Структурные изменения при моделировании внутрикостных дефектов верхней челюсти

Совершенствование хирургического лечения пациентов с околокорневыми кистами челюстей возможно не только при применении инновационных методов (тканевая инженерия, регенеративная медицина) но и при оптимизации традиционных методик лечения с применением современных остеопластических материалов [2, 4, 7, 8]. Однако патогистологические изменения костной ткани на разных этапах репаративной регенерации в области дефектов челюстных костей у экспериментальных животных изучены недостаточно, что и послужило поводом к проведению данного исследования.

Цель работы: выявить особенности морфологических изменений при моделировании внутрикостных дефектов верхней челюсти.

Материалы и методы: Экспериментальное исследование выполнено на нелинейных белых крысах. Формирование костного дефекта проводилось в области переднего отдела верхней челюсти. Животные были разделены на две группы: контрольную группу составили интактные крысы (n=8); вторую группу составили животные, у которых восстановление костного дефекта происходило под кровяным сгустком (n=8).

Вывод животных из эксперимента осуществлялся на 7, 14 и 21 сутки. Костно-мышечные фрагменты верхней челюсти фиксировали в 10% растворе нейтрального забуференного формалина (pH=7,4) в течение 24 часов, декальцинировали в растворе этилендиаминтетраацетата натрия. Изготовление и окраску гистологических срезов (гематоксилином и эозином, трихром по Массону) проводили по общепринятым гистоло- гическим методикам [1].

Морфометрически с помощью программного обеспечения (PhotoM 1.21, Россия) определяли удельную площадь костных балок, соединительной и хрящевой ткани (по отношению к общей площади ткани в поле зрения), оценивали интенсивность воспаления и резорбции костной ткани в зоне дефекта. Микрофотосъемку проводили в случайных полях зрения с помощью микроскопа «Axio Scope» (Carl Zeiss, Германия). Статистическую обработку результатов проводили с использованием программы Microsoft office Excel 2007 (Microsoft, США).

Результаты исследования и их обсуждение:

При гистологическом исследовании костной ткани в интактной группе животных во все сроки эксперимента (7, 14 и 21 сутки) отмечалось нормальное строение костной ткани, признаков воспаления не выявлялось, участки остео-кластической или пазушной резорбции костных балок не визуализировались (рис. 1). Удельная площадь костных балок составляла на 7, 14 и 21 сутки эксперимента - 48,3±1,2%, 46,9±2,1% и 43,2±1,8% соответственно, соединительной ткани - 38,4±2,3%, 41,1±1,4% и 36,5±2,7%, хрящевая ткань не определялась (табл. 1).

При изучении микропрепаратов во второй группе на 7 сутки в области костного дефекта отмечалась выраженная инфильтрация преимущественно сегментоядерными нейтрофильными гранулоцитами с примесью гистиоцитов, макрофагов и единичных лимфоцитов, неравномерный отёк. Данные изменения являются характерными для ранних сроков деструкции костной ткани [3]. На границе с дефектом в костных балках отмечались единичные гигантские многоядерные остеокласты с формированием лакун остеокластической резорбции, которые составляли 0,2±0,1%, что свидетельствовало о активации ремоделирования костной ткани [7]. Удельная площадь костных балок составляла

33,3±2,8%, соединительной ткани - 44,1±2,9%, хрящевая ткань не определялась (рис. 2. табл. 1). При окраске трихром по Массону на 7 сутки эксперимента определялись единичные тонкие хаотично ориентированные волокна коллагена (рис. 2, табл. 1).

На 14 сутки эксперимента отмечалось уменьшение отека, снижалась интенсивность воспалительной инфильтрации. Количество сегментоядерных нейтрофильных гранулоцитов уменьшалось, в составе экссудате начинали преобладать гистиоциты, макрофаги, лимфоциты и фибробласты. Определялись участки формирования хрящевой ткани. В костных балках признаков формирования остеолиза не визуа-лизирвалось. Удельная площадь костных балок составляла 32,4±3,5%, соединительной ткани -45,8±31%, хрящевой ткани - 32,2±2,7%. В зоне дефекта костной ткани при окраске трихром по Массону на 14 сутки эксперимента определялись структурированные пучки коллагеновых волокон (рис. 2, табл. 1). Данные структурные изменения могут свидетельствовать о недостаточных остеоиндуктивных и остеокондуктивных свойствах кровяного сгустка ввиду отсутствия жесткого каркаса для остеогенных клеток [5, 6].

К 21 суткам эксперимента на обзорной окраске сохранялись признаки активной реструктуризации костной ткани в виде незначительной лимфо-гистоицитарной инфильтрации в зоне дефекта, формирования остеоидных и минерализованных костных балок с замещением зоны хрящевой ткани на соединительную ткань (рис. 2). Гистологических признаков остеолиза не выявлялось. Удельная площадь костных балок составляла 28,8±2,4%, соединительной ткани -47,9±5,1%, хрящевой ткани - 9,1±1,3% (табл. 1). При окраске по Массону выявлялась новообразованная костная и соединительная ткани с хаотичным расположением костных балок и разнонаправленными пучками коллагеновых волокон (рис. 2, табл. 1).

Таблица 1.

Морфометрические параметры костного дефекта верхней челюсти (M±m).

Морфометрический параметр	Экспериментальные группы	Время эксперимента
		7 сутки	14 сутки	21 сутки
Удельная площадь костных балок, %	Интактная	48,3±1,2	46,9±2,1	43,2±1,8
	Костный дефект+кровяной сгусток	33,3±2,8*	32,4±3,5*	28,8±2,4*
Удельная площадь плотноволокнистой соединительной ткани, %	Интактная	38,4±2,3	41,1±1,4	36,5±2,7
	Костный дефект+кровяной сгусток	44,1±2,9	45,8±31	47,9±5,1
Удельная площадь хрящевой ткани, %	Интактная	-	-	-
	Костный дефект+кровяной сгусток	-	32,2±2,7	9,1±1,3

* - достоверно по отношению к группе интактного контроля.

Заключение

Результаты гистологического исследования свидетельствуют о развитии острого воспаления в зоне костного дефекта на ранних сроках остеорепарации, которое сменилось признаками репаративной регенерации кости с 14 суток эксперимента. Однако формирование плотноволокнистой соединительной и хрящевой тканей в зоне дефекта не привело к статистически достоверному замещению зоны дефекта полноценной костной тканью даже к 21 суткам исследования. Таким образом, результаты проведенного исследования свидетельствуют о воспроизведении адекватной экспериментальной модели формирования дефектов костной ткани при использовании кровяного сгустка. В силу недостаточных остеоиндуктивных и остеокондуктивных свойств кровяного сгустка во все сроки наблюдения не происходило замещение дефекта новообразованной костной тканью.

АБ

Рис. 1. Костная ткань верхней челюсти интактной группы. А - окраска гематоксилином и эозином, начальное увеличение х400. Б - окраска трихром по Массону, начальное увеличение х100.

А

Б

В

Г

ДЕ

Рис. 2. Костный дефект верхней челюсти, группа сравнения. А - 7 сутки эксперимента. Окраска гематоксилином и эозином, начальное увеличение х400. Б - 7 сутки эксперимента. Окраска трихром по Массону, начальное увеличение х400. В - 14 сутки эксперимента. Окраска гематоксилином и эозином, начальное увеличение х100. Г - 14 сутки эксперимента. Окраска трихром по Массону, начальное увеличение х100. Д - 21 сутки эксперимента. Окраска гематоксилином и эозином, начальное увеличение х100.

Е - 21 сутки эксперимента. Окраска трихром по Массону, начальное увеличение х100.