Публикации

Сравнение величины площади, занятой остеогенными фибробластоподобными клетками предшественниками костного мозга на титановых образцах с различной поверхностной обработкой с помощью сканирующей электронной микроскопии

Развитие и жизнеспособность костной ткани организма на границе с материалами зависит от целого ряда факторов, в том числе от структуры.

В результате многочисленных иссле­дований, проведенных in vitro и in vivo, было установлено, что определенная модификация поверхности, например, увеличение толщины оксидной пленки или придание шероховатости поверх­ности, может оказывать благоприятное влияние на процесс остеогенеза.

Шероховатая поверхность обладает большей, по сравнению сгладкой, повер­хностной энергией и смачиваемостью. Это способствует адсорбции белков, механическому прикреплению к повер­хности волокон фибрина и коллагена. Наличие пор или углублений на поверхности имплантата способствует адгезии остеогенных клеток, фибро- и остеобластов, синтезу специфических белков и факторов роста, что в конечном итоге позволяет достичь увеличения площади костной интеграции.

Шероховатость позволяет также значительно увеличить удельную площадь взаимодействующей с костью поверхности имплантата, что увеличивает силу его интеграции с костью и снижает уровень механического на­пряжения в окружающих структурных единицах кости.

Цель исследования. Определение и последующие сравнение соотношения площадей, занятых клетками предшес­твенниками костного мозга в трех груп­пах исследуемых титановых образцов с различной поверхностной обработкой

Материалы и методы исследования. Для выполнения исследования были подготовлены и использованы образцы из титана марки ВТ-1-0 (диски диамет­ром 12 мм, толщиной 0,5 мм, с техноло­гическим отверстием 2,5 мм). Общим количеством 30 штук. Диски прошли разную степень предварительной об­работки. Часть из них была обработана дробеструйным способом (10 шт.) рис. 3-4, другая методом ионно-плаэменной (рис. 1-2) и микроплазменной обработки (рис. 5-6) (по 10 шт. соответственно).

В первой части проводимого экспери­мента предложенные и разработанные новые виды рельефа внутрикостной части имплантата требовали изучения степени пролиферативной активности на этих поверхностях остеогенных фибробластоподобных клеток-предшес­твенников костного мозга.

Во второй части работы все получен­ные изображения после электронного сканирования титановых образцов с различной обработкой и наличием на исследуемой поверхности клеточного материала после II и III пассажа были подвергнуты специальной обработке с помощью ряда компьютерных про­грамм,

Это было сделано для определения и сравнения соотношения площадей, занятых клетками предшественниками костного мозга в трех группах исследу­емых образцов.

Результаты сканирования поверх­ности титановых образцов, прошедших ионно-плазменное травление после проведения II и III пассажа клеточной культуры.

Рис. № 7 Компьютерное определение площади поверхности титановых образцов.

Рис. № 8 Образцы титановых пластин прошедшие поверхностную обработку с помощью ионно-плазменного травления с клеточным материалом на поверхности (увеличение 20х3мкм.).

Рис. № 9 Образцы титановых пластин прошедшие поверхностную обработку с помощью ионно-плазменного травления с клеточным материалом на поверхности (увеличение 20х3мкм.).

Рис. № 10 Образцы титановых пластин прошедшие поверхностную обработку с помощью ионно-плазменного травления с клеточным материалом на поверхности (увеличение 30х3мкм.).

Рис. № 11 Образцы титановых пластин прошедшие дробеструйную обработку с клеточным материалом на поверхности (увеличение 40х3мкм.).

Рис. № 12 Образцы титановых пластин прошедшие дробеструйную обработку с клеточным материалом на поверхности (увеличение 40х3мкм.).

Рис. № 13 Образцы титановых пластин прошедшие дробеструйную обработку с клеточным материалом на поверхности (увеличение 40х3мкм.).

Рис. № 14 Образцы титановых пластин прошедшие поверхностную обработку методом микроплазменных разрядов с клеточным материалом на поверхности (увеличение 30х3мкм.).

Рис. № 15 Образцы титановых пластин прошедшие поверхностную обработку методом микроплазменных разрядов с клеточным материалом на поверхности (увеличение 10х3мкм.).

Рис. № 16 Образцы титановых пластин прошедшие поверхностную обработку методом микроплазменных разрядов с клеточным материалом на поверхности (увеличение 30х2мкм.).

Рис. № 17 Диаграмма среднего числа показателей клеточного материала на поверхности титановых образцов с различной обработкой.

На рис. 8 представлены участки прошедшие обработку с помощью ионно-плазменного травления. На изоб­ражении цветом выделена площадь, занимаемая фибробластоподобными клетками предшественниками костного мозга. Обозначен процент занимаемого объема от общей площади поверхности сканируемого участка.

На рис. 9 представлены участки поверхностей титановых образцов, прошедшие обработку с помощью ионно-плазменного травления. На изоб­ражении цветом выделена площадь, занимаемая фибробластоподобными клетками предшественниками костного мозга. Обозначен процент занимаемого объема от общей площади поверхности сканируемого участка.

На рис. 10 представлены участки поверхностей титановых образцов, прошедшие обработку с помощью ионно-плазменного травления. На изоб­ражении цветом выделена площадь, занимаемая фибробластоподобными клетками предшественниками костного мозга. Обозначен процент занимаемого объема от общей площади поверхности сканируемого участка.

Оценивая результаты, представ­ленные в табл.3, можно сделать вывод, что площадь, занимаемая клетками

на поверхности титановых образ-цов, it p о шедших обработку с помощью ионно-плазменного травления, равна 73,5% от площади свободной поверхности. Это достоверно боль­ше свободной площади титанового диска 26,4%.

Результаты сканирования поверхнос­ти титановых образцов, прошедших дро­беструйную обработку после проведения II и Ш пассажа клеточной культуры.

На рис. 11 изображены участки, прошедшие дробеструйную обработку. Цветом выделена площадь, занимае­мая фибробластоподобными клетками предшественниками костного мозга. Обозначен процент занимаемого объ­ема от общей площади поверхности сканируемого участка.

На рис. 12 изображены участки поверхностей титановых пластин, прошедшие дробеструйную обработку. На изображении цветом выделена пло­щадь, занимаемая клеточным матери­алом. Обозначен процент занимаемого объема от общей площади поверхности сканируемого участка.

На рис. 13 представлены участки, прошедшие дробеструйную обработку. На изображении цветом выделена пло­щадь, занимаемая фибробластоподоб­ными клетками предшественниками костного мозга. Обозначен процент занимаемого объема от общей площади поверхности сканируемого участка.

Оценивая результаты табл. 4. можно сделать вывод, что площадь, занимаемая клетками на дробеструйно-об-работанной поверхности титановых образцов, равна 58,5 % от общей площади поверхности. Это немногим больше по­ловины свободной площади титанового диска 41,5%.

Результаты сканирования поверхнос­ти титановых образцов, обработанных методом микроплазменных разрядов после проведения II и III пассажа кле­точной культуры.

На рис. 14 представлены участки поверхностей титановых образцов, прошедшие обработку методом микро­плазменных разрядов. На изображении цветом выделена плошадь, занимаемая фибробластоподобными клетками предшественниками костного мозга. Обозначен процент занимаемого объ­ема от общей площади поверхности сканируемого участка.

На рис. 15 представлены участки поверхностей титановых образцов, прошедшие обработку методом микро­плазменных разрядов. На изображении цветом выделена площадь, занимаемая клеточным материалом. Обозначен процент занимаемого объема от общей плошади поверхности сканируемого

На рис. 16 представлены участки поверхностей титановых образцов, прошедшие обработку методом микро­плазменных разрядов. На изображении цветом выделена площадь, занимаемая фибробластоподобными клетками предшественниками костного мозга. Обозначен процент занимаемого объ­ема от общей площади поверхности сканируемого участка.

Анализируя результаты табл. 5. можно сделать вывод, что площадь, титановых образцов, прошедших обра­ботку с помощью микроплазменных разрядов, равна 23,9% от площади сво­бодной поверхности. Это меньше чет­верти свободной площади титанового диска 72,1%.

Таким образом, подводя итог, мож­но с уверенностью сказать, что скани­рующая электронная микроскопия, проведенная на титановых дисках с разной обработкой поверхности, анной культуре, подтвердила наши предположения о хорошей адгезии и достаточно плотной площади раз­мещения остеогенных стромальных фибробластоподобных клеток на по­верхности титана.

ВЫВОДЫ

Лидером по площади, занятой кле­точным материалом, является метод обработки ионно-плазменным травлени­ем (73,5%) и дробеструйной обработкой (58,5 %). Значительно меньшую площадь занимает клеточный материал на тита­новых образцах с поверхностью, полу­разрядов (23,9%).

ЛИТЕРАТУРА

1. Волков О.В., Шахламов В.А., Миронов А.А. (ред.) Атлас сканирующей электронной микрокскопии клеток, тканей, органов. — 1987. М., Медицина. — С. 5-33.
2. Глагоев В.Х. Клеточные реакции и остеоинтегративные свойства дентальных имплантатов различных систем: Дис. ...канд. мед. наук. —М., 2004. — 138 с.
3. Параскевич В.Л. Дентальная импланталогияЖ Основы теории и практики. — М., 2006.
4. Сергиенко D/B,, Бондарева И.Б. Математическая статистика в клинических исследованиях. — М.: ГЕОТАР-МЕД, 2001. — 256 с.
5. Уикли Б. Электронная микроскопия для начинающих. — М., 1973. — 223 с.
6. Baschong W. Surface-inducted modulation of human mesenchymal progenitor cells. An in vitro model for early implant integration. / W.Baschong, C. Jaquiery, I.Martin,  T.J. Lambrecht // Schweiz Monatsschr. Zahmed. — 2007. — V.117, N 9 — P. 906-910.
7. Fukuda M. Implant supported edentulous maxillary obturators with milled bar attachments after maxillectomy / M/ Fukuda, N. Takashi, H. Nagai, M.Lino // J.Oral.Maxillofac.Surg. — 2004.—V.62, N 7.—P.799-805.