Obrazni vsadki in biomateriali

Odločitev o izbiri biomateriala za implantacijo zahteva razumevanje histopatologije interakcij med materialom in tkivom ter odziva gostitelja. Vsi materiali za implantate povzročajo nastanek kapsule vezivnega tkiva, ki ustvarja pregrado med implantatom in gostiteljem. Neželeni učinki so posledica nerešenega vnetnega odziva na vsajeni material. Obnašanje implantata je odvisno tudi od konfiguracijskih značilnosti mesta implantacije, kot so debelina kože, ki leži nad njo, brazgotinjenje tkivnega ležišča in arhitektura spodaj ležeče kosti, kar lahko ustvari pogoje za nestabilnost implantata. Na primer, implantati, ki se nahajajo globlje in so prekriti z debelo plastjo mehkega tkiva, so manj verjetno izpostavljeni ali premaknjeni. Drugi pomembni dejavniki, kot je preprečevanje hematomov, seromov in okužb, tako intraoperativno kot po operaciji, prispevajo k preprečevanju interakcij med implantatom in gostiteljem ter k povečanju stabilnosti implantata.

Idealni implantat

Idealni material za vsadke mora biti stroškovno učinkovit, netoksičen, neantigen, nekancerogen, sprejemljiv za prejemnika in odporen na okužbe. Prav tako mora biti inerten, enostavno oblikovan, voljen, enostaven za vsaditev in sposoben trajno ohraniti svojo prvotno obliko. Med operacijo ga je treba enostavno preoblikovati in prilagoditi potrebam prejemnikovega mesta, ne da bi pri tem ogrozili celovitost vsadka, in mora biti odporen na toplotno sterilizacijo.

Ugodne površinske lastnosti so bistvene za namestitev in stabilizacijo vsadka; paradoksalno pa to tudi močno olajša odstranitev in zamenjavo brez poškodb okoliških tkiv. Imobilizacija vsadka pomeni, da bo pritrjen na svoje mesto za vse življenje pacienta. Materiali za vsadke, kot je silikonski elastomer, povzročijo nastanek okoliške kapsule, ki drži vsadek na mestu, medtem ko se porozni politetrafluoroetilen (ePTFE), ki je manj enkapsuliran, fiksira z minimalnim vraščanjem tkiva. Vsaka vrsta interakcije materiala s prejemnim organizmom ponuja specifične prednosti v različnih kliničnih situacijah. Materiali, ki povzročajo znatno vraščanje tkiva in trajno fiksacijo, so pogosto nezaželeni, zlasti če želi pacient v naslednjih letih spremeniti korekcijo. Naravni proces enkapsulacije silikona in minimalno vraščanje površine v vsadkih ePTFE zagotavljata negibnost, hkrati pa omogočata zamenjavo vsadkov brez poškodb okoliških mehkih tkiv.

Idealna oblika vsadka bi morala imeti zožene robove, ki se zlivajo s sosednjo površino kosti in ustvarjajo neotipljiv, neopazen prehod v okoliško prejemniško območje. Plastični vsadek, ki se dobro prilagodi osnovnim strukturam, postane še manj mobilen. Oblika njegove zunanje površine bi morala posnemati naravno anatomsko konfiguracijo območja. Novi silikonski vsadek Conform (Implantech Associates, ZDA) je zasnovan tako, da izboljša združljivost s osnovno površino kosti. Na primer, vsadki, uliti z novo vrsto mrežaste površine, zmanjšajo spomin oblike silikonskega elastomera in izboljšajo njegovo prožnost. Boljša prilagodljivost neravnim kostnim površinam zmanjša verjetnost premika in prepreči nastanek mrtvega prostora med vsadkom in osnovno kostjo. Ponovno zanimanje za raziskave in razvoj biomaterialov je privedlo do razvoja kompozitnih vsadkov (sestavljenih iz silikona in ePTFE), ki obljubljajo združitev prednosti obeh biomaterialov pri uporabi v obrazni kirurgiji (osebna komunikacija, Implantech Associates in Gore, 1999).

Biomateriali za vsadke

• Polimerni materiali/monolitni polimeri
  • Silikonski polimeri

Silikon se že od petdesetih let prejšnjega stoletja pogosto uporablja v klinični praksi, kar zagotavlja dosleden in odličen profil varnosti/učinkovitosti. Kemijsko ime silikona je polisiloksan. Trenutno je mogoče samo silikonski elastomer individualno obdelovati z uporabo 3D-računalniškega modeliranja in tehnologije CAD/CAM (računalniško podprto načrtovanje/računalniško podprta proizvodnja). Proizvodne značilnosti vplivajo na stabilnost in čistost izdelka. Na primer, trši kot je vsadek, bolj stabilen je. Vsadek s trdoto na durometru manj kot 10 se približa lastnostim gela in sčasoma "jedka" ali izgubi del svoje notranje molekularne vsebine. Vendar pa najnovejše študije o silikonskih prsnih vsadkih niso pokazale objektivnih povezav med silikonom in razvojem skleroderme, sistemskega eritematoznega lupusa, sistemskega vaskulitisa, kolagenoz ali drugih avtoimunskih bolezni. Gosti silikonski elastomer ima visoko stopnjo kemične inertnosti, je hidrofoben, izjemno stabilen in ne povzroča strupenih ali alergijskih reakcij. Reakcijo tkiva na gost silikonski vsadek zaznamuje nastanek vlaknaste kapsule brez vraščanja tkiva. V primeru nestabilnosti ali namestitve brez ustrezne pokritosti mehkih tkiv lahko implantat povzroči zmerno blago vnetje in morebitno nastanek seroma. Kapsularna kontraktura in deformacija implantata sta redki, razen če je implantat nameščen preveč površinsko ali se je premaknil proti koži, ki leži nad njim.

• • Polimetil metakrilat (akrilni) polimer

Polimer polimetilmetakrilata se dobavlja kot praškasta mešanica in po kataliziranju postane zelo trd material. Togost in trdota akrilnih vsadkov sta problem v mnogih primerih, ko je treba velike vsadke vstaviti skozi majhne luknje. Končni vsadek je težko prilagoditi konturi kosti, ki leži pod njim.

• • Polietilen

Polietilen se lahko proizvaja v različnih konsistencah; trenutno je najbolj priljubljena oblika porozna. Porozni polietilen, znan tudi kot Medpore (WL Gore, ZDA), je stabilen z minimalno vnetno reakcijo. Vendar je gost in ga je težko oblikovati. Poroznost polietilena omogoča znatno vraščanje vlaknatega tkiva, kar zagotavlja dobro stabilnost vsadka. Vendar ga je izjemno težko odstraniti, ne da bi pri tem poškodovali okoliško mehko tkivo, še posebej, če se vsadek nahaja na območjih s tanko prevleko mehkega tkiva.

• • Politetrafluoroetilen

Politetrafluoroetilen zajema skupino materialov, ki imajo svojo zgodovino klinične uporabe. Znana blagovna znamka je bila Poroplast, ki pa se v Združenih državah Amerike ne proizvaja več zaradi zapletov, povezanih z njegovo uporabo v temporomandibularnih sklepih. Pod vplivom znatnih mehanskih obremenitev je bil material podvržen razpadu, ki mu je sledilo intenzivno vnetje, okužba z nastankom debele kapsule in na koncu izgon ali odstranitev.

• • Porozni politetrafluoroetilen

Ta material je bil prvotno proizveden za uporabo v kardiovaskularni kirurgiji. Študije na živalih so pokazale, da omogoča omejeno vraščanje vezivnega tkiva, brez nastajanja kapsule in z minimalnim vnetnim odzivom. Časovno sledenje vnetnega odziva se ugodno primerja s številnimi materiali, ki se uporabljajo za oblikovanje obraza. Ugotovljeno je bilo, da je material primeren za povečanje podkožnega tkiva in za izdelavo oblikovanih vsadkov. Zaradi pomanjkanja znatnega vraščanja tkiva ima ePTFE prednosti pri povečanju podkožnega tkiva, saj ga je mogoče v primeru okužbe ponovno modificirati in odstraniti.

• Zamreženi polimeri

Mrežni polimeri, kot so Marlex (Davol, ZDA), Dacron in Mersilene (Dow Corning, ZDA), imajo podobne prednosti – enostavno jih je zložiti, zašiti in oblikovati; vendar omogočajo vraščanja vezivnega tkiva, zaradi česar je odstranitev mrežice težka. Poliamidna mrežica (Supramid) je derivat najlona, ki je higroskopičen in nestabilen in vivo. Povzroča šibko reakcijo tujka, ki vključuje večjedrne celice velikanke, kar sčasoma vodi do razgradnje in resorpcije vsadka.

• Kovine

Kovine so večinoma nerjaveče jeklo, vitalij, zlato in titan. Razen v nekaj primerih, kot so vzmeti zgornjih vek ali zobne restavracije, kjer se uporablja zlato, je titan kovina izbire za dolgoročno vsaditev. To je zaradi njegove visoke biokompatibilnosti in odpornosti proti koroziji, trdnosti in minimalnega slabljenja rentgenskega sevanja med računalniško tomografijo.

• Kalcijev fosfat

Materiali na osnovi kalcijevega fosfata ali hidroksiapatiti ne spodbujajo nastajanja kosti, vendar zagotavljajo substrat, na katerega lahko kost raste iz sosednjih območij. Zrnata oblika kristalov hidroksiapatita se uporablja v maksilofacialni kirurgiji za augmentacijo alveolarnega odrastka. Blokasta oblika materiala se uporablja kot interpozicijski vsadek pri osteotomijah. Vendar se je izkazalo, da je hidroksiapatit manj primeren za augmentacijo ali onlay aplikacijo zaradi svoje krhkosti, težav pri oblikovanju in konturiranju ter nezmožnosti prilagajanja nepravilnostim na površini kosti.

Avtografti, homografti in ksenografti

Uporabo avtolognih presadkov, kot so avtologna kost, hrustanec in maščoba, ovirajo zapleti na mestu odvzema in omejena razpoložljivost donorskega materiala. Za rekonstrukcijo nosu se uporablja predelan hrustančni homograft, vendar je sčasoma podvržen resorpciji in fibrozi. Komercialno so na voljo tudi drugi materiali in injekcijske oblike.

Tkivno inženirstvo in izdelava biokompatibilnih vsadkov

V zadnjih letih je tkivno inženirstvo postalo interdisciplinarno področje. Lastnosti sintetičnih spojin se spreminjajo tako, da se agregati ločenih celic dostavijo prejemnikom, kar lahko ustvari novo funkcionalno tkivo. Tkivno inženirstvo temelji na napredku na številnih področjih, vključno z naravoslovjem, tkivnimi kulturami in presaditvami. Te tehnike omogočajo suspenzijo celic, kar zagotavlja tridimenzionalno okolje za nastanek tkivne matrice. Matrica ujame celice, kar spodbuja izmenjavo hranil in plinov, s čimer se nato oblikuje novo tkivo v obliki želatinastega materiala. Na podlagi teh novih načel tkivnega inženirstva je bilo ustvarjenih več hrustančnih vsadkov. Mednje spadajo sklepni hrustanec, hrustanec sapničnega obroča in hrustanec ušesa. Injekcije alginata, ki se dajejo z brizgo, so bile uspešno uporabljene za ustvarjanje hrustanca in vivo za zdravljenje vezikoureteralnega refluksa. To je povzročilo nastanek nepravilno oblikovanih gnezd hrustančnih celic, ki so preprečevale povratni tok urina. Tkivno inženirstvo lahko zagotovi natančno oblikovan hrustanec, trenutno pa se razvijajo različne vrste konturiranih obraznih vsadkov, ki so sestavljeni iz imunsko združljivih celic in intersticijske snovi. Uvedba takšnih tehnologij bo zmanjšala število zapletov na donorskih območjih in, tako kot pri aloplastičnih vsadkih, skrajšala trajanje operacij.

[ 1 ], [ 2 ], [ 3 ], [ 4 ], [ 5 ]