Параскевич_Дентальная_имплантология(pdf_2006). Оглавление От автора 9 часть I. Вопросы истории и философии глава 1
 Скачать 44.63 Mb.
|
|
НАДКОСТНИЦА Кость на всем протяжении, за исключением суставных покрыта надкостницей которая функцию питания ткани и принимает активное участие в росте и кости прилегая к ее поверхности, периост увеличивает прочность и устойчи кости к различного рода механическим состоит из наружного волокнистого и внутреннего остеогенного слоев. НЫЙ слой формируют волокна, а также количество эластических волокон. Клеточный состав наружного слоя представлен немногочисленными Часть волокон этого слоя и соединяется с волокнами костного матрикеа. Такие называются благодаря им периост д(хтаточно прочно прикрепляется к поверхности кости. Наружный слой надкостницы вает фиксацию входящих и выходящих сосудов кости вместе их в мягкие Внутренний остеогенный слой периоста формируют остеогенные связаны с поверхностью костной ткани и принимают участие в процессах образования и . 2 . СТРОЕНИЕ КОСТНОЙ ТКАНИ Костная ткань состоит из клеток и точного (костного Клетки костной ткани Различают три клеток собственно НОЙ ткани остеобласты и остеокласты. Кроме того кости располагаются клетки. клетки (синонимы скелетные ЧАСТЬ ОСНОВЫ зто тес большим набором потенциальных Покрывают около 70 поверхности кости в слое поверхность костных полостей губчатого слоя кости и внутрикостных сосудов, а также рассеяны внутри тканей, составляющих основу костного При активации клетки в течение 3 5 дней дифференцируются в зависимости от микроокружения вили фибро- достаточном кровоснабжении и активации остеоген ные клетки дифференцируются в остеобласты рис. 3-1). при нарушении и отсутствии адекватного сигнала к остеогенезу в хондро- и Остеобласты клетки кубической или цилиндрической формы. Находятся в где происходит или перестройка Рис Схема потенциальных клетки 62 3. БИОЛОГИЯ КОСТИ кости активную и неактивную форму клетки синтезируют и секретируют органический матрикс ив начальной фазе его минерализации. После образования и органического матрикеа вокруг остеобластов около 15% зтих клеток в оетео часть которые небыли замурованы в костном матриксе. остается па поверхности кости в неактивной фор остеобласты (выстилающие клетки) соединены с посредством собой отверстия между клетками, по которым могут проходить преобразующие механические в биохимические. Таким зги окна являются своего рода каналом связи между выстилающими клетками и Вы клетки при могут участвовать в приеме и преобразовании в специфические сигналы механических воздействий на костную — плоские одноядерные клетки — располагаются в лакунах внутри костного При окруженные со всех сторон минерализованным находятся на расстоянии не более чем мм от расположенного поверхности кости капилляра, который является единственным источником Оетеоциты жество (иногда до 400) отростков, посредством которых эти клетки соединяются между собой и с неактивными находящимися на кости. Анастомозирующие между собой отвечают транспортировку внутри- и веществ и обеспечивают целостность костного и принимают участие в содержания кальция в Остеокласты самые клетки орга функция кости. Располагаются в лакунах (нишах резорбции. Заполненные остекластами ниши занимают 0.1 поверхности кости происходит перестройка костной ткани. тельность жизни остеокластов от х дней дох. Костный матрикс Костный матрикс представляет собой двух- материал. Состоит на 3 5 % из органическою матрикеа и на из неоргани ческого Около органического матрикеа - остальная часть представлена углеводами и Ряды коллагеновых волокон диаметром мкм служат пассивной основой для минерального вещества волокна кости образуются из пептидных преимущественно из а также и Пептидные цени включают из 700 ами которые располагаются в определенной последовательности и Существует 5 генетически детерминированных типов пептидных цепей коллагена, различающихся последовательностью аминокислот. Для кости характерен 1 тип пептидные цепи которого образуют тройную спираль добие каната. Такая пространственная структура коллагена минерализацию вдоль пептидных Минерализация других х типов коллагена неорганические вещества костного участвуют в метаболизме и регулируют процесс минерализации. Часть протеинов костного ма образуется в другая часть из сыворотки и плазмы крови или эндокринными Щ синтезируемым относятся • (костный на долю которого приходится белкового состава костного матрикеа. Участвует в рализации костного матрикеа. зто го белка регулируется кальцитриолом активным метаболитом витамина протеины это сходных своей структуре (группа и обладающих Протеин являясь ферментом, принимает синтезе коллагена. Протеины ВМР-2, и инициируют митоз и дифференциацию клеток в • протеогликаны - белки группу К ним относятся и что протеогликаны образование фибрилл коллагена I • и новые белки, присоединяясь к коллагену, обе минеральных веществ к фибриллам. Кроме белки, регулируют рост и способствуют минерализации соединяясь и связывая большое количество кальция, повышает его локальную благодаря чему стимулируется и рост кристаллов К происходящим из сыворотки и плазмы относятся белков PDGF, а также И кои группа стимулируют остеогенных клеток капилляров регулируют выработку остеобла Протеины группы 1GF являются сигналь рецепторами клеточных мембран остео генных клеток и активируют их деятельность пакости Минеральное представлено а также содержит ионы калия, свинца и. Гистологические типы костной ткани Существуют два типа кост ткани пластинчатая и грубоволокнистая. пластинчатой костной ткани характерно одинаковое направление которые параллельными слоями и формируют костные пластинки. Ориентация коллагеновых волокон подчиняется законам их соответствует вектору что и определяет механическую прочность костных костная ткань служит основным материалом нормальной кости. костная ткань является зрелой и почти полностью замещается пластинчатой в процессе Характерная особенность этого типа ткани хаотичное расположение коллагеновых волокон У взрослых незрелая ткань встречается в области зубных альвеол, костных в стах прикрепления сухожилий и связок. Кроме грубоволокнистая костная ткань образуется срастании и закрытии дефектов кости, а также вокруг опухолей и их. Макроструктура кости Основными элементами кости являются компактный и губчатый слои, которые образуются пластинчатой тканью. Компактный слой состоит из остеонов (га- систем представляет собой слоистую которую формируют концентрически расположенные 1 х кровеносных сосудов костные (рис. 3-2) толщиной от 1 до 12 до 20 колец. Диаметр обычно не превышает - а длина 0,05- Между собой остеоны разграничены линиями из соединительных костных пространство между которыми заполнено остатками разрушенных Снаружи и внутри слой ограничен несколькими рядами общих костных пластинок, не образующих остеонов (рис. 3-3). Слои общих пронизывают располагающиеся в канальцах цы) диаметром от 1.5 мкм до ко- ЧАСТЬ ОСНОВЫ ТЕОРИИ 3. БИОЛОГИЯ КОСТИ Рис 3-2. (электронная микроскопия, х в гаверсов канал, который расположенные концентрически костные пластинок располагаются лакуны (перепечатано из книги Kessel и Kardon R.H. Tissues and Organs: a Text-Atlas of Scanning Microscopy. W.H. Freeman, New York. 1979) 3-3. Схема костной ткани А — Б — слой В - губчатый слой 1 — входящие и выходящие сосуды 2— остеогенный слой ницы: 3 поверхность кости 4 - наружный слой общих пластинок 5 — 6 — каналы остеонов: 7 сосуды остеонов; 8 — фолькмановы сосуды 9 внутренний слой общих 10— трабекулы; ные пространства 12 сосуды о слоя Рис 3-4. Трабекула недекальцинированного шлифа кости (сканирующая электронная микроскопия походу расположенных параллельными рядами костных пластинок видны лакуны остеоцитов связывают сосуды надкостницы, и капилляры губчатого Губчатый слой находится внутри Представляет собой трехмерную сеть балочных и структур трабекул ориентация которых соответствует среднему направлению (вектору) статических воздействующих на кость. Максимально нагруженные участки толстые и крепкие Трабекулы состоят из костных но остеоны эти пластинки не образуют. Обычно трабекула представлена несколькими слоями костных пластинок и имеет один или несколько питающих сосудов. Толщина трабекул зависит от степени их и может варьировать 0.1 0.2 до Характерной чертой губчатого слоя кости является пространств выстланных (слоем осте- клеток и неактивных остеобластов) и заполненных рыхлой соединительной и кровеносными сосудами. 3.2.5. Макроструктура челюстей Костная ткань челюстей характерную организацию структурных (остеонов 5. 66 ЧАСТЬ II. ОСНОВЫ ТЕОРИИ Рис. 3-5. шлиф области ю зуба нижней человека и 3 — слои (щечной и язычной слой 4 - ниж- канал фор устои и распорки Рис. 3-6. Шлиф фронтального дела нижней челюсти. Макроструктура представлена толстым компактным слоем. Губчатый слой не представлен массивными трабеку- сливающимися с компактным слоем про вид мелких ячеек Рис Поперечный шлиф нижней челюсти в зуба — утолщенные трабекулы в области внутренней косой линии 2 массивные трабекулы. образующие силовые в зоне восходящего 3-8. слоя шлифа нижней челюсти, изображенного на рис. сканирующая микроскопия В поле зрения многочисленные остеоны различного диаметра. У некоторых остеонов имеются два гаверсовых канала 3-9. Один из остеонов (микрофотография, показанных на предыдущем снимке (сканирующая рон- ная х 274). В поле зрения концентрически расположенные костные пластинки, окружающие гавер- сов канал 3. БИОЛОГИЯ КОСТИ И трабекул). челюстей короткие, расположены кости (рис. 3-5, 3-8 В области межкорневых перегородок переходные структуры дуговые остеоны. Часть остеонов имеет косое направление. Они вплетаются в костные балки губчатого слоя и соединяются с дуговыми В образуется система арочных сводов, силовых устоев и остеона, изображенною на предыдущей рафии Видны концентрически ориентированные ряды костных пластинок и расположенные по их ходу лакуны остеоцитов Рис Губчатый слой кости (микрофотография, участка шлифа нижней на рис. 3-5. В поле зрения мощные трабекулы, образующие устои, и более мелкие трабекулы, формирующие сеть Губчатый слой в области контрфорсов представлен мощными трабекулами разной формы. Наиболее массивные трабекулы находятся в областях прикрепления медиальной крыловидной и жевательной Во фронтальном отделе нижней челюсти (область симфиза) губчатый слой может (рис. 3-6), и тогда костная ткань симфиза нижней имеет вид гомогенной, плотной кости Фрагмента остеона (см. рис х в поле зрения лакуна (верхний левый сектор) и микротрещина костного (нижний правый сектор) Рис Трабекула, находящаяся в поле зрения (см. рис верхний правый сектор В поле зрения ряды костных формирующих и расположенные походу костных пластинок лакуны остеоцитов ЧАСТЬ II. ОСНОВЫ ТЕОРИИ губчатого слоя гаются создавая систему силовых распорок (рис. 3-5, 3-7, 3-12. 3-13). ориентированных вертикально 60 кВ местах максимального напряжения и крепления мышц на верхней и челюстях образуются утолщения компактного слоя с характерной ориентацией Эти места получили (рис. 3-14). B.C. Сперанский (197G) выделяет 6 контрфор сов. На верхней челюсти лобно-носовой, скуловой и нёбный: на нижней челюсти альвеолярный и контрфорсы. 3 . 3 . РЕГЕНЕРАЦИЯ КОСТИ Существуют две основные формы регенерации ренаративная и Репаративная регенерация регенерация травмы (в том числе вследствие хирургического Инициация регенерации Инициатором само повреждение. Для объяснения природы данного процесса было предложено сколько. По мнению Е ив пускового механизма регенерации кости лежат биофизические факторы эндогенные электрические сигналы. В качестве аргумента приводится тот факт, что на поверхности образовавшегося дефекта возникает разность потенциалов. При этом структурная единица электроположительна, а в зоне дефекта заряд Таким образом, разница циалов может выполнять роль сигнала к про и дифференцированию остеогенных 2. A. и что пусковой механизм регенерации химическую природу, в основе его лежит изменение кислотно-щелочного баланса в зоне иоврежде- Распределение напряжений в костях возникающих вовремя жевания G.-H. Schumacher): расположение контрфорсов векторам распределения напряжений ния костных структур. Снижение уровня рН с 7,42 (физиологический уровень) до 6 в зоне повреждения кости может служить сигналом к активации Часть их роль гормонов, вызывающих включение отвечающих за митоз и дальнейшую стволовых мезенхималь- ных клеток ( рис Другая часть остеоиндук- торов включает направляющие дифференциацию зтих Процесс активации остеогенеза костными морфогенетическими протеинами регенерация на поверхности кости ив собственно костной ткани свои особенности и может быть разделена наста дии первичную и Первичная стадия остеогенеза Первичная стадия остеогенеза происходит в пространствах (эндосте) и 68 ГЛАВА 3. БИОЛОГИЯ КОСТИ Рис Схема регенерации костной ткани 70 ЧАСТЬ II. ОСНОВЫ ТЕОРИИ слое периоста сразу инициации регенерации. В пространствах фиброзная и жировая ткани гибнут в результате физического а также из-за повреждения сосудов и нарушения Сразу после травмы образовавшийся дефект и костномозговые пространства кровью, и формируется кровяной сгусток. В течение суток в области дефекта и к нему костномозговых пространствах наблюдается острая воспалительная реакция. Происходит тканевой жидкости, миграция лейкоцитов и макрофагов. Эта фаза первичного тканевого ответа обычно 24 48 Для нее характерно не ко развитие острого воспаления в зоне повреждения, но и начало индукции остеогенеза счет активации факторов роста, дающих сигнал к пролиферации кровеносных сосудов и остеогенных после травмы начинается пролиферация мелких сосудов со скоростью 0.5 мм в Одновременно с восстановлением сосудов происходит пролиферация остеогенных со скоростью 25-50 вдень и дифференциация их в Образовавшиеся из остеогенных клеток областы синтезируют остеоид путем секреции и отложения коллагеновых волокон. Каждый осте област вдень около 0.17 осте те. ежедневно откладывается 1 2 мкм и последней толщина го матрикеа вокруг остеобласта соответствует костной пластинки 12 Секре- остеоид остеобласты соединяются с помощью отростков между собой и с жизнеспособными остеоцитами трабеку.т. Таким об создается основа для восстановления частично разрушенной костной После дневного периода секреции остеоида начинается минерализация органического матрик еа. минерализации проходит по периферии формирующейся костной пластинки и продвигается в направлении остеобласта. Обычно скорость минерализации остеоида составляет около мкм вдень, и, таким образом, ее завершения необходимо около дней В результате минерализации оказывается замурованным в костном матриксе и преобразуется в Вторичная стадия остеогенеза Вторичная стадия остеогенеза происходит в пластинчатой кости, и ей предшествует резорбция остеокластами нежизнеспособных участков трабекул и остеонов. Их является следствием не только физического но и нарушения кровообращения. Анастомозы между системами не слишком многочисленны повреждение сосудов приводит к ишемии и гибели остеоцитов не только в зоне дефекта, но ив смежных участках гистологическом уровне вторичный оетео генез проявляется на е после когда в области пустых лакун погибших остео цитов в результате деятельности остеокластов образуются ниши В губчатом слое процессы вторичного генеза идут интенсивнее за счет более совершенного кровоснабжения. Остеокласты нежизнеспособные участки трабекул, за исключением прикрепления формирующихся вовремя остеогенеза костных пластинок. Затем разрушенные фрагменты заполняются и и происходит восстановление В компактном слое вторичный начинается с резорбции нежизнеспособных участков остеонов и расширения гаверсовых каналов В расширенном канале происходит сосудистой системы остеона. Процесс пролиферации сосудов гаверсовых систем идет достаточно медленно всего 0,05 мм в Одновременно с восстановлением начинается пролиферация и цирование остеогенных клеток вдоль растущих Таким образом и рост остеонов происходит как в таки вши В среднем данный процесс продолжается В результате первичного и вторичного генеза через 6 нед. после травмы 3. БИОЛОГИЯ КОСТИ костная ткань. Б дальнейшем под воздействием механической нагрузки и активности наступает резорбция костной ткани и ее пластинчатой, те. происходит перестройка структурных единиц кости и модификация ее для полноценного выполне 3.3.2. Физиологическая регенерация Физиологическая регенерация восстановление элементов структуры в процессе ее (структурная перестройка кости. Она происходит в ных структурных единицах (остеоны и трабеку лы) на трех поверхностях кости ив системах каналов. Структурная перестройка необходима для моди архитектоники костной ля и кристаллов костного ется 2 1 скелета, теза лет обновляется около его Инициаторами структурной кости являются • функции либо величины нагрузки на • изменение гормонального фона и содержания кальция в В качестве механизма структурной перестройки могут выступать эндогенные электрические сигналы В настоящее время несколько гипотез возникновения подобных сигналов. Приложение внешних сил к сжатию и растяжению структурных элементов кости, что вызывает эффект. действием нагрузок при деформации костной структурной трабекулы, вогнутая подвергается максимальному сжатию и приобретает отрицательный в то время как сторона (максимальное растяжение) положительный. При этом заряженная поверхность кости привлекает неактивные остеобласты и активирует их деятель Разница потенциалов вышает активность не только но и других клеток участие в остеокластов и остеогенных а также биохимические усиливают что циклическое микронапряжение в структурных единицах кости имеет диапазон 500 2000 циклов вдень с частотой 0.5 2. Кроме пьезоэлектрических известны и э.тек- эффекты костной ткани. На поверхности кости они возникают при изменении давления в тканевой жидкости, окружающей костные структуры и контак сними, что создает направленное движение тканевой жидкости, вызывая конвекционный. Согласно еще одной гипотезе механическое воздействие на кость напряжением в костных что приводит к образованию микротрещин. При этом возникает разница потенциалов, которая может служить сигналом к структурной. В последнее время рассматривается возмож активного участия выстилающих клеток в физиологической регенерации кости. Согласно этой гипотезе механическое напряжение в костном передается выстилающим клеткам, которые его в биохимический сигнал благодаря интегринам белкам, при помощи которых неактивные к Помимо механического напряжения физиологическая кости регулируется большим количеством и локальных биохимических факторов гормонами и факторами к которым неактивные остеобласты имеют специфические биохимические Физиологическая кости происходит механизма. Суть его заключается в следующем рост и костной может иметь место только на предварительно резорбированной |