Стовбурові клітини у стоматології: коли вони потрібні?

Для стоматологів-ортопедів дуже актуальною є проблема дефіциту кісткової тканини у місці передбачуваної імплантації. У такому випадку застосовується кісткова пластика  методика відновлення кісткової тканини щелепи.

Сьогодні існує багато методик реконструкції кісткової тканини. Про одну з них із застосуванням мезенхімальних стовбурових клітин розповів Андрій Олексійович Орлов, лікар-стоматолог, доктор медичних наук, професор щелепно-лицьовий хірург, імплантолог. у своїй доповіді "Вплив трансплантації аутогенних мезенхімальних стовбурових клітин із жирової тканини протягом остеогенетичного процесу".

Статистичні дослідження показують, що близько 40% пацієнтів стоматологічних клінік для успішного проведення імплантації потребують попередньої кісткової пластики щелепи.

Метод кісткової пластики полягає у внесенні кісткового матеріалу до необхідної ділянки щелепи. Кістковий матеріал може бути як природний (алогенний - відібраний з кісткової тканини донора, аутогенний - відібраний з кісткової тканини пацієнта, ксеногенний - відібраний з кісткової тканини тварини), так і штучний (спеціальні матеріали, що сприяють утворенню власної кістки) .

Ми провели дослідження, спрямовані на вирішення важливого завдання в травматології та ортопедії – це стимуляція процесу остеогенезу. Йдеться про використання мезенхімальних стволових клітин (МСК), отриманих з жирової тканини пацієнта, при аутотрансплантації кісткового матеріалу.

Актуальність дослідження

Однією з актуальних проблем сучасної теоретичної та клінічної медицини є розвиток нових наукомістких лікувальних технологій, до яких, безсумнівно, належать методи, засновані на застосуванні клітинних технологій.

Відколи А.Я. Фріденштейн описав мезенхімальні стовбурові клітини кісткового мозку людини, їх розглядають як основні джерела клітинного пулу для постійного оновлення та регенерації кісткової тканини.

Перше їх застосування було досліджено при відновленні переломів, що тривало не загоюються, у літніх пацієнтів. За минулий час клітинні технології зробили крок далеко вперед. Були розроблені нові методи та джерела отримання стовбурових клітин, у тому числі з жирової тканини, що є актуальним у світлі цього дослідження.

В результаті вже проведених численних досліджень розкрито тонкі, на молекулярному рівні, механізми роботи МСК та тих взаємодій, які здійснюються за їх безпосередньої участі. МСК виявлені та виділені з жирової тканини, скелетних м'язів, зв'язок, з трабекулярної кістки та ряду інших видів тканини.

Ці дані певною мірою підтримують концепцію існування у дорослому організмі резерву у вигляді стовбурових клітин протягом постнатального життя людини.

Проведене нами дослідження спрямоване на вирішення важливого завдання сучасної травматології та ортопедії – стимуляції остеогенетичного процесу при дефіциті кісткової тканини, у тому числі в галузі альвеолярного відростка щелепи, що є актуальним для ортопедичної стоматології.

Матеріал та методи дослідження

Як відомо, однією із суттєвих проблем ортопедичної стоматології (дентальної імплантології) є дефіцит кісткової тканини в галузі альвеолярного відростка. Використання МСК із жирової тканини в перспективі може виявитися дієвим засобом для вирішення цієї проблеми. 

Якщо немає можливості провести операцію із застосуванням мікросудинних технологій, якщо у пацієнта аутоімунні захворювання, ця методика може виявитися дуже корисною.

Дослідження проводилося у двох групах – в першій аутотрансплантат вводився з використанням МСК, в іншій – МСК не застосовувалися.

Перший хірургічний етап дослідження включав паркан аутотрансплантата, другий етап – його пересадку на реципієнтне ложе області щелепи. Далі проводили 2-разове введення МСК.

При аналізі гістологічних картин ми прагнули провести оцінку костеутворювального процесу у просторі між аутокостним матеріалом та материнською кісткою за допомогою визначення інтенсивності костеутворювального процесу за такими показниками:

• активність утворення нових кісткових трабекул;
• гістологічні характеристики остеобластів (з точки зору прояву їхньої функціональної активності);
• за наявності напластувань новостворених кісткових трабекул на кісткові фрагменти як прояви остеогенетичної активності;
• за ступенем дозрівання новостворених кісткових структур на етапах експерименту.

Результати дослідження

Проведене дослідження показало, що на 21 добу провідним процесом в області аутотрансплантації кісткового матеріалу на щелепну кістку з інокуляцією в область оперативного втручання аутотрансплантату аутогенної культури МСК, отриманої з жирової тканини, з'явився процес активного остеогенезу в зоні трансплантації. кістки, так і по краях автотрансплантату.

Між цими зонами активного остеогенезу розташовувався сполучнотканинний прошарок, який ніби розмежовував ці дві області клітинної остеогенетичної активності.

Можна вважати, що цей простір є областю, де максимально проявляє себе остеогенетична активність ліпогенних МСК. При цьому повною мірою позначається також і імуномодулюючий, і протизапальний потенціал.

У групі порівняння, де був відсутній підтримуючий остеогенез вплив МСК, остеогенетична активність або була відсутня, або була надзвичайно низькою.

Окрім цього, спостерігалися і цитологічні ознаки низької компетентності клітинних елементів. Вони, як правило, були дрібними та іррегулярними за своїм розташуванням біля країв кісткових трабекул, які в цій групі спостережень були й самі по собі вкрай мізерно та нерегулярно представлені в області контакту аутокостного трансплантату з материнською кісткою.

Дуже важливо відзначити, що на 120-ту добу після аутотрансплантації із застосуванням МСК ми спостерігаємо уповільнення процесу остеогенетичної активності, тому що теломераза перестає вироблятися. На 180-ту добу в області контакту аутокостного трансплантата та материнської кістки формується кістковий субстрат, який є єдиним цілим. Відбулося напластування на трансплантат, його повне ремоделювання. При цьому остеогенетична активність практично більше не виявляється.

Ця концепція постулює існування механізму, що обмежує кількість поділів клітин на кінцях хромосом (тіломір) через відсутність на них теломерази. Зазначений механізм відіграє важливу роль у стабілізації процесу зміни клітинних генерацій, зумовлює “старіння” клітинних популяцій, а також перешкоджає імморталізації клітин і, відповідно, їх озлоякісності.

Таким чином, кісткова пластика із застосуванням мезенхімальних стовбурових клітин із жирової тканини значно прискорює процес зміцнення кістки та підвищує його ефективність.

Відеосюжет із докладним описом наукового дослідження з остеогенетичного процесу при реконструкції кісткової тканини із застосуванням МСК, яке проводилося під керівництвом професора О.О. Орлова, Ви можете подивитися тут: