способ прогнозирования и диагностики регионарного остеопороза при стоматологической имплантации никелида титана

Формула изобретения

Способ диагностики регионарного остеопороза при стоматологической имплантации никелида титана путем определения минеральной насыщенности и оценки макроэлементного состава Са и Р периимплантатной костной ткани, отличающийся тем, что исследуют состояние костной ткани методом рентгенофлюоресцентного анализа с использованием синхротронного излучения, определяют содержание и соотношение макроэлементов Са и Р в динамике постимплантационного периода, при этом результаты значений ложнооперированных животных без введения имплантанта считают контрольными, и при выявлении на 7 сут коэффициента Са/Р 3,2±0,02:1 при повышении концентрации Р на 20% относительно контрольного и соответствии концентрации Са контрольному значению диагностируют регионарный остеопороз в зоне периимплантатных тканей, и при снижении на 120 сут концентрации кальция на 55% и фосфора на 17% и коэффициенте Са/Р 1,4±0,04:1 диагностируют регионарный остеопороз в зоне периимплантатных тканей, требующий коррекции.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к медицине, а именно к стоматологии и другим областям медицины, использующим никелид титана для имплантации, в частности к методам прогнозирования течения постимплантационного периода и диагностики состоятельности стоматологической имплантации никелида титана.

Известны методы лабораторно-инструментальной оценки функционального состояния имплантата: определение плотности кости (денситометрия), ультразвуковая диагностика, исследование десневой жидкости, изучение микроциркуляции слизистой оболочки альвеолярного отростка и десны в зоне расположения имплантата, гнатодинамометрия, функциональные пробы и др. Ценность этих методов не вызывает сомнений, однако, они труднодоступны для широкой клинической практики (Бабушкин Е.В. Восстановление дефектов зубных рядов протезами на основе композиционных материалов у больных сахарным диабетом. Автореф. дис....канд. мед. наук. - Новосибирск, 1999. - 28 с.; Поздеев А.И. Восстановление целостности зубных рядов с использованием пористых имплантатов при сахарном диабете. Автореф. дис....канд. мед. наук. - Новосибирск, 1999. - 17 с.; Иванов С.Ю., Шарапов Г.Н., Калашникова О.Ю. и др. Прогнозирование осложнений стоматологической имплантации по показателям перекисного окисления липидов и обмена глутатиона // Новое в стоматологии. - 1999. - №2 (99). - С.74-78; Перова М.Д., 1999; Кузнецов Е.К., Иванов С.Ю., Царев В.Н. и др. Оценка эффективности применения антибактериальных препаратов ровамицина и линкомицина с целью профилактики воспалительных осложнений операции внутрикостной имплантации // Новое в стоматологии. - 2001. - №9(99). - С.90-94; Перова М.Д. К вопросу о профилактике деструкции околоимплантатных тканевых структур. // Новое в стоматологии. - 1996. - №2(72). спец выпуск. - С.33-41; Параскевич В.Л. Диагностика регионарного остеопороза челюстей при планировании имплантации // Российский стоматологический журнал. - 2000. - №2. - С.33-35; Матвеева А.И., Гветадзе Р.Ш., Дронов Д.А. и др. Разработка клинических методов диагностики и профилактики в дентальной имплантологии // Российский стоматологический журнал. - 2000. - №2. - С.9-10). Недостатком данных методов является их местное воздействие на уже имеющийся очаг изменений периимплантатных тканей, что осложняет течение послеоперационного периода, отсутствие у них воздействия на патогенентические звенья процесса отторжения имплантата.

Ведущим методом изучения состояния минеральной насыщенности костной ткани является рентгеновская денситометрия (Корнилов Н.В., Михайлов С.А., Малинин В.Л. Определение минеральной плотности костной ткани подростков и юношей Санкт-Петербурга с целью ранней профилактики остеопороза // Травматология и ортопедия России. - 2004. - №1. - с.36-45). Она сочетает высокую точность и воспроизводимость результатов с достаточно низкой лучевой нагрузкой на организм. Именно эта методика позволяет достоверно выявить минимальный дефицит минеральной насыщенности костной ткани

Наиболее близким к заявляемому является способ оценки минерального состава периимплантатной зоны при эндооссальной имплантации пористого никелида титана посредством химического анализа костной ткани нижней челюсти при компенсированном течении сахарного диабета, для оценки качества остеоинтеграционных процессов в постимплантационном периоде применен метод рентгеноденситометрии в эксперименте на животных (беспородные собаки) и в клинике (Поздеев А.И., 1999). Для этого было использовано определение минеральной насыщенности костной ткани нижней челюсти животных и человека рентгенофотометрическим методом. Рентгенографическое исследование нижней челюсти путем фотометрии рентгенограмм использовалось для объективной оценки минеральной насыщенности костной ткани. С этой же целью применялся метод компьютерной денситометрии. Результаты изучения минеральной насыщенности костной ткани нижней челюсти показали снижение показателей насыщенности в условиях сахарного диабета к 14 суткам исследования. В то же время при хорошей компенсации болезни происходит нормализация денситометрических показателей минеральной насыщенности костной ткани в различных отделах нижней челюсти к 3-4 месяцам от начала эксперимента. Для более глубокого понимания процессов, происходящих в костной ткани при сахарном диабете, автором был изучен макро- и микроэлементный состав органического матрикса костной ткани нижней челюсти собак с хирургической моделью сахарного диабета. Статистический анализ количественного содержания основных элементов костной ткани, таких как кальций, фосфор, натрий и калий, выявил снижение их содержания к первому месяцу после операции резекции поджелудочной железы, и к окончанию опыта их количество статистически не отличалось от исходного. В то же время, количество магния в костной ткани нижней челюсти при сахарном диабете достоверно снизилось (р<0,01). Изучение микроэлеметного состава костной ткани выявило достоверное повышение содержания свинца, меди, цинка и никеля, что, возможно, отражает нарушения метаболизма микроэлементов при сахарном диабете. При этом содержание титана на протяжении всего опыта достоверно не изменялось.

В данном способе использован современный и высокоинформативный метод оценки минеральной плотности костной ткани периимплантатнатой зоны - рентгеноденситометрия, который позволяет с достаточной степенью достоверности определить объемную плотность кости. Целью данного исследования были изучение характера интеграции костной ткани при восстановлении концевых дефектов зубных рядов у больных сахарным диабетом с использованием имплантатов из сверхэластичного пористого никелида титана, для чего была поставлена и решена задача изучить минеральный состав костной ткани нижней челюсти в области имплантационных материалов при компенсированном течении сахарного диабета. Применение метода рентгеноденситометрии позволило успешно решить цели и задачи исследования. Однако полученные данные не могут быть использованы в качестве критериев при диагностике состояния периимплантатных тканей и прогнозировании течения постимплантационного периода, поскольку он определены только в условиях определенной патологии - сахарного диабета. Авторы лишь констатируют конкретные факты изменения концентрации определенных макро- и микроэлементов. Они не приводят статистические данные о минеральной насыщенности костной ткани в динамике постимплантационного периода у практически здоровых организмов, не проводят сравнения своих данных со значениями интактной группы, а потому не могут выявить закономерности в накоплении и распределении макро- и микроэлементов в костной ткани при имплантации пористого никелида титана.

Задача изобретения - разработка критериев прогнозирования и диагностики регионарного остеопороза челюстей при эндооссальной имплантации пористого никелида титана.

При решении поставленной задачи имеет место положительный лечебный эффект, который достигается за счет повышения качества диагностики и лечения, стабилизирующего течение постимплантационного периода.

Экономический эффект определяется соотношением результата и затрат - если больной будет правильно откорректирован - экономия лекарственных дорогостоящих препаратов, сокращение сроков лечения и нетрудоспособности. Предлагаемый способ диагностики малозатратен и высокоэффективен, способ его применения легкоосуществим.

Социальный эффект - улучшение качества жизни пациента.

Технический результат достигается за счет того, что оценка минеральной насыщенности периимплантатной костной ткани в динамике производится на основании изучения микроэлементного состава периимплантатной костной ткани методом рентгенофлюоресцентного анализа с использованием синхротронного излучения, исследуется коэффициент Са/Р, характеризующий степень минерализации костной ткани, на основании чего диагностируют регионарный остеопороз.

Изучение динамики накопления ионов Са и Р в процессе остеоинтеграции показало, что уже на 7 сутки после имплантации увеличивается содержание фосфора на 20% относительно контрольного значения, содержание кальция достоверно не отличается от контрольного. Коэффициент Са/Р составляет 3,2±0,02:1 (в контроле 3,7±0,08:1). Травматическое повреждение костной ткани вызывает существенные сдвиги в энергетическом обмене, характеризующиеся истощением запасов основного источника энергии - аденозинтрифосфорной кислоты, и сопряжено с метаболическими сдвигами, происходящими в костной ткани при репаративном остеогенезе. Фосфор участвует в анаболических и катаболических реакциях, что видно из роли фосфата в образовании высокоэнергетических соединений (АТФ) и фосфорилированных промежуточных продуктов углеводного обмена, фосфор входит в состав фосфолипидов. которые играют важную роль в образовании клеточных мембран и регуляции их проницаемости, участвует в создании буферной емкости жидкостей и клеток.

Оптимальное соотношение между содержанием кальция и фосфора в костях равно 2:1 (Москалев Ю.И. - Минеральный обмен. М.: Медицина, 1985. - С.171-176). Значение коэффициента Са/Р в условиях внутрикостной имплантации никелида титана окончательно не установлено. Главная функция фосфора связана с ростом и поддержанием целостности костной ткани и зубов. Нарушения соотношения между кальцием и фосфором, изменение химического состава кости может задержать нормальную кальцификацию. Нарушение оптимального соотношения Са/Р является патогенетическим фактором развития остеопороза. Изменение содержания кальция и фосфора на 7 сутки позволяет обосновать сроки наиболее пристального контроля и повторных осмотров пациента, дать прогноз эффективности имплантации, позволяет своевременно выявить звено, которое нужно корректировать.

В дальнейшие сроки происходит накопление Са и Р, максимум которых достигается на 14 сутки, превышая норму Са на 23% и Р - на 30%. Коэффициент Са/Р соответствует 2,2±0,02:1 (в контроле 2,8±0,07:1). Для этого периода характерно накопление кальция в месте имплантации, что отражает повышенную интенсивность обмена минеральных веществ и связано с минерализацией вновь образующейся костной ткани. Максимальная минерализация сформированного органического матрикса позволяет прогнозировать благопрятное течение постимплантационного периода. Накопление этих элементов в месте имплантации происходит за счет перемещения ионов кальция из неповрежденных участков челюсти к месту имплантации (Торбенко В.П., Касавина Б.С. Функциональная биохимия костной ткани. - М.: «Медицина», 1977. - С.186-209; Гюнтер В.Э., Дамбаев Г.Ц., Сысолятин П.Г. и др. - Медицинские материалы и имплантаты с памятью формы. - Томск. Изд-во Томского университета, 1998. - С.189-193). В дальнейшем степень накопления кальция и фосфора в периимплантатных тканях постепенно снижается, что обусловлено распределением элементов по порам имплантата в процессе образования композита никелид титана - костная ткань. На данных сроках исследования распределение кальция в структуре имплантата происходит неоднородно, что свидетельствует о несовершенстве образующейся костной ткани. Снижение концентрации на 120 сутки кальция на 55% и фосфора на 17% и коэффициент Са/Р 1,4±0,04:1 (в контроле 2,4±0,03::1) позволяют диагностировать регионарный остеопороз в зоне периимплантатных тканей. Нарушения соотношения между кальцием и фосфором, изменение химического состава костей в виде резкого снижения количества кальция создают условия для накопления в ней воды, жира, солей магния, что может задержать нормальную кальцификацию. Нарушение оптимального соотношения Са/Р в сторону избыточного потребления Р является патогенетическим фактором развития остеопороза. Эту закономерность необходимо учитывать при попытках повлиять на процесс остеинтеграции путем воздействия на микроэлементный состав периимплантатных тканей. Нарушенное нормальное соотношение можно (регулировать введением извне недостающих веществ и обеспечить условия, необходимые для оптимальной минерализации и остеоинтеграции.

Поставленная задача решается за счет того, что исследуют состояние костной ткани методом рентгенофлюоресцентного анализа с использованием синхротронного излучения, определяют содержание и соотношение макроэлементов Са и Р в динамике постимплантационного периода и при выявлении на 7 сутки коэффициента Са/Р 3,2±0,02:1 (в контроле 3,7±0,08:1) при повышении концентрации Р на 20% относительно контрольного и соответствии концентрации Са контрольному позволяют диагностировать регионарный остеопороз в зоне периимплантатных тканей, при повышении на 14 сутки кальция на 23% и фосфора на 30% относительно контрольного значения и коэффициенте Са/Р 2,2±0,02:1 (в контроле 2,8±0,07:1) прогнозируют состоятельность имплантации в раннем постимплантационном периоде; снижение концентрации на 120 сутки кальция на 55% и фосфора на 17% и коэффициенте Са/Р 1,4±0,04:1 (в контроле 2,4±0,03:1) позволяет диагностировать регионарный остеопороз в зоне периимплантатных тканей и требует коррекции.

Способ осуществляется следующим образом. Для изучения минеральной насыщенности, макроэлементного состава периимплантатных тканей при эндооссальной имплантации пористого никелида титана ТН-10 было проведено экспериментальное исследование на 120 крысах-самцах линии Вистар. После проведения эндооссальной имплантации образцов ТН-10 в альвеолярный отросток нижней челюсти справа животных выводили из эксперимента путем декапитации в сроки 3, 7, 14, 30, 60 и 120 сутки. Осуществлялся забор биоптата (фрагмента) костной ткани тела нижней челюсти для макроэлементного анализа с помощью рентгенофлюоресцентного анализа с использованием синхротронного излучения (РФА СИ). Исследование костной ткани производили на станции РФА СИ ВЭПП-3 международного Центра синхротронного излучения ИЯФ им. Г.И. Будкера СО РАН. Контрольными являлись результаты значений «ложнооперированных животных без введения имплантата». Подготовка и анализ проб проводились в соответствии с рекомендациями МАГАТЭ, «Методическими рекомендациями по спектральным методам определения микроэлементов в объектах окружающей среды и биоматериалах при гигиенических исследованиях», утв. АМН ССР 20.03.86, методическими рекомендациями, утвержденными МЗ СССР 28.11.1988 «Скрининговые методы для выявления групп повышенного риска среди рабочих, контактирующих с токсическими химическими элементами», методическими рекомендациями, утвержденными МЗ РФ №25/10-3416-97-32 от 30.07.1997, «Комплексная гигиеническая оценка степени напряженности медико-экологической ситуации различных территорий, обусловленной загрязнением токсикантами среды обитания населения».

Взятие костной ткани производят в утренние часы с учетом биологических ритмов. Нижнюю челюсть извлекали и осуществляли макроскопическое, рентгенологическое исследование. Отобранные для исследования нижние челюсти лабораторных животных тщательно очищали от мягких тканей, затем распиливали по срединной линии в области центральных резцов с помощью дисковых пил. Правую половину челюсти с имплантированным образцом никелида титана ТН-10 подвергали цифровой рентгенографии.

Для определения количественного содержания кальция и фосфора из нижней челюсти выпиливали фрагменты кости в околоимпланататной области на расстоянии 0,5 см от имплантата. Полученные фрагменты раздельно помещали в кварцевые тигли и высушивали до постоянного веса, взвешивали на торсионных весах, проводили специальную пробоподгоговку. Макроэлементный анализ определяют в ранний - на 3, 7 и 14 сутки и поздний - на 30, 60, 120 сутки - постимплантационный периоды.

Анализ минеральной насыщенности периимплантатной костной ткани при эндооссальной имплантации никелида татана показал, что на 3 сутки происходит повышение содержания фосфора на 40% относительно контрольного значения, содержание кальция соответствует контрольному значению, значение коэффициента Са/Р 2,9±0,08:1 (в контроле 3,5±0,07:1), на 7 сутки наблюдается повышение содержания фосфора на 20% относительно контрольного значения, содержание кальция соответствует контрольному значению, коэффициент Са/Р 3,2±0,02:1 (в контроле 3,7±0,08:1), что позволяет диагностировать регионарный остеопороз в зоне периимплантатных тканей, на 14 сутки - содержание кальция и фосфора достигают максимального значения: повышение кальция на 23% и фосфора на 30% относительно контрольного значения, значение коэффициента Са/Р 2,2±0,02:1 (в контроле 2,8±0,07:1) позволяют прогнозировать состоятельность имплантации в раннем постимплантационном периоде. В сроки 30 и 60 сутки концентрации Са и Р соответствуют контрольным значениям и значение коэффициента Са/Р в эти сроки 2,5±0,15:1 на 30 сутки (в контроле 2,7±0,22:1) и 2,6±0,08:1 на 60 сутки (в контроле 2,7±0,04:1), на основании чего также можно прогнозировать состоятельность и благоприятный исход имплантации. Снижение концентрации на 120 сутки кальция на 55% и фосфора на 17%, значение коэффициента Са/Р 1,4±0,04:1 (в контроле 2,4±0,03:1) позволяет диагностировать регионарный остеопороз в зоне периимплантатных тканей и требует коррекции.

Таким образом, сроки 7, 14 и 120 сутки являются пороговыми в течение постимплантационного периода, выявленные в эти сроки изменения коэффициента Са/Р позволяют обосновать сроки наиболее пристального врачебного контроля и повторных осмотров пациента, назначения дополнительных клинико-лабораторных методов исследовнаия, позволяет дать прогноз эффективности имплантации и выявить звено, которое нужно корректировать. Полученные результаты дают обоснование для включения в план лечения патогенетически обоснованного медикаментозного сопровождения и лечебных воздействий.