Экспериментальные модели в челюстно-лицевой хирургии для тканевой инженерии
Моделирование на животных in vivo обычно используют для проверки функциональности новой кости, полученной методами клеточной терапии и тканевой инженерии. Исследования на животных — промежуточный этап разработки подобных технологий, они располагаются между исследованиями in vitro и клиническим применением [30]. Для исследований в челюстно-лицевой области применяют животные модели, которые позволяют получать эктопическую кость при подкожной или внутримышечной имплантации; модели формирования кости in situ у мелких (крысы, кролики) и крупных животных (собаки, свиньи, козы, обезьяны). Модели позволяют изучать восстановление дефектов челюсти, увеличение вертикального альвеолярного гребня, лифтинг синусов и восстановление других дефектов челюстно-лицевой области.
Модели дефектов нижней челюсти Для изучения эффективности клеточных и тканеинженерных технологий чаще всего используют крыс, собак, коз и обезьян. У животных при этом создают критические дефекты, т.е. дефекты без спонтанного восстановления в течение всей жизни животного. Для крыс, например, это круглое отверстие диаметром 5 мм; для собак — дефект размером 20×10 мм или сегментарный дефект длиной 30 мм [5, 31]; для кроликов можно использовать отверстие диаметром 10 мм и глубиной 10 мм.
Модели вертикальной аугментации альвеолярного гребня Развитие эффективных способов дентальной имплантации позволяет клиницистам устранять выраженные дефекты анатомических структур и обеспечивать скелетную опору для протезов зубов с опорой на имплантаты. Подобный подход позволяет проводить реабилитацию пациентов с адентией: несъемные протезы с опорой на
АКТУАЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ КЛЕТОЧНОЙ ТРАНСПЛАНТОЛОГИИ И ТКАНЕВОЙ ИНЖЕНЕРИИ
имплантаты обладают лучшими функциональными возможностями, более долговечны, эстетичны, нежели съемные конструкции, опирающиеся на мягкие ткани. Для изучения оптимальных условий проведения вертикальной аугментации альвеолярного гребня было разработано множество моделей на крупных животных. В модели, предложенной N. Kawakatsu [32, 33], с помощью стального хирургического бора после удаления зубов создавался дефект с двух сторон челюсти собаки длиной 30 мм в мезио-дистальном направлении, шириной 8 мм в щечно-лингвальном направлении. Похожая модель была предложена Z. Zhang [5] для проведения вертикальной аугментации гребня у собак [34]. Вертикальная аугментация гребня выполнялась после удаления премоляров и моляров, в область дефекта помещался конструкт, состоящий из матрикса на основе трикальцийфосфата (размером 20×6×6 мм) и аутогенных остеобластов. Восстановление костной ткани в данной модели сопоставимо с уровнем регенерации костной ткани при использовании аутогенных трансплантатов подвздошной кости.
Модели вертикальной аугментации дна гайморовой пазухи Восстановление резорбированного альвеолярного гребня верхней челюсти после экстракции зубов также представляет собой распространенную проблему, с которой сталкиваются клиницисты при восстановлении дефектов зубного ряда при помощи дентальных имплантатов в дистальных отделах верхней челюсти. Было разработано несколько моделей для изучения возможности поднятия дна верхнечелюстного синуса и вертикальной аугментации альвеолярного гребня верхней челюсти. Наиболее «эффективными» животными являются кролики и собаки, т.к. у них имеется схожее с человеческим анатомическое строение верхней челюсти и гайморовых пазух [34]. В предложенных моделях изучали эффективность и степень костной регенерации с использованием костнозаместительных материалов по сравнению с применением аутогенной костной ткани.
Модель устранения повреждений челюсти после удаления опухоли Еще одной сложной проблемой с реконструктивной и ортопедической точки зрения является реабилитация пациентов с помощью имплантатов при нарушении анатомии челюстных костей после удаления новообразований или при наличии врожденных дефектов челюстных костей (расщелины твердого и мягкого неба). В исследовании Z. Zhang [5] альвеолярный дефект размером 10×5×15 мм создавали у собак между 2 резцом и клыком. Удалось показать высокую эффективность тканеинженерной конструкции с β-TCP (трикальцийфосфат) и МСК КМ, при использовании которой происходило формирование костной ткани в объеме, необходимом для восстановления альвеолярного отростка. Функционально новая кость была эквивалентна аутологичной кости, что подтверждалось приживлением зуба в данном участке.