Dynamics of IL-1β, TNFα and IL-10 production during vestibuloplasty with lancet surgery or laser technique in the area of dental implants

Full Text

Введение

Для долгосрочной выживаемости дентальных имплантатов необходим не только стабильный уровень костной ткани, но и оптимальная ширина прикрепленной кератинизированной слизистой оболочки, так как ее дефицит может вызывать биологические осложнения имплантации, приводящие к дезинтеграции имплантатов [2]. Поэтому представляет интерес иммунологическое обоснование оперативных вмешательств по поводу менеджмента мягких тканей в области несъемных ортопедических конструкций различными инструментами альтерации для поиска наиболее щадящих методов лечения [4].

Заживление ран является сложным процессом, состоящим из трех последовательных стадий: воспаление, пролиферация клеток и ремоделирование тканей. Воспаление сопровождается гемостазом, во время которого образуется «матрица» будущей ткани – фибриновый тромб. Циркулирующие иммунные клетки (нейтрофилы, макрофаги, моноциты, тучные клетки и регуляторные Т-клетки) проникают в этот матрикс, удаляют омертвевшие ткани и элиминируют из тканей инфекционные агенты. В стадии пролиферации рекрутируются фибробласты, которые выделяют коллаген и образуют грануляционную ткань, внутри которой происходит процесс ангиогенеза и созревания клеток. Этап пролиферации сопровождается эпителизацией раны [5].

Одними из факторов гуморального иммунитета, участвующих в контроле течения воспалительного процесса, являются цитокины. Эти эффекторные молекулы опосредуют межклеточную коммуникацию при воспалении, иммунных процессах, кроветворении, эпителизации дефектов; они также способны регулировать силу и длительность иммунного ответа [6].

Данные последних исследований свидетельствуют о том, что цитокины, в том числе детектируемые в слюне, могут позволить оценить не только течение системных заболеваний, но и состояние полости рта [7].

Согласно работам А.В. Гуськова и соавт. (2023), С.В. Чуйкина и соавт. (2022) и др., ключевыми про- и противовоспалительными цитокинами при оперативных вмешательствах в челюстно-лицевой области, которые влияют на процесс заживления раневого дефекта и рубцевание тканей, являются IL-1β, IL-10 и TNFα [3, 8, 9].

Цитокины слюны связаны с воспалением полости рта, что делает их потенциальными биомаркерами для диагностики заболеваний и/или оценки эффективности применяемого лечения в стоматологической практике [10]. Благодаря простоте сбора образцов слюны, определение цитокинов в ней может стать полезным и широко распространенным методом контроля течения послеоперационного периода в условиях проводимых хирургических манипуляций [11].

В нашем исследовании мы сопоставим клиническую картину течения послеоперационного периода и уровень IL-10, IL-1β и TNFα при заживлении слизистой оболочки после проведения вестибулопластики в области дентальных имплантатов различными инструментами альтерации – скальпелем и лазером.

Цель – провести оценку уровня белковой продукции цитокинов IL-1β, TNFα и IL-10 в супернатанте смешанной слюны и степень выраженности боли и коллатерального отека в динамике заживления раневого дефекта у пациентов, которым была проведена вестибулопластика скальпелем и лазером.

Материалы и методы

На кафедре хирургической стоматологии Института стоматологии им. Е.В. Боровского было прооперировано 16 пациентов, у которых, согласно критериям включения, была выявлена ширина зоны прикрепленной кератинизированной слизистой оболочки в области дентальных имплантатов менее 2 мм.

Средний возраст пациентов группы контроля составил 39,4±7,63 года, средний возраст пациентов группы сравнения – 46,2±9,39 года, 8 мужчин (50%) и 8 женщин (50%). Все пациенты были сопоставимы по полу и возрасту и имели одинаковую возможность получить хирургическое лечение как с применением скальпеля, так и с применением лазерных технологий (контрольная группа – скальпель, n = 10; группа сравнения – лазер, n = 6). Было проведено проспективное, нерандомизированное, продольное, одноцентровое исследование в параллельных группах. Данная публикация является оригинальным исследованиям в рамках диссертации на соискание ученой степени кандидата медицинских наук, на которое выдано заключение локальным этическим комитетом Сеченовского Университета № 28-24 от 21.11.2024.

Для оценки выраженности болевого синдрома на 1-е, 3-и, 5-е и 7-е сутки использовали десятибалльную визуально-аналоговую шкалу боли (ВАШ, Visual Analog Scale, VAS), где интенсивность боли выражена в баллах от 0 до 10 (0 баллов – боль отсутствует, 10 баллов – непереносимая боль). Интенсивность коллатерального отека мягких тканей оценивали на 1-е, 3-и и 5-е сутки с применением балльной системы, предложенной M. Tonetti и соавт. (2023), где 0 – отсутствие отека, 1 – незначительный отек, 2 – умеренный отек, 3 – выраженный отек [15].

Ход операции: вестибулопластика скальпелем проводилась по стандартной методике Irving Glickman. Лазерная операция проводилась диодным лазером Doctor Smile Simpler с длинной волны 980 нм (Lambda SpA, Италия) на всех этапах. Особенность оперативного вмешательства заключалось в том, что забор трансплантата с области неба также проводился лазерным лучом в импульсно-периодическом режиме мощностью 1,2 Вт.

Для определения белковой продукции про- и противовоспалительных цитокинов (IL-1β, TNFα и IL-10) методом иммуноферментного анализа производили забор образцов нестимулированной смешанной слюны. Образцы забирали до оперативного вмешательства, а также в период осмотров на 1-е, 2-е, 3-и, 5-е и 7-е сутки в течение 5 минут путем сплевывания в пластиковый эппендорф (Yancheng Huida Medical, Китай). Образцы хранили при температуре минус 70 °С. После однократного размораживания образцы центрифугировали и отделяли надосадочную жидкость (супернатант) по методу Вавиловой Т.П. [1]. Стандартизацию образцов слюны проводили по общему белку в пробе. Концентрацию белка определяли на спектрофотометре (NanoDrop 2000, Thermo Fisher, США) до проведения экспериментального исследования. Количественное определение уровня IL-1β, IL-10, TNFα в супернатанте смешанной слюны проводили твердофазным иммуноферментным методом с помощью тест-системы АО «Вектор-Бест» (Россия) согласно прилагаемой инструкции. Данные представлены в виде пг аналита на мг общего белка.

Статистическую обработку полученных данных проводили с помощью компьютерной программы STATISTICA 11.0 (StatSoft Inc., США). Были определены: максимальное, минимальное и среднее значения показателей, стандартное отклонение, медиана, интерквартильные размахи.

После проверки нормальности распределения выборки, сравнение показателей боли и коллатерального отека производили с помощью параметрического показателя Т-критерий Стьюдента. Сравнение экспрессии про- и противовоспалительных цитокинов между двумя группами производили с помощью непараметрических критериев Манна–Уитни и Краскела–Уоллиса. Результаты считались статистически значимыми при p < 0,05.

Результаты и обсуждение

Снижение дискомфорта пациентов в период реабилитации и отсутствие боли в области оперативного вмешательства способствует более быстрому возвращению пациентов к трудовой деятельности. Для сокращения сроков послеоперационного восстановления, ключевым фактором которого является выраженность болевого синдрома, должны совершенствоваться методики хирургических манипуляций и применяться новые инструменты альтерации.

У группы пациентов, прооперированных скальпелем, пик боли соответствовал 1-м суткам после оперативного вмешательства, с плавным снижением на 7-е сутки. У группы пациентов, прооперированных лазером, пик боли приходился на 2-е сутки после оперативного вмешательства с резким снижением на 3-и сутки. К 7-м суткам болевая симптоматика отсутствовала полностью.

При попарном сравнении на каждом сроке уровня боли пациентов у группы контроля и сравнения по Т-критерию для независимых выборок выявлено статистически значимые различия на 3-и сутки (p < 0,035844) и 7-е сутки (p < 0,041209), что свидетельствует о более комфортном течении послеоперационного периода и сокращении сроков реабилитации пациентов (до 5 дней) при использовании лазера в качестве инструмента альтерации.

Степень травматичности воздействия инструмента на мягкие ткани положительно коррелирует с выраженностью воспалительной симптоматики (коллатерального отека).

При попарном сравнении уровня коллатерального отека у пациентов обеих групп на каждом сроке по Т-критерию для независимых выборок, выявлено статистически значимые различия на 3-и сутки (p < 0,048072) результат значим при p < 0,05.

Далее в работе проводился анализ цитокинового профиля слюны, который позволил оценить характер течения оперативного вмешательства, прогнозировать его исход, оценить эффективность и безопасность хирургического лечения.

В работе было проведено исследование уровня цитокинов IL-1β, так как, согласно литературным источникам, данный провоспалительный цитокин обеспечивает антимикробные функции нейтрофилов, ускоряет элиминацию патогенной микрофлоры из раны, способствует высвобождению оксида азота и матриксных металлопротеиназ из тканей, индуцирует фибробласты к секреции кератиноцитарного фактора роста, фактора роста фибробластов-7 (FGF-7), IL-6, гранулоцитарно-макрофагального колониестимулирующего фактора (GM-CSF) и гепатоцитарного фактора роста, а следовательно, влияет на заживления раневого дефекта, рубцевание тканей и выраженность болевой симптоматики в послеоперационном периоде [12].

Динамика показателей уровня IL-1β по суткам у пациентов группы контроля и сравнения представлены на рисунке 1.

 

Рисунок 1. Динамика показателей уровня IL-1β по суткам у пациентов группы контроля (скальпель) и сравнения (лазер). Примечание. Данные представлены в виде медианных значений концентраций (в пг аналита на 1 мг общего белка в пробе). Синими звездочками указаны достоверные отличия для группы «скальпель», красными – для группы «лазер». * – p < 0,05; ** – p < 0,01.

Figure 1. Dynamics of IL-1β levels by day in patients of the control (scalpel) and comparison (laser) groups. Note. The data are presented as median concentration values in pg of analyte per 1 mg of total protein in the sample). Blue asterisks indicate significant differences for the scalpel group, red ones – for the laser group. *, p < 0.05; **, p < 0.01.

 

При попарном сравнении различных подходов (скальпель и лазер) для IL-1β на 3-и сутки после оперативного вмешательства показано достоверное различие. Так, на 3-и сутки для пациентов группы контроля минимальное значение IL-1β составило 2,956 пг/мг, максимальное – 371,4 пг/ мг, медиана – 56,22 пг/мг. Для пациентов группы сравнения минимальное значение составило – 0,4050 пг/мг, максимальное – 25,67 пг/мг, медиана – 16,32 пг/мг. Полученные данные коррелируют с высокой оценкой на 3-и сутки уровня боли и коллатерального отека у группы пациентов, получившей лечение классическим инструментом альтерации – скальпелем.

TNFα, обладая провоспалительным действием, уменьшает количество коллагена, гидроксипролина и грануляционной ткани в ранах, приводя к нарушению их заживления и при высоком уровне индуцирует эпителиально-мезенхимальный переход в клетках, инициируя фиброзное состояние. В нашем исследовании на 3-и сутки для пациентов группы контроля минимальное значение TNFα составило 4,814 пг/мг, максимальное – 90,76 пг/мг, медиана – 11,31 пг/мг. Для пациентов группы сравнения минимальное значение составило 14,02 пг/мг, максимальное – 83,60 пг/мг, медиана – 20,89 пг/мг.

Полученные данные противоречат литературным источникам (M. Kramer и соавт., 2009; P. Morris и соавт., 2020), согласно которым TNFα сенсибилизируют первичные афферентные ноцицепторы, тем самым повышая болевую симптоматику в послеоперационном периоде, однако, как было сказано выше, у пациентов, вестибулопластика которым была проведена лазером, на эти сутки болевой синдрома выражен менее ярко, чем у пациентов группы контроля с классическим инструментом альтерации [13, 14].

Основным цитокином, приводящим к прекращению воспалительного иммунного ответа, как непосредственно путем подавления активности макрофагов и дендритных клеток, так и косвенно, ограничивая активацию, дифференцировку и эффекторную функцию Т-клеток и способствуя периферической толерантности, является IL-10. В ранах кожных покровов IL-10 способствует регенеративному восстановлению тканей за счет STAT3-зависимой регуляции синтеза гиалурона, специфичного для фибробластов, рекрутирует эндотелиальные клетки-предшественники (EPC), приводит к увеличению сосудистых структур и более быстрой реэпителизации, позволяя развиваться физиологически нормальной ткани без избыточного фиброза [16]. Динамика изменения показателей IL-10 у пациентов группы контроля и сравнения представлены на рисунке 2.

 

Рисунок 2. Динамика показателей уровня IL-10 по суткам у пациентов группы контроля (скальпель) и сравнения (лазер). Примечание. Данные представлены в виде медианных значений концентраций (в пг аналита на 1 мг общего белка в пробе).

Figure 2. Dynamics of IL-10 level indicators by day in patients of the control (scalpel) and comparison (laser) groups. Note. The data are presented as median concentration values in pg of analyte per 1 mg of total protein in the sample).

 

У пациентов группы контроля отмечали резкое снижение уровня противовоспалительного цитокина IL-10 к 3-м суткам после оперативного вмешательства, а у пациентов группы сравнения (лазер) отмечали плавное изменение показателей уровня цитокина к 7-м суткам. Полученные результаты сопоставимы с приведенными выше клиническими показателями боли и коллатерального отека и свидетельствуют о выраженном иммуномодулирующем воздействии лазерного излучения.

Выводы

Провоспалительные цитокины, детектируемые в слюне, могут выступать в качестве маркеров, свидетельствующих о течении послеоперационного периода, и позволят создать новый персонализированный прогностический подход к ведению пациентов стоматологического профиля. Принимая во внимание все параметры оценки способов хирургического вмешательства: достоверно значимые различия в уровне боли на 3-и (p < 0,035844) и 5-е (p < 0,041209) сутки, коллатерального отека на 3-и сутки (p < 0,048072), уровня IL-1β на 3-и сутки (медиана для пациентов группы скальпеля – 56,22 пг/мг, для группы лазера – 16,32 пг/мг), при выполнении вестибулопластики целесообразнее проведение манипуляций с применением лазерных технологий.

About the authors

O. A. Svitich

I. Mechnikov Research Institute for Vaccines and Sera; I. Sechenov First Moscow State Medical University (Sechenov University)

Email: medikas97@mail.ru

PhD, MD (Medicine), Professor, Full Member, Russian Academy of Sciences, Head, Laboratory of Molecular Immunology, Director, Professor, Department of Microbiology, Virology, and Immunology named after аcademician A.A. Vorobyov

Russian Federation, Moscow; Moscow

S. A. Kalinin

I. Sechenov First Moscow State Medical University (Sechenov University)

Author for correspondence.
Email: medikas97@mail.ru

Postgraduate Student, Department of Surgical Dentistry, E. Borovsky Institute of Dentistry

Russian Federation, Moscow

S. V. Tarasenko

I. Sechenov First Moscow State Medical University (Sechenov University)

Email: medikas97@mail.ru

PhD, MD (Medicine), Professor, Head, Department of Surgical Dentistry, E. Borovsky Institute of Dentistry

Russian Federation, Moscow

E. P. Bystritskaya

I. Mechnikov Research Institute for Vaccines and Sera

Email: medikas97@mail.ru

PhD (Medicine), Employee, Laboratory of Molecular Immunology

Russian Federation, Moscow

References

Supplementary files