Перспективы применения ТГЧ-терапии при дентальной имплантации в условиях хронической табачной интоксикации (экспериментальное исследование)

¹ Введение. Табакокурение является важной проблемой для здравоохранения Российской Федерации и большинства стран мира. Несмотря на меры, предпринимаемые в последние десятилетия для борьбы с курением, распространенность этой пагубной привычки все еще чрезвычайно велика. По опубликованным Всемирной организацией здравоохранения в 2019 г. данным, в мире насчитывается около 1,1 млрд курильщиков. Ежегодно от заболеваний, ассоциированных с курением, умирают более 8 млн человек, из них около 1,2 млн гибнут вследствие пассивного курения [1].

По различным оценкам, в России смертность от проблем, связанных с курением, варьируясь по годам, составляет от 300 тыс. до 500 тыс. человек ежегодно [2].

Курение табака является фактором риска развития и прогрессирования заболеваний сердечно-сосудистой, дыхательной, пищеварительной систем, повышает вероятность развития онкопатологии, проблем репродуктивной сферы и опорно-двигательного аппарата [3]. Известно, что хроническое воздействие табачного дыма приводит к снижению минеральной плотности костной ткани, повышению риска возникновения переломов и замедлению сроков их заживления [4].

Стоматологический статус курильщиков также находится под ударом. Помимо прямого повреждающего воздействия высокой температуры и местнораздражающего действия токсичных компонентов табачного дыма (формальдегида, аммиака, синильной кислоты и др.), известно его негативное влияние на состояние сосудов микроциркуляторного русла. Вазоспазм, снижение макрофагальной активности, провоцируемые никотином, ослабляют защитные механизмы пародонта и слизистой оболочки ротовой полости, обусловливая более тяжелое течение воспалительных процессов, их большую резистентность к терапии и развитие осложнений, в том числе потерю зубов [3, 5].

Потребление табака затрудняет стоматологическую реабилитацию пациентов с дефектами зубного ряда. Курение на протяжении десятилетий рассматривается как один из самых часто упоминаемых факторов риска при дентальной имплантации. У курильщиков отмечается более выраженная утрата маргинальной костной ткани, худшее качество костной ткани и более высокий риск развития периим-плантита. Вероятность неудачи имплантологического лечения в первые три года у пациентов с табачной зависимостью, по данным различных исследователей, может в 1,5–1,7 раза превышать таковую у некурящих [6–8].

Цель: выявить особенности заживления тканей вокруг дентального имплантата в условиях табачной интоксикации и возможность коррекции изменений, вызванных воздействием табачного дыма, с помощью электромагнитного излучения терагерцового диапазона на частоте молекулярного спектра излучения и поглощения атмосферного кислорода 129,0 ГГц.

Материал и методы. Исследование проводилось на 36 кроликах-самцах новозеландской породы массой 3000–3500 г, разделенных на 4 группы по 9 животных. В трех опытных группах смоделирована хроническая табачная интоксикация в течение 6 не-

дель до имплантации и после нее, до выведения животных из эксперимента. С целью создания условий хронической табачной интоксикации использовали известную модель [9]: ежедневно кроликов помещали в камеру с приточно-вытяжной вентиляцией, куда нагнетался табачный дым, на 7 минут через каждые полчаса в течение 6 часов в день. Все животные во время проведения эксперимента находились в одинаковых условиях: при температуре 20±2 С° и 12-часовом освещении, со свободным доступом к пище и воде, в условиях вивария ООО «Центр доклинических исследований» (г. Пенза).

Все эксперименты выполнены в соответствии с приказом Минздрава СССР от 12 августа 1977 г. №755 «О мерах по дальнейшему совершенствованию организационных форм работы с использованием экспериментальных животных» (по состоянию на 20 марта 2016 г.), Федеральным законом от 1 декабря 1999 г. «О защите животных от жестокого обращения», Женевской конвенцией «Internetional Guiding Principals for Biomedical Involving Animals» (Geneva, 1990), Хельсинкской декларацией о гуманном отношении к животным, а также рекомендациями комитета по этике ФГБОУ ВО «Саратовский государственный медицинский университет им. В. И. Разумовского» Минздрава России (протокол № 2 от 01.10.2019 г.).

После шести недель моделирования хронической табачной интоксикации животным трех опытных и контрольной групп под общей анестезией (золетил 100: 0,1 мл/кг массы животного внутримышечно; кси-лазин 2%: 0,4 мл/кг массы животного внутримышечно; пропофол для поддержания сна в дозе 0,5 мл/кг массы животного в час) и местной анестезией (р-р убистезин 4%) проводилось удаление резца нижней челюсти на произвольно выбранной стороне, препарирование лунки с помощью набора фрез Dio (Dio Corporation, Южная Корея) с водным охлаждением стерильным физиологическим раствором и выполнялась одномоментная установка дентального имплантата Dio (Dio Corporation, Южная Корея). После этого на слизистую краев раны накладывали швы материалом капроаг 4/0 (ООО «Репромед», Россия).

В контрольной и 1-й опытной группах животные не получали физиотерапевтического воздействия. Во 2-й опытной группе производилось воздействие на слизистую в зоне предполагаемого оперативного вмешательства электромагнитного излучения тера-герцового диапазона на частотах (ЭМИ ТГЧ) молекулярного спектра излучения и поглощения (МСИП) атмосферного кислорода 129,0 ГГц при выходной мощности 250 мкВт в течение 15 минут, 1 раз в сутки, курсом 10 процедур, 5 дней до дентальной имплантации и 5 дней в послеоперационном периоде. В 3-й опытной группе производилось комплексное воздействие ЭМИ ТГЧ на частоте МСИП атмосферного кислорода 129,0 ГГц путем облучения слизистой в зоне предполагаемой дентальной имплантации и кожи в проекции мечевидного отростка грудины, в режиме по 15 минут в каждой локализации, 1 раз в сутки, курсом 10 процедур, 5 дней до дентальной имплантации и 5 дней в послеоперационном периоде. Для проведения ТГЧ-облучения применяли аппарат КВЧ-терапии «Орбита» (ОАО «Центральный научноисследовательский институт измерительной аппаратуры», г. Саратов).

Выведение животных из эксперимента производилось по 3 особи из каждой группы на 14-е, 30-е и 90-е сутки после оперативного вмешательства путем передозировки эфирного наркоза. Осуществлялся забор фрагмента нижней челюсти животного, содержащего установленный дентальный имплантат. Полученный материал фиксировали в 10%-м растворе нейтрального формалина, декальцинировали в растворе 6,5%-й азотной кислоты, затем проводили по спиртам возрастающей концентрации. После декальцинации из фрагмента челюсти удаляли дентальный имплантат механическим путем, осуществляли заливку в парафин и получали срезы толщиной 7 мкм, с последующей окраской гематоксилином и эозином, а также по методу Ван Гизона. Производилось изучение микропрепаратов, выполнялась микроморфометрия в зоне контакта дентального имплантата с костной тканью с помощью микроскопа МИКМЕД v. 6.6.

Полученные данные подвергались статистической обработке с использованием статистических пакетов Statistica v. 7. Для проверки нормальности распределения использован критерий Шапиро — Уилка. Все описанные в данной работе параметры имели распределение близкое к нормальному. Для каждого параметра рассчитывали минимальное (Min) и максимальное (Max) значения, среднюю арифметическую (M), ошибку средней арифметической (m), коэффициент вариации (Cv).

Значимость различий между группами определяли с помощью параметрического критерия Фишера и непараметрического критерия Колмогорова — Смирнова. Различия считали значимыми при 95%-м пороге вероятности (p<0,05). Полученные морфометрические данные исследованы также с помощью парного непараметрического корреляционного анализа (по Спирмену).

Результаты. При морфологическом исследовании материалов, полученных у животных на 14-е сутки после оперативного вмешательства, во всех группах наблюдаются признаки дистрофии в области края имплантата.

В препаратах животных контрольной группы отмечается слабо выраженная лимфогистиоцитарная инфильтрация. Соединительная ткань составляет всего 29,2±2,7%. В непосредственной близости от имплантата начинает формироваться новообразованная костная ткань (остеоид), причем степень зрелости костной ткани увеличивается по мере удаления от дефекта. Объемная доля остеоида в образцах составляет 9,9±0,6%, а зрелой костной ткани 40,4±2,3%. Средняя толщина соединительнотканной прослойки между имплантатом и окружающей костной тканью достигает 43,8±4,1 мкм. Сосудистый компонент составляет до 3,4±0,6%.

У животных 1-й опытной группы отмечается выраженная лимфогистиоцитарная инфильтрация. Грубоволокнистая соединительная ткань формируется в небольшом объеме. В более глубоких отделах начинает формироваться новообразованная грубоволокнистая соединительная ткань, причем зрелость ее увеличивается по мере удаления от дефекта. Объемная доля соединительной ткани достигает 34,6±2,3%, остеоида 8,3±0,4%, зрелой костной ткани всего 33,0±1,5%. Средняя толщина соединительнотканной прослойки 51,8±3,4 мкм. Объемная доля кровеносных сосудов составляет до 2,0±0,2%, что является минимальным значением среди всех групп.

Во 2-й и 3-й опытных группах определяется умеренная лимфогистиоцитарная инфильтрация. Грубоволокнистая соединительная ткань формируется в обеих группах в большем объеме. В более глубоких отделах начинает формироваться новообразованная костная ткань, с увеличением ее зрелости по мере удаления от дефекта.

При морфометрии препаратов, полученных во 2-й группе, объемная доля соединительной ткани составляет 38,4±2,5%, остеоида 9,2±0,4%, зрелой костной ткани 36,7±1,7%. В 3-й группе объемная доля соединительной ткани составляет 34,2±2,2%, остеоида 10,3±0,5%, зрелой костной ткани 41,1±1,9%. Средняя толщина соединительной ткани во 2-й группе 57,6±3,7 мкм, в 3-й группе 51,3±3,3 мкм. Объемная доля кровеносных сосудов достигает 2,5±0,27% во 2-й группе, а в 3-й группе 2,9±0,3%. У животных 3-й группы в образовавшейся грануляционной ткани отмечается выраженный неоангиогенез.

На сроке 14 дней хрящевая ткань не наблюдалась в материалах ни одной группы (рис. 1).

Через 1 месяц после операции у животных контрольной группы в области края титанового имплантата начинает формироваться первичная костная мозоль, состоящая из грубоволокнистой

Рис. 1. Соотношение компонентов периимплантатных тканей в группах на сроке 14 суток после имплантации

соединительной ткани и остеоида. Объемная доля остеоида статистически значимо (p<0,05) возрастает до 17,1±0,9%, а доли соединительной ткани и зрелой костной ткани уменьшаются до 22,4±2,4% (p>0,05) и 39,8±2,0% (p>0,05) соответственно. Фокусы хрящевой ткани и отдельные хондроциты не выявляются. Толщина соединительнотканной прослойки снижается, составляя 33,6±3,6 мкм (p<0,05). Объемная доля кровеносных сосудов увеличивается до 6,8±0,7% (p<0,05).

На 30-е сутки в 1-й опытной группе в области края титанового имплантата грубоволокнистая соединительная ткань имеет тенденцию к увеличению, хрящевая ткань и остеоид встречаются на значительном удалении от края имплантата. Отмечается увеличение остеоида до 13,0±0,8% (p<0,05) и соединительной ткани до 48,8±2,4% (p<0,05), в то время как зрелая костная ткань демонстрирует тенденцию к снижению до 30,4±1,9% (p>0,05). В препаратах выявляется хрящевая ткань, занимающая до 7,6±1,9% от общей площади контакта костной ткани с имплантатом. Средняя толщина соединительной ткани возрастает до 76,4±3,45 мкм (p<0,05). В толще соединительнотканной капсулы обнаруживаются групповые новообразованные кровеносные сосуды, отмечается увеличение объемной доли кровеносных сосудов.

В препаратах 2-й опытной группы через 1 месяц после операции в области края титанового имплантата начинает формироваться первичная костная мозоль, состоящая из грубоволокнистой соединительной ткани, хрящевой ткани и остеоида. При этом объемная доля остеоида возрастает до 14,5±0,9% (p<0,05), доли соединительной и зрелой костной тканей снижаются до 32,0±2,6% (p<0,05) и 33,8±2,08% (p>0,05). В толще соединительнотканной мозоли можно обнаружить множественные хрящевые клетки — хондроциты, начинающие образовывать изогенные группы, и формируется хрящевой матрикс. Хрящевая ткань составляет до 8,4±2,1%. Средняя толщина соединительнотканной прослойки уменьшается, составляя 48,0±3,9 мкм (p<0,05). Объемная доля сосудов возрастает до 3,7±0,5% (p<0,05).

На 30-е сутки у животных 3-й группы в области края титанового имплантата также начинает формироваться первичная костная мозоль, состоящая из грубоволокнистой соединительной ткани, хрящевой ткани и остеоида. Отмечается более значительное увеличение доли остеоида, до 16,4±1,0% (p<0,05) при снижении объема соединительной и зрелой костной тканей до 28,5±2,3% (p<0,05) и 38,4±2,3% (p>0,05) соответственно. В толще соединительнотканной мозоли можно обнаружить единичные хондроциты, начинающие образовывать изогенные группы. При этом объемная доля хрящевой ткани составляет лишь 0,7±0,3%. Отмечается увеличение доли кровеносных сосудов до 4,3±0,5% (p<0,05) (рис. 2).

На 90-е сутки после операции имплантации в группе контроля наблюдается дальнейшее созревание и формирование костной ткани вокруг титанового имплантата. Соединительнотканный компонент в большей степени замещается костным комплексом, состоящим из остеоида и зрелой костной ткани, начинаются выраженные процессы ремоделирования остеоида. При этом объемная доля остеоида уменьшается до 6,1±0,3% (p<0,05), соединительная ткань остается практически на прежнем уровне: 22,4±2,1%, а зрелая костная ткань, наоборот, возрастает до 54,5±2,6% (p<0,05). Хрящевых фокусов и хондроцитов в исследуемом материале не выявляется. Толщина соединительнотканной прослойки продолжает уменьшаться, составляя 31,4±2,9 мкм (p>0,05). Объемная доля кровеносных сосудов возрастает до 8,5±1,4% (p<0,05).

В новообразованных костных балках определяется значительное количество остеобластов и остеокластов, что свидетельствует об активных процессах ремоделирования и формировании зрелой костной ткани.

В 1-й опытной группе через 3 месяца после оперативного вмешательства наблюдается дальнейшее созревание и формирование грубоволокнистой соединительной ткани вокруг титанового имплантата. Соединительнотканный компонент в меньшей степени представлен костно-хрящевым комплексом, на-

Рис. 2. Соотношение компонентов периимплантатных тканей в группах на сроке 30 суток после имплантации

чинаются слабые процессы ремоделирования остеоида. Объемные доли остеоида и соединительной ткани статистически значимо (p<0,05) уменьшаются до 4,3±0,3 и 26,9±1,9% соответственно, отмечается увеличение зрелой костной ткани до 38,7±2,5% (p<0,05). Однако в отдельных участках мозоли фиксируются небольшие области гиалинового хряща. Хрящевая ткань при морфометрии составляет до 15,9±1,3% (p<0,05), достигая максимума среди всех групп. Средняя толщина соединительной ткани снижается до 40,4 ±2,9 мкм (p<0,05). Объемная доля кровеносных сосудов составляет 3,5±0,6%.

В новообразованных костных балках регистрируется незначительное количество остеобластов и остеокластов, что свидетельствует о слабых процессах ремоделирования костной ткани и формировании зрелой костной ткани.

Во 2-й опытной группе на сроке 3 месяца наблюдается дальнейшее созревание и формирование костной ткани вокруг титанового имплантата. Соединительнотканный компонент в большей степени замещается костно-хрящевым комплексом, начинаются средневыраженные процессы ремоделирования остеоида. Доли остеоида и соединительной ткани уменьшаются до 4,8±0,3% (p<0,05 значимо) и 29,9±2,2% (p>0,05) соответственно, в то время как зрелая костная ткань возрастает до 43,0±2,8% (p<0,05 значимо). Однако в отдельных участках мозоли отмечаются небольшие области гиалинового хряща. Хрящевая ткань составляет до 4,9±0,9% (p<0,05). Средняя толщина соединительнотканной прослойки сокращается до 44,9±3,3 мкм (p>0,05). Также наблюдается некоторое уменьшение объемной доли кровеносных сосудов: до 3,6±0,5% (p>0,05).

В новообразованных костных балках фиксируется значительное количество остеобластов и остеокластов, что свидетельствует о процессах ремоделирования костной ткани и формировании зрелой костной ткани.

На 90-е сутки после оперативного вмешательства в материалах 3-й опытной группы наблюдается дальнейшее созревание и формирование костной ткани вокруг титанового имплантата. Соединительнотканный компонент в большей степени замещается костно-хрящевым комплексом, начинаются средневыраженные процессы ремоделирования остеоида. Объемные доли остеоида и соединительной ткани статистически незначимо (p>0,05) снижаются до 5,5±0,4 и 26,6±1,9% соответственно, а доля зрелой костной ткани возрастает до 46,8±3,1% (p<0,05). Однако в отдельных участках мозоли отмечаются единичные островки хряща, хрящевая ткань составляет до 3,6±0,03%. Средняя толщина соединительной ткани продолжает снижаться, составив 39,9±2,9 мкм (p<0,05). Объемная доля кровеносных сосудов показывает некоторое повышение до 4,3±0,6% (p<0,05).

В новообразованных костных балках обнаруживается значительное количество остеобластов и остеокластов, что свидетельствует о процессах ремоделирования костной ткани и формировании зрелой костной ткани (рис. 3).

Обсуждение. На 14-е сутки во всех исследуемых материалах выявлены признаки дистрофии и воспалительные изменения, что является физиологической реакцией на операционную травму. Однако выраженность лимфогистиоцитарной инфильтрации варьировалась в разных группах: в контрольной группе оценивалась как слабая; в 1-й опытной группе, где животные подвергались хронической табачной интоксикации без ТГЧ-терапии, была наиболее выражена; во 2-й и 3-й группах, где применялись различные режимы ТГЧ-облучения, оказалась умеренной, что показывает противовоспалительный эффект данного метода [10, 11].

Анализ данных морфометрии показывает, что в период с 14 до 30 суток после операции во всех группах происходило увеличение количества остеоида и снижение объема зрелой костной ткани. Данные изменения объясняются резорбцией зрелой костной ткани вследствие операционной травмы и давления имплантата на кость, а также началом формирования новообразованной костной ткани. При этом признаки резорбции наиболее выражены в 1-й опытной группе, а в группе контроля

Контрольная 1 опытная    2 опытная    3 опытная группа группа группа группа

• ■    Объемная доля остеоида, %

• ■    Объемная доля зрелой костной ткани, %

• ■    Объемная доля хрящевой ткани, %

• ■    Объемная доля соединительной ткани,%

• ■    Средняя толщина соединительной ткани, мкм

• ■    Объемная доля кровеносных сосудов, %

Рис. 3. Соотношение компонентов периимплантатных тканей в группах на сроке 90 суток после имплантации

определялись умеренно выраженные признаки резорбции зрелой костной ткани. Наиболее близкие к контролю значения продемонстрированы в 3-й опытной группе, где применялся комплексный режим ТГЧ-воздействия.

Средняя толщина соединительнотканной прослойки между имплантатом и окружающей костной тканью достигала максимума на 14-е сутки с последующим снижением в контрольной, 2-й и 3-й опытных группах. В 1-й опытной группе не только достигнуты наивысшие значения данного показателя, но и отмечалась волнообразная динамика с пиком на 30-е сутки.

Среди опытных групп наиболее активные процессы регенерации и оссификации в области оперативного вмешательства наблюдались в группах, где применялась ТГЧ-терапия. При этом остеогенез происходил с меньшим образованием хрящевой ткани, что свидетельствует о более благоприятных условиях для заживления костной ткани [10, 12].

Объемная доля кровеносных сосудов имела тенденцию к увеличению во всех группах с 2 недель до 3 месяцев. Максимальные значения сосудистого компонента наблюдались в контрольной группе, где животные не подвергались воздействию табачного дыма, а минимальные — в 1-й опытной группе, что, видимо, объясняется вазоспазмом сосудов в результате хронической табачной интоксикации [9]. Воздействие терагерцового облучения на частоте атмосферного кислорода 129,0 ГГц позволило несколько скорректировать данный показатель, причем лучшие результаты достигнуты в 3-й опытной группе.

Заключение. Полученные экспериментальные данные показывают, что хроническое воздействие табачного дыма приводит к снижению активности процессов регенерации и образования новой костной ткани, а также провоцирует вазоспазм, ухудшая трофику тканей в зоне имплантации. Применение протоколов ТГЧ-облучения на частоте атмосферного кислорода 129,0 ГГц позволяет частично компенсировать негативное влияние хронической табачной интоксикации и стимулировать остеогенез и созревание костной ткани вокруг дентального имплантата. Наиболее перспективно применение комплексного режима ТГЧ-терапии, включающего локальное и системное воздействие на гемодинамику, что обеспечивает более быстрое течение регенераторных процессов, улучшая интеграцию дентального имплантата в костной ткани.