15,1	15,0	15,0	14,8	14,9
№ 3	17,0	17,0	18,5	18,3	17,5

Таблица 2

Общий анализ крови в динамике наблюдения

№ группы	Показатели	Значение показателей
		Исходные показатели	3 сутки	7 сутки	14 сутки	21 сутки
	СОЭ, мм/ч	5,0	6,0	5,0	3,0	3,0
	Тромбоциты, тыс. в 1мм3	87,9	55,7	46,3	63,9	37,7
	Нейтрофилы: юные, %	0	0	0	0	0
	палочкоядерные, %	7	4	4	3	4
№ 1	сегментоядерные, %	49	54	62	60	66
	Лимфоциты, %	41	36	22	23	20
	Моноциты, %	0	1	3	4	2
	Эозинофилы, %	3	3	8	7	8
	Базофилы, %	0	2	1	3	0
	СОЭ, мм/ч	2,0	2,0	3,0	3,0	2,0
	Тромбоциты, тыс. в 1мм3	42,5	47,2	33,2	60,7	32,0
	Нейтрофилы: юные, %	0	2	2	0	0
	палочкоядерные, %	6	3	3	5	5
№3	сегментоядерные, %	55	43	52	54	66
	Лимфоциты, %	31	42	31	28	23
	Моноциты, %	2	2	4	3	0
	Эозинофилы, %	5	6	5	4	6
	Базофилы, %	1	2	3	6	0
	СОЭ, мм/ч	2,0	4,0	7,0	5,0	2,0
	Тромбоциты, тыс. в 1мм3	45,9	48,1	26,6	27,1	28,5
	Нейтрофилы: юные, %	0	1	0	0	0
	палочкоядерные, %	4	5	5	7	6
№ 2	сегментоядерные, %	62	49	70	57	76
	Лимфоциты, %	22	36	15	28	11
	Моноциты, %	3	1	1	3	1
	Эозинофилы, %	8	6	6	2	6
	Базофилы, %	1	2	3	3	0

21 сутки наблюдения. В остальном различий между контрольными и опытными группами не наблюдается. Данные по оценке иммунологических показателей у обследуемых собак представлены в таблице 3

Данные таблицы свидетельствуют об отсутствии значимых отклонений уровня циркулирующих иммунных комплексов в сыворотке крови прооперированных собак по сравнению с интактными животными. Отмечается тенденция к уменьшению количества циркулирующих иммунных комплексов в сыворотке крови собак всех экспериментальных групп в динамике наблюдения. Статистически недостаточное количество животных в экспериментальных группах позволяет отметить только индивидуальные особенности в концентрации лизоцима в сыворотке крови обследуемых собак. Таким образом, значимого влияния введенных имплантатов на анализируемые иммунологические показатели в ходе настоящего эксперимента не установлено.

Данные анализа клинико-биохимических показателей у собак в динамике наблюдения представлены в таблице 4.

Обсуждение. Анализ данных таблицы свидетельствует об отсутствии достоверных различий клиникобиохимических показателей между контрольными и опытными животными в динамике наблюдения, а также об отсутствии достоверных изменений по отношению к исходным данным.

Анализируя данные протоколов наблюдения следует отметить, что введение собакам имплантатов с

Анализ иммунологических показателей различных групп в динамике наблюдения

Таблица 3

Экспериментальные группы	Перечень показателей	Исходные показатели	Показатели в динамике наблюдения
			3 сутки	7 сутки	14 сутки	21 сутки
группа № 1	ЦИК, в 100 мл	101,5	63,5	42	42	15
	лизоцим, мг/кг	4,8	3,6	1,9	2,6	1,0
группа №2	ЦИК, в 100 мл	106	53	73	23	14
	лизоцим, мг/кг	2,4	1,6	1,3	2,1	1,1
группа № 3	ЦИК, в 100 мл	43	30	13	22	16
	лизоцим, мг/кг	2,1	2,5	1,7	2,2	1,2

Таблица 4

Анализ клинико-биохимических показателей сыворотки крови в динамике наблюдения

№ собаки Перечень показателей Исходные уровни Данные в динамике наблюдения 3 сутки 7 сутки 14 сутки 21 сутки ЩФ, Е/л 131 182 113 128 94 ЛДГ, Е/л 295 352 259 362 341 Общ. Белок, г/л 66,5 68,9 66,7 71,8 62,5 группа № 1 Альбумин, г/л 37 35,9 33,3 38,3 39,7 Бикарбонат, ммоль/л 10 8 13 11 9 Кальций, ммоль/л 1,61 1,77 2,02 1,78 1,49 ЩФ, Е/л 112 142 152 173 107 ЛДГ, Е/л 184 231 160 306 230 Общ. Белок, г/л 73,5 65,4 63 65,8 67,8 группа №2 Альбумин, г/л 38,5 29,8 28,4 31,6 38,7 Бикарбонат, ммоль/л 8 13 13 12 11 Кальций, ммоль/л 1,84 1,73 2,16 2,21 2,3 ЩФ, Е/л 99 135 119 81 107 ЛДГ, Е/л 165 195 160 248 179 Общ. Белок, г/л 66,7 64,2 70,1 64,8 61,3 группа № 3 Альбумин, г/л 37,4 33,8 37,2 38,5 38,9 Бикарбонат, ммоль/л 10 16 19 14 14 Кальций, ммоль/л 1,67 1,76 1,77 1,49 1,64 модификацией поверхности не вызывает у животных местных процессов со стороны слизистой и тканей в области их фиксации. Вместе с тем осложнения в виде воспалительной реакции с отеком и кровоточивостью при использовании ОМИ возможны. При этом на первые сутки после имплантации отмечается тенденция к увеличению концентрации лизоцима в сыворотке крови собак 2 и 3 групп, что может быть связано с увеличением выработки лизоцима различными гранулоцитами, особенно нейтрофилами, в ответ на проведенное хирургическое вмешательство. В дальнейшем активация механизмов неспецифической резистентности организма выражена у собак группы № 3, где на третьи и седьмые сутки увеличение концентрации лизоцима в сыворотке крови носит достоверный характер.

При изучении гуморального звена иммунной системы биообъектов значимых отклонений уровня циркулирующих иммунных комплексов в сыворотке крови экспериментальных животных не выявлено, что свидетельствует об отсутствии нарушения антителообра-зования при введении собакам имплантатов.

Заключение. Резюмируя вышеизложенное, следует отметить, что введение собакам имплантатов не сопровождалось развитием у них выраженной общей реакции организма. Исключением является только активация механизмов неспецифической резистентности организма собак, которым вводились имплантаты без покрытия. На 3 и 7 сутки у них наблюдалось достоверное увеличение количества лизоцима. Именно на эти сроки у животных отмечались наиболее выраженные местные реакции слизистой и окружающих тканей на введение. Относительно имплантатов с модификацией поверхности уместно подчеркнуть, что их введение не вызывает у животных ни местных, ни общих реакций.