Заполнение костной тканью протяженных дефектов осуществляется в процессе остеокондукции, т.е. формирования матрицы или каркаса, на котором костные клетки откладывают новообразованную кость .Остеокондуктивный материал должен быть биоинертным и биоактивным, а структура и размер его пор должны способствовать врастанию ткани и аппозиционному росту кости. Кроме того, необходимо, чтобы такой материал полностью резорбировался и замещался новообразованной костью. Из биологических материалов требованиям к структуре и размеру пор лучше всего соответствует губчатая кость, которая обладает одновременно биоактивным и остеогенным потенциалом.
Остеогенез требует пересадки аутогенного трансплантата, включающего в себя естественные костные клетки, которые способны образовывать новую кость. Большое значение при этом имеет минимальная травматичность манипуляции для сохранения жизнеспособности клеток, содержащихся в трансплантате. Синтетические костные материалы не имеют в своем составе костных клеток, а немедленная пересадка аллогенных трансплантатов не проводится из-за высокого риска иммунных и инфекционных осложнений.
Аутогенная кость также обладает остеоиндуктивной способностью, т.е. стимулирует костные и недифференцированные мезенхимальные клетки принимающего участка к делению, дифференцированию и секреции, что способствует синтезу новой кости. Среди медиаторов особое значение имеют костные морфогенетические протеины (КМП). Под их влиянием полипотентные мезенхимальные стволовые клетки вокруг трансплантата дифференцируются в костеобразующие клетки. КМП оказывают схожее действие у разных биологиче ских видов и сохраняют свою активность в некото рых ксеногенных трансплантатах.
Таким образом, аутогенная кость может считаться идеальным материалом для трансплантации и обладает одновременно остеокондуктивными, остеоиндуктивными и остеогенными свойствами. К ее важным преимуществам относятся также отсутствие иммунологических реакций и полная трансформация аутогенного трансплантата в окружающую костную ткань.
Аллогенные материалы обладают остеокондуктивным и потенциально остеоиндуктивным действием, однако при их использовании сохраняется (хотя и крайне низкий) риск иммунологических реакций и переноса инфекционных заболеваний. Кроме того, следует учитывать, что остеоиндук- тивный потенциал аллогенных трансплантатов зависит от возраста донора и методики обработки и стерилизации, а значит, может широко варьировать в разных партиях и у разных банков тканей (вплоть до полного отсутствия).
В большинстве случаев современные ксеногенные костные материалы представляют собой депротеинизированную кость крупного рогатого скота. В настоящее время приводятся противоречивые данные относительно сохранности КМП в процессе обработки костного матрикса, поэтому для этих материалов характерно остеокондуктивное действие, но не исключается и остеоиндуктивное. Требуемой остеокондуктивной активностью обладает ксеногенная кость, структура и пористость которой соответствуют кости человека.Однако при применении ксеногенных материалов также невозможно полностью исключить риск переноса инфекционных заболеваний. Большим недостатком данных материалов является медленный процесс или полное отсутствие резорбции и замещения естественной костью.
Аллопластические костные материалы искусственного и естественного происхождения отличают полное отсутствие риска инфицирования и высокая биосовместимость, но они характеризуются слабовыраженной остеокондуктивностью, а частицы таких материалов часто инкапсулируются соединительной тканью. Период до полной дегенерации может быть как очень коротким, так и продолжительным.
