Костный материал в стоматологии: из чего делают и как выбирают

«А что Вы мне положите в челюсть?» Этот вопрос пациенты задают почти всегда, когда узнают, что перед имплантацией нужно нарастить кость. За ним стоит понятное беспокойство. Кого-то смущает, что материал может быть получен из кости животных. Кто-то боится, что организм отторгнет чужеродное вещество. Кто-то переживает, не останется ли материал в теле навсегда. Эти вопросы совершенно законны, и на каждый из них есть ясный ответ. В стоматологической клинике доктора Ковальского в Хабаровске костный материал подбирают под конкретную задачу и обязательно объясняют пациенту, из чего он сделан, а подробно обсудить все сомнения можно на приёме у стоматолога.

Здесь расскажем, для чего нужен костный материал, какие его виды существуют, чем они отличаются по происхождению и свойствам, в каких формах их выпускают, как врач выбирает материал, безопасны ли они и что происходит с материалом в кости со временем.

После потери зуба кость челюсти постепенно убывает. Также её разрушают пародонтит, кисты, травмы, воспаление у корней. Когда кости становится мало, установить имплант надёжно не получается: ему не за что держаться.

Костный материал помогает вернуть утраченный объём. Его укладывают в зону дефекта, и он становится опорой, по которой прорастает новая собственная кость пациента. Через несколько месяцев на месте материала формируется живая кость, в которую можно поставить имплант.

Костный материал применяют при многих вмешательствах: сохранении лунки после удаления зуба, направленной регенерации кости, синус-лифтинге, заполнении дефектов после удаления кист, лечении периимплантита и глубоких пародонтальных карманов.

Представьте строительные леса вокруг дома. Сами по себе они не являются стенами, но позволяют рабочим возвести стены ровно там, где нужно. Когда дом готов, леса разбирают. Костный материал играет роль таких лесов для новой кости.

Чтобы понимать различия между материалами, полезно знать три свойства, которыми их описывают.

Остеокондукция. Способность материала служить каркасом, по которому клетки кости ползут и откладывают новую ткань. Этим свойством обладает большинство костных заменителей. Материал пассивен: он не заставляет кость расти, но даёт ей удобную опору.

Остеоиндукция. Способность материала активно стимулировать образование кости, превращая незрелые клетки в костеобразующие. Этим свойством обладает собственная кость пациента и некоторые специально обработанные материалы, содержащие особые белки.

Остеогенез. Способность материала самому образовывать кость, потому что в нём есть живые костные клетки. Таким свойством обладает только свежая собственная кость пациента.

Идеальный материал должен сочетать все три свойства, но на практике их объединяет только аутогенная кость. Поэтому врачи часто смешивают разные материалы, чтобы получить нужное сочетание.

Легерос в обзоре для Clinical Orthopaedics and Related Research (2002) подробно описала свойства остеокондуктивных материалов на основе фосфатов кальция и объяснила, почему именно они стали основой большинства современных костных заменителей.

Аутогенная кость представляет собой собственную кость пациента, взятую из другого участка тела.

Откуда берут. Для небольших дефектов кость собирают в виде стружки прямо в зоне операции специальным скребком или при сверлении ложа под имплант. Для больших дефектов берут костный блок из ветви нижней челюсти или подбородка.

Преимущества. Единственный материал, обладающий всеми тремя свойствами: остеокондукцией, остеоиндукцией и остеогенезом. Не вызывает иммунной реакции. Приживается быстрее других.

Недостатки. Для блока нужна дополнительная рана в донорской зоне, что усиливает дискомфорт после операции. Количество собственной кости ограничено. Аутогенная кость быстро рассасывается и сама по себе плохо удерживает объём.

Поэтому собственную кость сегодня чаще используют в смеси с заменителями: она добавляет биологическую активность, а заменитель сохраняет объём.

Ксеногенный материал получают из кости животных, чаще всего крупного рогатого скота.

Как производят. Кость проходит многоступенчатую очистку: из неё удаляют все органические компоненты, белки, клетки, жиры. Остаётся только минеральный каркас, по структуре очень похожий на человеческую кость. Материал стерилизуют. Такой процесс называют депротеинизацией, поэтому материал называют депротеинизированной бычьей костью.

Известные материалы. Bio-Oss от швейцарской компании Geistlich применяется в стоматологии более 30 лет и считается одним из самых изученных костных заменителей в мире. Cerabone от немецкой компании botiss обрабатывается при очень высокой температуре. Существуют и другие материалы этой группы.

Свойства. Отличная остеокондуктивность. Очень медленная резорбция: частицы материала сохраняются в кости годами, постепенно окружаясь новой костью. Благодаря этому материал надёжно удерживает объём, что особенно ценно при синус-лифтинге и в зоне улыбки.

Галиндо-Морено и соавторы в Clinical Implant Dentistry and Related Research (2013) изучили, как медленно рассасывается бычья кость при синус-лифтинге, и показали, что частицы материала встраиваются в новую кость и сохраняют объём долгие годы.

Безопасность. Благодаря полному удалению органических компонентов и стерилизации риск передачи инфекций от животного практически отсутствует. Материалы проходят строгий контроль и регистрацию.

Ограничения. Некоторые пациенты по религиозным, этическим или личным причинам не хотят применения материалов животного происхождения. Для них существуют синтетические альтернативы.

Аллогенный материал получают из кости человека-донора в специализированных тканевых банках.

Как производят. Донорскую кость тщательно обследуют, очищают, обрабатывают и стерилизуют. Различают лиофилизированную кость, высушенную замораживанием, и деминерализованную кость, из которой частично удалены минеральные компоненты.

Свойства. Деминерализованная кость может сохранять часть белков, стимулирующих рост кости, и обладать некоторой остеоиндуктивностью. Аллогенные материалы рассасываются быстрее ксеногенных и заменяются собственной костью активнее, но хуже удерживают объём.

Ограничения. Зависимость от работы тканевых банков, строгие требования к хранению. Теоретический риск передачи инфекций сведён к минимуму обработкой, но некоторые пациенты предпочитают его избегать.

Синтетические костные заменители изготавливают в лаборатории. По химическому составу они относятся к биокерамикам.

Гидроксиапатит. По составу идентичен основному минералу естественной кости и зубов. Обладает высокой остеокондуктивностью, но рассасывается очень медленно, годами.

Бета-трикальцийфосфат. Рассасывается значительно быстрее гидроксиапатита. Подходит, когда нужно, чтобы материал постепенно и полностью заместился собственной костью.

Бифазные фосфаты кальция. Смесь гидроксиапатита и бета-трикальцийфосфата в разных соотношениях, например 60 на 40. Сочетают объёмную стабильность одного и активное замещение другого. Известные материалы этой группы maxresorb от botiss и BoneCeramic от Straumann.

Биоактивное стекло. Силикатный материал, который при контакте с тканевой жидкостью образует на своей поверхности слой, похожий на минерал кости, и прочно с ней соединяется. Обладает некоторым антибактериальным эффектом. Хенч, создатель биоактивного стекла, рассказал историю этого материала в Journal of Materials Science: Materials in Medicine (2006).

Добавки. В современные синтетические материалы иногда добавляют ионы стронция, магния, цинка, которые могут усиливать образование кости.

Преимущества синтетики. Нет риска передачи инфекций, неограниченная доступность, стабильные предсказуемые свойства, возможность подобрать нужную скорость рассасывания, отсутствие этических вопросов.

Ограничения. Большинство синтетических материалов обладают только остеокондуктивностью. Поэтому их часто смешивают с собственной костью или кровью пациента.

Для наглядности сравним основные группы по ключевым признакам.

Происхождение. Аутогенная кость берётся у пациента. Аллогенная у человека-донора. Ксеногенная у животных. Синтетическая изготавливается в лаборатории.

Остеогенез. Есть только у аутогенной кости.

Остеоиндукция. Выражена у аутогенной кости, частично у деминерализованной аллогенной.

Остеокондукция. Есть у всех групп.

Скорость рассасывания. Аутогенная рассасывается быстро, аллогенная умеренно, ксеногенная очень медленно, синтетическая по-разному в зависимости от состава.

Сохранение объёма. Лучше всего держит объём ксеногенная и гидроксиапатит, хуже всего аутогенная в чистом виде.

Необходимость дополнительной операции. Только для аутогенного блока.

Йенсен и соавторы в Clinical Oral Implants Research (2006) сравнили заживление и рассасывание собственной кости, бычьей кости и бета-трикальцийфосфата и показали, что материалы заметно различаются по скорости замещения, что и определяет выбор для конкретной задачи.

Гранулы. Самая распространённая форма. Мелкие частицы разного размера. Мелкие гранулы используют для небольших дефектов и закрытого синус-лифтинга, крупные для больших объёмов.

Блоки. Цельные фрагменты материала, которые можно подогнать по форме дефекта и зафиксировать винтами. Используют при больших дефектах, когда нужен жёсткий каркас.

Пасты и гели. Пластичные формы, удобные для заполнения неровных полостей. Иногда их вводят через шприц.

Коллагеновые композиты. Гранулы, соединённые коллагеном в губку или блок. Легко формуются, не рассыпаются, удобны при сохранении лунки.

Шприцы с готовой смесью. Материал уже смешан с жидкостью и готов к внесению.

Выбор формы зависит от размера и конфигурации дефекта, доступа и удобства работы в конкретной зоне.

Универсального материала для всех случаев не существует. Хирург выбирает его, отвечая на несколько вопросов.

Какой объём нужно восстановить? Для небольших дефектов достаточно гранул заменителя, иногда с кровью пациента. Для больших используют смесь с собственной костью или блоки.

Нужно ли долго удерживать объём? В зоне улыбки и под пазухой важно, чтобы материал не рассосался раньше времени. Здесь чаще выбирают медленно рассасывающиеся ксеногенные материалы.

Нужно ли, чтобы материал полностью заместился? При лечении дефектов, куда позже не будут ставить имплант, иногда выбирают быстро рассасывающиеся материалы.

Будет ли одновременно установлен имплант? Это влияет на форму и объём материала.

Каковы пожелания пациента? Если пациент не хочет материал животного происхождения, выбирают синтетический.

Каково общее здоровье? При некоторых состояниях заживление замедляется, и врач выбирает более надёжную комбинацию.

Хирург объясняет пациенту свой выбор до операции и отвечает на вопросы.

Костный материал редко используют в одиночку. Чаще всего его закрывают барьерной мембраной.

Мягкие ткани десны растут значительно быстрее кости. Если оставить материал без защиты, клетки десны займут пространство раньше, чем туда успеет прорасти кость. В результате вместо кости образуется рубцовая ткань.

Мембрана создаёт барьер. Она пропускает питательные вещества, но не пропускает клетки десны. Под ней костные клетки спокойно заполняют пространство. Этот принцип называют направленной регенерацией кости.

Мембраны бывают резорбируемыми, из коллагена, которые рассасываются сами, и нерезорбируемыми, которые удаляют через несколько месяцев. Иногда вместо мембраны используют титановые сетки, если нужно удержать большую форму.

Подробнее о методах наращивания в разделе про восстановление кости и синус-лифтинг.

Перед внесением гранулы материала обычно смешивают с кровью пациента из зоны операции или со стерильным физиологическим раствором.

Кровь смачивает гранулы, склеивает их между собой и приносит клетки и факторы роста. Материал становится удобнее в работе, не рассыпается и лучше прилегает к кости.

Часто в смесь добавляют костную стружку, собранную при сверлении ложа под имплант или скребком с поверхности челюсти. Даже небольшое количество собственной кости заметно ускоряет приживление.

Перед внесением материала хирург нередко делает на поверхности кости мелкие перфорации. Из них поступает кровь из костного мозга, несущая клетки, которые помогут сформировать новую кость.

Это один из главных вопросов пациентов, и на него можно ответить уверенно.

Все костные материалы, которые используют в стоматологии, проходят многоступенчатую обработку, стерилизацию и регистрацию. Производители контролируют каждую партию. Каждый материал сопровождается сертификатом и маркировкой с номером серии.

Ксеногенные материалы полностью лишены органических компонентов, поэтому риск передачи инфекций от животного практически исключён. Синтетические материалы изначально не содержат ничего биологического.

Аллергия на костные материалы встречается крайне редко.

Мы используем только сертифицированные материалы и вклеиваем их маркировку в медицинскую карту пациента.

Многие пациенты боятся, что материал останется в теле навсегда как инородное тело. Разберёмся, что с ним происходит.

В первые недели в зону материала прорастают кровеносные сосуды. Затем костные клетки начинают откладывать новую кость на поверхности гранул. Одновременно другие клетки, остеокласты, постепенно разрушают материал.

Быстро рассасывающиеся материалы за несколько месяцев полностью замещаются собственной костью. Медленно рассасывающиеся, например бычья кость или гидроксиапатит, частично остаются в виде частиц, окружённых новой костью и прочно с ней сросшихся. Такая кость функционирует как обычная и надёжно удерживает имплант.

Через 4–9 месяцев, в зависимости от материала и объёма, зона пластики становится готовой к имплантации.

При синус-лифтинге материал укладывают под приподнятую слизистую гайморовой пазухи.

Под пазухой на материал действует давление воздуха при дыхании, и быстро рассасывающийся материал может потерять объём раньше, чем сформируется кость. Поэтому здесь чаще используют медленно рассасывающиеся ксеногенные материалы, иногда в смеси с собственной костью.

Для закрытого синус-лифтинга выбирают мелкие гранулы, которые удобно вносить через узкое отверстие. Для открытого подходят гранулы среднего размера.

После удаления зуба лунку можно сразу заполнить костным материалом. Это помогает сохранить ширину и высоту гребня для будущего импланта.

Для сохранения лунки удобны коллагеновые композиты: губка из гранул и коллагена легко вкладывается в лунку, не рассыпается и держит форму. Сверху лунку закрывают мембраной или десной.

Через 3–4 месяца в сохранённую кость можно поставить имплант. Подробнее о бережном удалении в разделе об удалении зубов.

В передней зоне верхней челюсти особенно важно, чтобы наращённая кость сохраняла объём долгие годы. Если кость над имплантом со временем уменьшится, десна опустится, и станет видна металлическая часть импланта или коронка покажется длиннее соседних.

Поэтому в зоне улыбки хирурги часто используют двухслойную технику: ближе к импланту кладут собственную костную стружку, которая быстро превращается в кость, а поверх неё слой медленно рассасывающегося ксеногенного материала, который защищает от убыли и сохраняет контур.

Подробнее о лечении этой зоны в разделе об имплантации в зоне улыбки.

Из всех заменителей больше всего научных работ посвящено депротеинизированной бычьей кости. Интерес к ней объясняется её особой внутренней архитектурой.

Кость крупного рогатого скота по строению очень близка к человеческой. У неё похожий размер пор, похожая система каналов, по которым в живой кости проходят сосуды. После удаления белков и жиров остаётся минеральная решётка, в которую сосуды пациента прорастают почти так же легко, как в собственную кость.

Производство устроено так, чтобы полностью исключить биологический риск. Сырьё берут от животных из регионов с контролируемым ветеринарным статусом. Затем кость многократно промывают, обрабатывают щелочами и нагревают. После такой обработки в ней не остаётся ни клеток, ни белков, ни генетического материала.

Кристаллы минерала в такой кости имеют размер, при котором клетки-остеокласты разрушают их очень медленно. Благодаря этому частицы годами сохраняют форму и поддерживают объём, пока вокруг них нарастает новая кость. Под микроскопом через несколько лет после операции видно, что частицы полностью окружены живой костной тканью и срослись с ней.

Для пациента это означает, что форма челюсти, восстановленная при пластике, остаётся стабильной и через десять лет после установки импланта.

Срок приживления после костной пластики пациенты хотят знать заранее, чтобы спланировать жизнь и работу. На него влияет несколько обстоятельств.

Тип заменителя. Смесь с собственной костью созревает быстрее, чистые медленно рассасывающиеся гранулы дольше.

Объём дефекта. Небольшая лунка заполняется костью за 3–4 месяца, большой дефект или синус-лифтинг требуют 6–9 месяцев.

Форма дефекта. Дефект с костными стенками со всех сторон, похожий на чашу, заживает быстрее, чем дефект, открытый с одной или двух сторон. Стенки служат источником сосудов и клеток.

Челюсть. Нижняя челюсть с хорошим кровоснабжением обычно созревает быстрее верхней.

Возраст и здоровье. У молодых людей процессы идут активнее. Сахарный диабет, остеопороз, курение замедляют созревание.

Использование аутоплазмы. Концентрат тромбоцитов из крови пациента может немного ускорить начальные этапы заживления.

Перед установкой импланта или нагрузкой врач проверяет результат на снимке. Если кость ещё не созрела, лучше подождать несколько недель, чем рисковать результатом.

Иногда пациенты спрашивают, нельзя ли вообще обойтись без чужеродного вещества в челюсти.

В ряде ситуаций это возможно. При немедленной имплантации с узким зазором между имплантом и стенкой лунки кровяной сгусток сам заполняет пространство и превращается в кость. При закрытом синус-лифтинге с небольшим подъёмом дна пазухи иногда достаточно сгустка крови под приподнятой мембраной. При небольших дефектах можно использовать только собственную костную стружку.

Существуют и методики, позволяющие вовсе избежать наращивания: короткие и узкие импланты, наклонная установка при полной адентии.

Но в большинстве случаев дефицита кости разумный заменитель даёт более предсказуемый и стабильный результат, чем попытка обойтись без него. Мы честно расскажем, какой путь надёжнее в Вашей ситуации.

Заменители кости используют не только перед имплантацией.

После удаления крупной кисты у верхушки корня в кости остаётся полость. Если она большая, её заполняют гранулами, чтобы кость восстановилась быстрее и челюсть не ослабла. Подробнее о лечении воспаления у корней в разделе о лечении пульпита и периодонтита.

При периимплантите воспаление разрушает кость вокруг импланта, образуя кратерообразный дефект. После тщательной очистки поверхности импланта дефект заполняют материалом и закрывают мембраной. В благоприятных случаях часть утраченной кости удаётся вернуть.

При глубоких пародонтальных карманах у собственных зубов в сочетании с мембранами и специальными белковыми препаратами материал помогает восстановить опору зуба.

Мы проведём такое лечение бережно и сохраним зуб или имплант, если для этого есть реальная возможность.

Качество заменителя зависит не только от производителя, но и от того, как с ним обращаются в клинике.

Каждая упаковка поставляется стерильной, в двойной защитной оболочке, с этикеткой, где указаны состав, размер гранул, объём, номер серии и срок годности. Упаковку вскрывают только в операционной, непосредственно перед внесением материала.

Гранулы переносят в стерильную чашку и смачивают кровью из зоны операции или физиологическим раствором. Если планируется смесь с собственной костью, стружку добавляют сразу после её сбора, пока клетки в ней остаются живыми.

Остатки вскрытой упаковки повторно не используют. Наклейку с номером серии вклеивают в медицинскую карту, чтобы при необходимости через годы можно было точно узнать, какой материал был применён.

Такие простые правила обеспечивают стерильность и прозрачность, а пациент получает полную информацию о том, что именно находится в его челюсти.

Если через много лет понадобится лечение в другом городе или другой клинике, эта запись очень пригодится. Новый врач сразу увидит, какой заменитель и какая мембрана использовались, и сможет правильно истолковать снимки. На томограмме частицы медленно рассасывающихся гранул выглядят иначе, чем обычная кость, и без такой информации их можно ошибочно принять за что-то тревожное. Поэтому храните выписку и паспорт импланта вместе с остальными медицинскими документами, чтобы при любом обращении к врачу они всегда были у Вас под рукой.

Пациент вправе знать, какой материал будет использован. Полезно задать несколько вопросов.

Какой материал планируется: собственная кость, ксеногенный, синтетический или их смесь? Почему выбран именно он? Кто производитель и есть ли регистрационное удостоверение? Нужна ли мембрана и какая? Сколько времени займёт приживление? Можно ли выбрать синтетический материал, если есть возражения против материала животного происхождения?

Хороший врач спокойно ответит на все эти вопросы. Мы расскажем Вам о материале подробно и учтём Ваши пожелания.

Даже самый качественный материал не гарантирует успеха сам по себе. Результат зависит от нескольких факторов.

Техника хирурга. Правильное внесение материала, надёжная фиксация мембраны, ушивание раны без натяжения.

Кровоснабжение зоны. Хорошо кровоснабжаемая кость быстрее замещает материал.

Отсутствие инфекции. Воспаление во рту до операции нужно вылечить. Подробнее о подготовке в разделе о профессиональной гигиене полости рта.

Отказ от курения. Курение ухудшает кровоснабжение и приживление материала.

Соблюдение рекомендаций. Никакого давления на зону пластики, бережная гигиена, мягкая пища в первые недели.

Контроль заболеваний. Стабильный уровень сахара при диабете.

Начинаем с трёхмерного снимка, по которому видно размер и форму дефекта. О самом исследовании рассказано в разделе про томографию зубов. Затем решаем, какой материал и в какой форме лучше подойдёт: для сохранения лунки, направленной регенерации, синус-лифтинга или зоны улыбки.

Работаем с сертифицированными материалами известных производителей, при необходимости сочетаем их с собственной костью пациента и барьерными мембранами. Обязательно объясняем пациенту, из чего сделан материал, и учитываем пожелания, в том числе отказ от материалов животного происхождения.

Лечение ведёт хирург-имплантолог и ортопед Михаил Юрьевич Ковальский. Установка имплантов в восстановленную кость выполняется по цифровому хирургическому шаблону, а о дальнейших этапах можно узнать в разделе об имплантации зубов в Хабаровске. Готовые работы собраны в разделе наши клинические случаи.

Будем рады видеть Вас на приёме. Мы восстановим кость надёжными материалами и поможем пройти путь к новым зубам спокойно.

Из собственной кости пациента, донорской кости человека, очищенной кости животных или синтетических минералов.

Да. Из него удаляют все органические компоненты и стерилизуют, поэтому риск передачи инфекций практически исключён.

Большинство материалов постепенно замещаются собственной костью. Медленно рассасывающиеся частично остаются, прочно срастаясь с новой костью.

Да, если пациент не хочет материалов животного происхождения. Синтетические материалы надёжны при правильных показаниях.

Крайне редко.

Универсального нет. Выбор зависит от объёма дефекта, зоны и задачи. Часто лучший результат даёт смесь материалов.

Обычно 4–9 месяцев в зависимости от материала, объёма и зоны.

• Buser D. (ed.) 20 Years of Guided Bone Regeneration in Implant Dentistry. 2nd ed. – Quintessence, 2009.
• Resnik R.R. Misch's Contemporary Implant Dentistry. 4th ed. – St. Louis: Elsevier, 2020.
• Кулаков А.А. (ред.) Дентальная имплантация: национальное руководство. – М.: ГЭОТАР-Медиа, 2018.
• LeGeros R.Z. Properties of osteoconductive biomaterials: calcium phosphates // Clin Orthop Relat Res. – 2002. – № 395. – P. 81–98.
• Hench L.L. The story of Bioglass // J Mater Sci Mater Med. – 2006. – Vol. 17, № 11. – P. 967–978.
• Jensen S.S., Broggini N., Hjørting-Hansen E., Schenk R., Buser D. Bone healing and graft resorption of autograft, anorganic bovine bone and beta-tricalcium phosphate. A histologic and histomorphometric study in the mandibles of minipigs // Clin Oral Implants Res. – 2006. – Vol. 17, № 3. – P. 237–243.
• Jensen S.S., Terheyden H. Bone augmentation procedures in localized defects in the alveolar ridge: clinical results with different bone grafts and bone-substitute materials // Int J Oral Maxillofac Implants. – 2009. – Vol. 24, Suppl. – P. 218–236.
• Galindo-Moreno P., Hernández-Cortés P., Mesa F. et al. Slow resorption of anorganic bovine bone by osteoclasts in maxillary sinus augmentation // Clin Implant Dent Relat Res. – 2013. – Vol. 15, № 6. – P. 858–866.
• Sheikh Z., Hamdan N., Ikeda Y., Grynpas M., Ganss B., Glogauer M. Natural graft tissues and synthetic biomaterials for periodontal and alveolar bone reconstructive applications: a review // Biomater Res. – 2017. – Vol. 21. – Art. 9.
• Kolk A., Handschel J., Drescher W. et al. Current trends and future perspectives of bone substitute materials: from space holders to innovative biomaterials // J Craniomaxillofac Surg. – 2012. – Vol. 40, № 8. – P. 706–718.