БІО-РЕЗОРБУВАЛЬНІ ПОЛІМЕРНІ МЕМБРАНИ ДЛЯ НАПРАВЛЕНОЇ КІСТКОВОЇ І ТКАНИННОЇ РЕГЕНЕРАЦІЇ Історична довідка: вперше технологія направленої регенерації м’яких тканин (GTR) була описана Hurley (1950), також окремо була описана технологія направленої регенерації кісткової тканини Термін «направлена регенерація м’яких тканин (GTR)» запропоновано Gottlow в 1986 Потреба в проведенні аугментації альвеолярних відростків щелеп при дентальній імплантації Михальов П.М., 2012 (Казань) Атрофія альвеолярного відростка верхньої щелепи – поширене явище В 60% кісткової тканини в/щ недостатньо для дентальної імплантації Після операції відстроченої спрямованої регенерації кістки в 20% необхідно додавати кісткову пластику 37% імплантатів (в/щ, н/щ) обираються менших розмірів через близьке розташування анатомічних утворень «Ідеальна» мембрана для GTR Корисні властивості «ідеальної» мембрани для клініки: біосумісність утримання простору і форми біологічного бар’єру оклюзивність інтеграція в реципієнтну зону зручність у роботі в клініці (адаптація, адгезія, фіксація) доступність проста стерилізація Класифікація мембран Мембрани Біорезорбувальні Класифікація біорезорбувальних мембран На основі природних полімерів Синтетичні На основі полімерних композитів Мембрани із функціональними компонентами Резорбувальні мембрани із іншими полімерами Класифікація біо-нерезорбувальних мембран Губчатий політетрафторетилен (Gore-Tex) Твердий політетрафторетилен, армований титаном політетрафторетилен Металічні мембрани Ацетат целюлози (Milipore), етилцелюлозні Силіконові Біорезорбувальні природні мембрани На основі природних полімерів Колагенові Нативні Поперечно зв’язані (cross-binded) Хітозанові Желатинові Протеїнів шовку Мембрани на основі природних полімерів біосумісні, легко інтегруються, безпечні, розсмоктуються біологічним шляхом, можлива рецепторна взаємодія із організмом реципієнта, біологічне ремоделювання спричиняють імунологічні реакції, можливі реакції відторгнення, нагноєння, передача інфекцій від організму донора Колагенові нативні мембрани (колаген І і ІІІ типу тваринного походження) • • • • • • • • • • • • • • добра інтеграція відсутні реакції відторгнення швидко васкуляризуються хемотаксис фібробластів гемостатичні неімуногенні адгезія остеобластів стимуляція загоєння рани деформація, ослаблення від вологи ризик інфекційних захворювань низька механічна стійкість швидка біодеградація ймовірність септичного процесу, короткий час функціонування етичні проблеми Колагенові нативні мембрани Колагенові поперечно зв’язані (cross-binded) мембрани Модифікація – поперечно зв’язаний колаген (cross-binded) – зміна структури і створення додаткових внутрішніх поперечних зв’язків Хімічні: глутаральдегід, 1-етил-3-(3диметиламінопропіл)карбодіімід, поліепоксид, дифеніл-фосфорил-атіоназид Фізичні: нагрівання, дегідратація, ультрафіолетове опромінення, гаммапромені, мікрохвильові промені. Біологічні: трансглютаміназа. Колагенові поперечно зв’язані (cross-binded) мембрани Модифікація – поперечно зв’язаний колаген (cross-binded) – зміна структури і створення додаткових внутрішніх поперечних зв’язків кращі механічні властивості тривалий період резорбції сповільнюється ангіогенез зменшується ріст і ремоделювання кісткової тканини повільне ремоделювання мембрани токсичний ефект від додатків Колагенові поперечно зв’язані (cross-binded) мембрани Біорезорбувальні природні мембрани: хітозан деацетильований хітин (амінополісахарид 2аміно-2-дезокси-b-D-глюкан) Отримують із нижчих грибів та панцирів крабів дешевий біосумісність безантигенність оптимальна швидкість деградації (повільніше ніж колаген) гемостатичні властивості антибактеріальні властивості стимуляція загоєння рани Для покращення механічних властивостей хітозанових мембран -модифікація геніпіном Біорезорбувальні природні мембрани: желатин Частково денатурований колаген тваринного походження доступний, легкий у обробці та застосуванні, економічно ефективний біосумісний низька алергенність слабкі антигенні властивості адгезивність пластичність стимуляція мітозу клітин Для механічної стабілізації - модифікація: 1-етил-3-(3-диметиламінопропіл)карбодіімід , N- гідроксил сукцинімід, глутаральдегід, прогрівання. Біорезорбувальні природні мембрани: протеїни шовку (фіброїн) Матеріал: природний протеїн, який продукують личинки шовкопрядів біосумісність стійкість до окиснення стійкість до водяної пари адекватна біодеградація (12 тижнів) міцний і стабільний (порівняно із колагеном та ПТФЕ) – немає колапсу мембрани РОЗЧИННІ МЕМБРАНИ НА ОСНОВІ ШТУЧНИХ ПОЛІМЕРІВ аліфатичні поліефіри - полілактид, полігліколід, полігліколідлактид полікапронолактон, полівалеріанова кислота, полігідроксибутират, та їх сополімери ( полілактиду і полігліколіду) ризик виникнення реакції відторгнення стороннього тіла Представники: Resolut Adapt®, Vicryl®, Epi-Guide® and Vivosorb, Guidor® Matrix Barrier Біорезорбувальні синтетичні мембрани Поліетилен-гліколеві мембрани біорозчинні, оклюзивні відносно кістки. позитивні результати у лікуванні періімплантитів Біорезорбувальні синтетичні мембрани: Полілактид і полігліколідлактид Подібні до колагенових мембран Можуть поєднуватися із біоактивним склом, що дає кращі результати Можуть бути доволі жорсткими, їх розм’якшують розчином N-метил2- піролідону Можна поєднувати із депротеїнізованою кісткою Можливі реакції відторгнення таких мембран Полілактидні/полігліколідні мембрани Полілактидні/полігліколідні мембрани Guidor® Matrix Barrier Це є алопластичний матеріал двошарова мембрана, із двох полімерів – поліL,D-лактиду та полі-Lлактиду, які з’єднані за допомогою три-N-бутил цитрату. Витримує бар’єрні функції протягом 6 тижнів Повністю розчиняється протягом 13 місяців Guidor® Matrix Barrier Покращена фіксація Двошарова конструкція із перфораціями різної форми (відбувається обмін міжклітинною рідиною але відсутня міграція клітин) Зовнішній шар має прямокутні перфорації 400-500 на см2 Через таку поверхню відбувається проникнення клітин із маргінального пародонта та стабілізація структури мембрани Внутрішній шар має перфорації круглої форми 40005000 на см2 Можна поєднувати із остеопластичними матеріалами Є різновиди мембрана із коронарними лігатурами Різне маркування поверхонь для простого правильного її встановлення Полілактидні/полігліколідні мембрани Guidor® Matrix Barrier Біорезорбувальні синтетичні мембрани Полікапролактонні лише експериментальні роботи біосумісні задовільні механічні властивості в ході розчинення не закислюють тканини гідрофобні сповільнюють міграцію та проліферацію клітин Такий матеріал доцільно використовувати із іншими со-полімерами Біорезорбувальні мембрани на основі полімерних композитів Природні полімери Синтетичні полімери Суміш природніх і синтетичних полімерів Із компонентами біокераміки Біорезорбувальні мембрани на основі полімерних композитів Природні полімери Хітозан+желатин Тришарові мембрани (шар хітозану між двома шарами желатину) Хітозан+желатин+гідроксиапатит – більше підходить для стимуляції остеобластів Біорезорбувальні мембрани на основі полімерних композитів Синтетичні полімери Полілактид+полігліколід+ полікапронолактон Посилені механічні властивості, міцність на згин, пружні деформації Сповільнюють інфільтрацію клітинами Найбільш перспективний матеріал для впровадження в клініку. Біорезорбувальні мембрани на основі полімерних композитів Суміш природних і синтетичних полімерів Натуральні полімери є більш біосумісними (інтегринові рецептори) полікапронолактон+желатин - висока біосумісність - покращені фізичні, хімічні властивостями - Успішний досвід направленої регенерації кісткових та м’яких (в тому числі і хрящових) тканин - Суміш із ацетатом - гомогенні фібрилярні структури Біорезорбувальні мембрани на основі полімерних композитів Суміш природних і синтетичних полімерів Хітозан+полі-L-лактид - швидко розчиняється, - пори хітозану дозволяють керувати напрямком орієнтації колагенових волокон. - формують сітчасті структури під час резорбції -достатня міцність структури Біорезорбувальні мембрани на основі полімерних композитів Із компонентами біокераміки Біо-керамічні /полімерні композити гідроксиапатит, карбоксигідроксиапатит, біоактивне скло, β-кальцій фосфат + полілактид, хітозан, желатин Цинк-гідроксиапатит в желатині Біорезорбувальні мембрани із функціональними компонентами Полімерні мембрани із антибактеріальними агентами Полімерні мембрани із біологічним факторами росту Біорезорбувальні мембрани із функціональними компонентами Полімерні мембрани із антибактеріальними агентами Желатин +метронідазол Желатин/полікапролактон+ метронідазол Лаурилова кислота+ Полілактид+кальцій фосфат Цинк-оксид+полікапролактон Цинк-оксид+ полікапролактон/желатин Біорезорбувальні мембрани із функціональними компонентами Полімерні мембрани із біологічним факторами росту На етапі експериментальних досліджень Рекомбінантний людський морфогенетичний білок кістки (rhBMP-2) rhBMP-2 + полікапролактон / полі- Lлактид / β-трикальційфосфат – 3D-друк rhBMP-2 + фіброїн шовку / хітозан / гідроксиапатит Біорезорбувальні мембрани із іншими полімерами PRF – мембрани На основі поліангідридних ефірів саліцилової кислоти Біорезорбувальні мембрани із іншими полімерами PRF – мембрани (PRF, i-PRF, аPRF) фактори росту утворення ендотелію проліферація і диференціація остеобластів, остеокластів, хондробластів і хондроцитів стимуляція кісткового метаболізму та ангіогенезу Протизапальна, остеоіндуктивна та місцева імуномодуляційна дія Біорезорбувальні мембрани із іншими полімерами На основі поліангідридних ефірів саліцилової кислоти – на етапі розробки, адаптованs для лікування кісткових дефектів у пацієнтів із фоновим цукровим діабетом. вивільняє в тканину саліцилову кислоту чим пригнічує запальну реакцію
