КОМПОЗИЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ ТКАНЕ-ИНЖЕНЕРНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ В ОРТОПЕДИИ Десятниченко К.С., Курдюмов С.Г., Селезнева И.И., Тимонина Е.А. ЗАО «НПО «ПОЛИСТОМ», Россия, Москва Проблема возмещения обширных костных дефектов у пациентов с пониженной или отсутствующей остеогенной потенцией остается важнейшей в ортопедии. Еще в XIX веке был предложен способ возмещения костных дефектов посредством имплантации частично деминерализованной и депротеинизированной кости (Senn N., 1889), составивший альтернативу трансплантации аутографтов, до сих пор признаваемой «золотым стандартом» остеопластики (Reinchert J.C. et al., 2012). По настоящее время продолжается совершенствование остеопластических материалов из алло- и ксенокости, предназначенных для имплантации в костный дефект. Разработки в этой области направлены на улучшение свойств, которыми должны обладать такие материалы: биосовместимость, биодеградируемость, экономическая доступность, остеогенный потенциал. Последний возможен при наличии у материала одного из свойств (или их сочетания): остеокондуктивности, остеоиндуктивности и остеогенности. Остеокондуктивность (остеопроводимость) имеет в специальной литературе не менее десятка определений, однако при внимательном рассмотрении обнаруживает признаки остеоинтеграции (соединения костной ткани с небиологическим объектом) или отсроченной, вторичной остеоиндуктивности (Григорьян А.С., Топоркова А.К., 2007). Остеоиндуктивность, напротив, имеет четкое общепринятое определение – свойство побуждать полипотентные клетки мезенхимального происхождения к дифференцировке в остеогенные, экспрессирующие внеклеточный матрикс, способный к биологической минерализации (Urist M.R., 1965; Фриденштейн А.Я., Лалыкина К.С., 1973). Стимулирование физиологической активности дифференцированных клеток (остеобластов) составляет сущность явления остеогенности. Кроме того, компоненты минеральной и органической составляющих остеопластических материалов обладают свойствами фиксировать биологически активные вещества – пептиды (в том числе местные факторы роста), нуклеиновые кислоты, а также привлекать и удерживать клетки мезенхимального происхождения на разной стадии дифференцировке, что позволяет создание ткане-инженерных конструкций (ТИК) с повышенными остеоиндуктивными свойствами. Успехи использования предварительно обработанных алло- и ксенокости в клинике стимулировали создание синтетических остеопластических материалов. С начала 70-х гг. ХХ века в ряде стран начались работы по созданию и внедрению в медицинскую практику нового класса биосовместимых материалов для костной пластики свойствами, представляющие собой составы или композиции ортофосфатов кальция, коллагена, гетерополисахаридов и других биополимеров, которые с тех пор широко используются во всем мире в стоматологии, челюстно-лицевой и восстановительной хирургии. В нашей стране первые разработки, испытания и производство остеопластических материалов начались коллективом НПО «ПОЛИСТОМ», образованном в 1990 г.. Первые из них были зарегистрированы после длительных доклинических испытаний и апробации в клинике в МЗ РФ в 1994-95гг., а в 2002 г. по результатам деятельности компании «ПОЛИСТОМ» была внесена в Общеотраслевой классификатор продукции РФ (ОКП) подгруппа - 93 9180 «Материалы для регенерации костной ткани». В 2003 году авторский коллектив компании «ПОЛИСТОМ» был награжден Государственной премией РФ в области науки и техники. По настоящее время в НПО «ПОЛИСТОМ» проводится работа по совершенствованию остеопластических материалов, главными целями которых являются: 1) повышение остеоиндуцирующих свойств, что делает возможным их использования при операциях у больных со сниженным регенерационным потенциалом – при остеопатиях и остеопорозе инволюционной, ятрогенной и алиментарной природы; 2) оптимизация реакции окружающих тканей при имплантации остеопластического материала в костный дефект – снижение активности асептического воспаления, оксидативного стресса; 3) устранение цитотоксичности остеопластических материалов, что необходимо для использования их при создании ТИК – наиболее перспективного направления регенерационной медицины; 4) создание остеопластических материалов в виде гелей и паст, что позволяет снизить уровень хирургической агрессии при возмещении костных дефектов. В настоящее время линейка остеопластических материалов, производимых НПО «ПОЛИСТОМ», насчитывает более 30 наименований, включая изделия, имеющие антибактериальные и антиоксидантные свойства,а также композиции остеотропных факторов роста. Все материалы являются биосовместимыми, биодеградируемыми, нецитотоксичными и остеоиндуктивными. Они выпускаются в различной физической форме: порошки и гранулы, блоки из губчатого материала, пластины и мембраны, гели и гетерофазные системы, что позволяет заполнять костные дефекты различной формы и меры доступности. Механизм остеоиндуцирующего действия искусственно созданных ТИК, несомненно, имеет общие черты с таковым от применения остеопластических материалов из нативной кости. На основании референтных данных и собственных наблюдениях, по-видимому, имеет место протекающий в несколько этапов процесс: 1. Реакция окружающих тканей на имплантат – асептическое воспаление, образование воспалительного клеточного вала, в состав которого входят полипотентные клетки мезенхимального происхождения, мигрирующие в имплантат. 2. Свойства материала имплантата обеспечивают фиксацию этих клеток (адгезия), начинается их пролиферация и образование клеточно-тканевой конструкции. 3. По достижению определенной величины пула этих клеток при достаточном кровоснабжении происходит дифференцировка этих клеток в остеогенные, экспрессия последними матрикса, способного к минерализации (образованию провизорной костной ткани), с последующей органо-типической перестройкой в зрелую кость. Смена этапов задается изменением концентрации местных факторов роста – дозозависимо стимулирующих либо пролиферацию, либо дифференцировку. Начальный уровень ее обеспечивает поступление из циркуляторного русла, увеличение концентрации, необходимое для остеогенной дифференцировки, - за счет освобождения из резорбирующейся материнской кости и продуцируется клетками воспалительного вала.