Порівняльна характеристика біоматеріалів для заміщення кісткових дефектів щелеп та їхня роль у профілактиці запальних ускладнень

Abstract

У сучасній практиці біоматеріали розглядаються як перспективна альтернатива традиційним кістковим трансплантатам завдяки їх потенційно необмеженому ресурсу, біоінертності та зниженій імовірності розвитку запальних ускладнень. Водночас упровадження методів тканинної інженерії в клінічну практику обмежене низкою бар'єрів. Сучасні підходи передбачають створення умов для функціональної регенерації кісткової тканини за рахунок синергії біоматеріалів, клітинних технологій і факторної терапії. У цій роботі здійснено порівняльний аналіз ефективності різних типів біоматеріалів і клітинних компонентів, а також стратегій, спрямованих на покращення регенерації кісткових дефектів. Оцінено функціональні характеристики остеокондуктивних каркасів, їхні мікроі наноструктурні властивості, а також біоміметичні особливості. На підставі отриманих даних авторами розроблено алгоритм вибору і застосування біоматеріалів у хірургічній стоматології: прецизійний підбір типу остеозамінного матеріалу згідно з анатомофункціональними особливостями дефекту; індивідуалізована підготовка імплантата, включаючи модифікацію поверхні; використання біоактивних матриць із включенням ростових факторів і структурного аналога позаклітинного матриксу. Установлено, що остеозамінний матеріал має відповідати низці критично важливих параметрів: архітектурна відповідність геометрії кісткового дефекту і здатність інтегруватися в нішу природного екстрацелюлярного матриксу; наявність остеогенних клітин, які ініціюють формування й ремоделювання клітинного і позаклітинного компонентів новоутвореної кістки; здатність до неоангіогенезу, що забезпечує адекватне мікросудинне кровопостачання в зоні імплантації; морфогенетичні сигнали, що регулюють спрямовану диференціацію стовбурових клітин у напрямі остеобластичного фенотипу. Доведено, що поверхнева морфологія і хімічний склад біоматеріалу мають визначальне значення в модулюванні реакції реципієнтної тканини. Застосування наноструктурованих поверхонь, гідрофільних полімерів і біоактивних покриттів забезпечує зниження рівня запальної реакції та покращення інтеграції імплантата в кісткове середовище. In contemporary clinical practice, biomaterials are considered a promising alternative to traditional bone grafts due to their potentially unlimited availability, bioinertness, and reduced likelihood of developing inflammatory complications. At the same time, the implementation of tissue engineering methods in clinical practice remains limited by a number of barriers. Current approaches aim to create conditions for functional bone tissue regeneration through the synergy of biomaterials, cellular technologies, and factor-based therapy. This study presents a comparative analysis of the effectiveness of various types of biomaterials and cellular components, as well as strategies aimed at improving the regeneration of bone defects. The functional characteristics of osteoconductive scaffolds, their micro- and nanostructural properties, and biomimetic features were evaluated. Based on the obtained data, we developed an algorithm for the selection and application of biomaterials in oral surgery: precise selection of the type of bone substitute based on the anatomical and functional characteristics of the defect; individualized implant preparation, including surface modification; and the use of bioactive matrices containing growth factors and structural analogues of the extracellular matrix. It was established that bone substitute materials must meet several critical requirements: architectural compatibility with the geometry of the bone defect and the ability to integrate into the niche of the natural extracellular matrix; the presence of osteogenic cells that initiate the formation and remodeling of both cellular and extracellular components of the newly formed bone; the ability to promote neovascularization ISSN 2409-0255. Український стоматологічний альманах. 2025 № 2 27 ensuring adequate microvascular supply in the implantation area; and morphogenetic signals regulating the targeted differentiation of stem cells toward the osteoblastic phenotype. It was demonstrated that the surface morphology and chemical composition of the biomaterial play a decisive role in modulating the recipient tissue response. The use of nanostructured surfaces, hydrophilic polymers, and bioactive coatings reduces the degree of inflammatory response and improves implant integration into the bone environment.