Введение
Тканевая инженерия – это поле для исследований всегда остается широким. Проводилось достаточно много исследований, да и сегодня эта часть науки не стоит на месте. Ученые всегда стремятся найти какие-то перспективы и способы повысить уровень лечения человека. К примеру, группа Vacanti в 1997 благодаря своим исследованиям и экспериментам представила миру мышь, у которой на спине было выращено человеческое ухо. После этого случая интерес к инженерии тканей вырос еще во много раз. Технология, суть которой была в этом эксперименте, может разрешить делать суррогатные органы, и даже части тела человека внутри тела. Успех в этом вопросе решает проблему поиска подходящего донора и избавит от трудностей, связанных с трансплантацией органов.
Данное исследование уделило внимания поиску подходящей замене костных дефектов, в частности больших дефектов нижней челюсти. На сегодня, при большом неравномерном дефекте, к примеру, больше чем на 5 см, возможность замещения представляется с эксплуатацией лопатки, аутологичной васкуляризированной малоберцовой кости, трансплантатом ребра или гребешка подвздошной кости. Такая практика применяется по всему миру и является клинически одобренной, но при таком процессе возникают другие трудности. При заборе нужных трансплантатов, или аннулировании нужных тканей, возникает совершенно другая проблема – новый дефект скелета, который, по сути, является новым серьезным заболеванием. В 2001 году мы представили вариант решения такой проблемы. Имея модель мини-свиньи, мы показали, как можно подготовить трансплантат, процесс роста которого не требует создания еще одного скелетного дефекта.
Существует своеобразный морфогенетический белок (bone morphogenetic protein) – ВМР7, который представляет остеиндуктивный фактор, инициируя превращение недифференцированных стволовых клеток, в клетки, которые продуцируют зрелую, полноценную кость. В 2001 году Администрация Лечебных Товаров одобрила использование на людях этого белка ВМР7. В связи с этим появилась возможность делать костные трансплантаты, для применения после операции по удалению злокачественной опухали.
Один 56-ний мужчина, который пережил ампутацию нижней челюсти от парамедиальной левой части до ретромолярной области правой стороны челюсти, попросил у нас помощи. Он захотел, чтобы ему восстановили челюсть нижнюю, которую он утратил 8 лет назад. Дефект был достаточно значительным и занимал целых 8 сантиметров. Но наши профессионалы сумели соединить его титановой пластинкой. В то же время область шеи и головы также была подвергнута радиационному лечению. Для исключения сильного послеоперационного кровотечения возникла необходимость снизить костные дефекты к минимуму, ведь этот мужчина принимал варфарин. Во избежание костного донорского дефекта мужчину отобрали для костно-мышечного способа приготовления трансплантата. За цель было желание вырастить субтотальный трансплантат нижней части челюсти с адекватной сосудистой ножкой и полноценной костной целостностью. Именно это разрешит, в последствии, пересадить живого трансплантата в дефектную часть. Помимо вышесказанного, мы задались целью создания максимально подходящего трансплантата, подходящий под индивидуальные размеры и особенности клиента. Именно пристальное внимание к этому вопросу позволяет предупредить возможность опасного послеоперационного кровотечения.
Наши методы
Началось все с одобрения университета Kiel, Германия. После письменного согласия пациента мы начали разрабатывать трехмерную компьютерную томографию головы клиента. Получилось в итоге идеальная замена части челюсти, которая отсутствует, правда пока еще виртуальная. Потом полученные данные передали на трехосевой лазерный станок и, благодаря точным компьютерным технологиям создание тефлоновой модели трансплантата не принесло с собой множество затруднений. Изготовленная деталь точно соответствовала аннулированной части челюсти мужчины.
Следующим этапом было моделирование титанового ячеистого каркаса(MARTIN, Micromesh, Tuttlingen, Germany). Далее тефлоновая модель подлежала удалению, а в качестве носителей выступили десять минеральных блоков. (BioOss-Blocks; Geistlich Biomaterials, Wolhusen, Switzerland). Покрытие блоков прошло при участии 7мг рекомбинантного человеческого ВМР7, в свою очередь внедренного в 1 г бычьего коллагена 1-го типа. И, как заключительный этап, было получено 20мл пункции костного мозга из подвздошной кости справа. Это разрешило обеспечить имение недифференцированных клеток в нем. Для качественного заполнения промежутков между частями внутри клетки костный мозг перемешали с 5- ю граммами костного минерала, только лишь бычьего происхождения.
Титановый каркас, состоящий из множества ячеек был перенесен, или имплантирован в широкую мышцу спины справа. Процедура, конечно же, происходила под общим наркозом. Произошло развитие послеоперационной гематомы, но ее просто напросто дренировали сразу, на второй день после операции. С целью профессиональной профилактики были назначены антибиотики: 1,5 г ampicillin/sulbactam 3 раза в день на протяжении 14 дней. Инфекционных признаков обнаружено не было. Пациента немного выбивало лишь малейшее беспокойство при движении в радиусе правой руки. Расстройство сна, или же боли при этом процессе замечено не было.
Прошел лишь месяц после операции. Мы провели сцинтиграфию скелета с интарвенозным введением 600 MBq (Bq — беккерель — единица активности нуклида в радиоактивном источнике – прим. переводчика) помеченных атомов technetium-99m-oxydronate. Внутри имплантата происходило все своим запланированным чередом – кость спокойно развивалась с витальными остеобластами. Это являлось доказательством того, что количество меченных атомов увеличилось, а значит рост кости успешен.
Прошло 7 недель после первичной операции – и вот снова наркоз и операция. На сей раз происходила пересадка отросшего трансплантата. Он был изъят вместе с приросшей частью широкой мышцы спины, вены и торакодорзальной артерией. Это позволило сохранить канал постоянного снабжения костного имплантата кровью. Затем последовала установка костно- мышечного трансплантата на ножке. Дополнительной коррекции формы, размера трансплантата не потребовалось.
Титановая восстановительная пластинка была удалена, а трансплантат зафиксировался на культях нижней челюсти специальными винтами. Это позволило вернуть нижней части челюсти такой же контур.
Сосудистую ножку анастомозироли с наружной сонной артерией (external carotid artery), а также с цефалической веной. Происходил данный сложный процесс при помощи микрохирургической техники. Цефалическая вена была специально взята с плеча, так как в области шеи раннее происходило радикальное иссечение и облучение. Таким образом при отсутствии пригодных местных вен положительную роль сыграла вена с плеча. Наличие неэластичной, облученной кожи не позволило закрыть рану полностью в субмандибулярной области. И снова тыл прикрывала надежная мера профилактики – антибиотики. Всего лишь за 12 дней после проведенной операции эта маленькая зона смогла сама закрыться путем роста грануляционной ткани. В последствии, участок был прикрыт трансплантатом кожи полноценной толщины. Также и все остальные моменты протекали очень успешно, такие например, как кровоснабжение и заживление. Для полного удовлетворения от результата томография показала, что обе культи расположены в правильном положении по отношению к трансплантату. Внедренные клетки трансплантата сохраняли жизнеспособность, так как кровоснабжение нарушено не было.
Уже на четвертой неделе по завершению протекания трансплантации пациент смог съесть свой первый обед за многие годы – хлеб и сосиски. До этого он питался только чем-то жидким или просто супом. А теперь он мог самостоятельно пережевывать. Отличный результат показала и эстетическая сторона операции. Мужчина остался довольным.
Обсуждение
Для максимально успешного роста кости, как показало это исследование и практика, просто необходимы клетки костного мозга и человеческий ВМР7. Вероятно, при комбинации обоих можно достичь наиболее эффективного прогресса. Эксперимент, проведенный на мине-свинье показал, что рекомбинированный ВМР7 потенцирующий белок человеческой природы, который является залогом положительного роста кости.
При таком же положительном развитии процесса мы надеемся удалить этот ячеистый наружный каркас из титана. При такой возможности, к челюсти может вернуться нормальное функционирование, и видоизменения в положительную сторону ей обеспечены. Результат можно охарактеризовать так: свободное формирование натуральной гистологической структуры. Пока не известно, будет или нет возможность удалить имплантат, но одно известно точно – данная операция улучшила функцию жевательной способности.
Хотя, конечно, разработанная технология включает в себя небольшой дефект костной ткани, главная цель – избежать больших повреждений при трансплантации, и она успешно достигается. Такая перспектива существенно уменьшает заболеваемость после проведения операции, а также риск травматизма связанный с трансплантацией. Если использовать технику, которую применяют при подобных дефектах, негативных последствий можно не сосчитать. Легко может возникнуть значительный дефект кости мягких тканей нижней челюсти.
Как бы удивительным эта операция не казалось, но это уже реальность. Данный случай доказывает, что такая процедура формирования трансплантата для возмещения нижней челюсти, очень даже приемлема. Стоит также помнить, что выращивание гетеротопической кости во многом превосходит традиционные методы, ведь такой процесс лишает Вас чрезмерной болезненности после проведения операции и позволяет получить замечательный эстетический эффект. Успех, который мы достигли при лечении этого мужчины, подталкивает нас только к расширению своих познаний и опытов в этой области. Ведь много вопросов так и остаются без ответа. Но для этого всего необходимо время, ведь исследования тут не на один день. Мы будем рады позже сообщить о подобных успехах в подобной области, и поделиться столь ценным опытом.