Зуб с мудростью: инновационная биоразлагаемая мембрана поможет восстановить челюсть

Фото: пресс-служба НИТУ МИСИС Следите за нашими новостями в удобном формате Есть новость? Присылайте!

Российские ученые создали персонифицированную стоматологическую мембрану, которая необходима для восстановления повреждений челюсти. Разработку распечатывают на 3D-принтере под индивидуальные особенности пациента. Она выполняет роль барьера, защищая костную полость от зарастания соединительной тканью, что позволяет сформироваться новой кости. Однако все существующие мембраны либо слишком мягкие, либо требуют повторной операции для их удаления. В отличие от них новая разработка имеет оптимальные для заживления свойства и разлагается через три-девять месяца после установки. По словам стоматологов, изобретение заметно упростит их работу. Однако для его внедрения в практику нужно сначала подтвердить, что, растворяясь в организме, материал не принесет вреда.

Стоматологическая мембрана

Исследователи НИТУ МИСИС разработали персонифицированные стоматологические мембраны с антибактериальным покрытием, которые предназначены для восстановления костной ткани челюсти. Повреждение кости — очень распространенная проблема среди пациентов зубных врачей. Чтобы она правильно восстанавливалась, образовавшуюся полость необходимо защитить барьером. Он препятствует зарастанию соединительной тканью, и в результате происходит формирование новой кости. Однако все применяемые сегодня для этого методы имеют серьезные недостатки. Большинство мембран слишком мягкие, поэтому их нельзя использовать для наращивания больших объемов кости. А если медик используют твердый материал, как, например, титан, то ему приходится проводить повторную операцию, чтобы ее удалить. Новая разработка ученых позволяет избежать этих трудностей.

Фото: пресс-служба НИТУ МИСИС

— В отличие от аналогов персонализированные мембраны снижают риски повреждения мягких тканей, избавляют от необходимости в дополнительной обработке. Мы использовали сходный по свойствам с естественной костью композиционный материал. Его высокие механические характеристики позволяют эффективно сохранять пространство под мембраной для восстановления костной ткани. Необходимые сроки биодеградации — около трех-девяти месяцев. Поэтому важно было найти полимер, который соответствует этим требованиями, — рассказала автор проекта, студентка НИТУ МИСИС Дарья Степанова.

Разработчики учли все преимущества и недостатки имеющихся на сегодняшний день решений и разработали прочную биорезорбируемую мембрану, которая способна выдерживать механические нагрузки в течение продолжительного срока для костной регенерации в области челюсти. Изделие создают на 3D-принтере под конкретное повреждение. После вживления полимерного каркаса в нужное место конструкция спустя несколько месяцев безопасно растворяется. Поэтому повторное хирургическое вмешательство для извлечения не требуется. Выбранный учеными полимер не вызывает закисления места дефекта, которое может замедлить или даже остановить процесс регенерации.

Фото: пресс-служба НИТУ МИСИС

Барьерная мембрана также работает как каркас, который удерживает трансплантаты в нужном положении и создает условия для роста костных клеток в поврежденных областях. А ее антибактериальное покрытие защищает район дефекта от инфекции.

— Практически каждая операция по восстановлению и наращиванию костной ткани челюсти включает этап установки мембран. До 90% пациентов, планирующих установку имплантатов на верхней челюсти, и до 50% — на нижней нуждаются в наращивании кости из-за ее атрофии. Разработка биоразлагаемых полимерных мембран для направленной костной регенерации отвечает на растущую потребность в эффективных методах лечения дефектов костной ткани, — сказала ведущий инженер научного проекта научно-образовательной лаборатории тканевой инженерии и регенеративной медицины НИТУ МИСИС Анна Черемных.

Как изобретение упростит работу стоматологов

Такие мембраны широко используются в челюстно-лицевой хирургии и имплантологии для лечения костных дефектов челюстей. Когда проводится операция, сначала отслаивается слизисто-надкостный лоскут, чтобы получить доступ к больному месту. После того как убирается патологическое образование (например, киста или зуб), в кости образуется полость. Если ее не защитить, то внутрь прорастет рубец и не даст возможности сформироваться новой кости. Мембраны также можно использовать для консервации лунок под имплантацию, пояснил «Известиям» профессор кафедры хирургической стоматологии ВГМУ им. Н.Н. Бурденко Илья Степанов.

Фото: пресс-служба НИТУ МИСИС

— В костную полость вносится остеопатический материал. Это может быть синтетическая кость, кость животного происхождения или человека. И чтобы образовалась новая кость, нужно мембраной изолировать костную рану, куда мы ранее внесли этот материал. Например, в случае атрофии кости используют титановую сетку. Она работает как каркас. Под него укладывается костный материал. Но потом ее придется удалять. Существуют мембраны на основе коллагена или других материалов, но они слишком быстро рассасываются или создают кислую среду, поэтому заживление происходит хуже, — сказал эксперт.

Мембрана, предложенная специалистами, разлагается через несколько месяцев. Этого времени достаточно, чтобы из размещенного под ней материала нормально образовалась костная ткань. Потом она рассасывается, не меняя кислотно-щелочной баланс в области раны, добавил специалист.

— Благодаря этому достижению российских ученых стоматологам не придется закупать всё это за рубежом, как мы вынуждены были делать все последние годы. Это одна из причины, почему в стоматологии растут цены. И доставка этих материалов превратилась в серьезную проблему. Такая мембрана — большой плюс и для самого пациента, так как ему не надо делать повторный надрез, всё там расчищать. А врач сможет намного быстрее приступить к следующему этапу лечения, что ускорит заживление, — сказала стоматолог, ортодонт, член Профессионального общества ортодонтов России Мария Балакирева.

Фото: пресс-служба НИТУ МИСИС

Для безопасного применения мембраны необходимы детальные исследования, как после разложения материала его компоненты будут выводиться из организма, подчеркнул врач-стоматолог Алексей Антипенко.

— Если эти полимеры будут разлагаться, то они будут попадать в кровь, поэтому для оценки их безопасности нужно понимать, в какие части организма они в итоге попадут и где могут надолго остаться. Необходимо также оценить потенциальную возможность применяемых материалов вызывать, например, онкологию. Нужны доклинические и клинические исследования, на которые может уйти до 10 лет, — сказал он.

Важно проверить сам полимер, из которого производят мембрану, на предмет аллергических реакций со стороны организма человека и цитотоксические свойства по отношению к тканям области операции. Эти параметры крайне важны, отметила стоматолог-хирург, ассистент кафедры терапевтической стоматологии РУДН Алена Куликова.

Источник: iz.ru