Arcimplantátumok és bioanyagok

A beültetéshez használt bioanyag kiválasztásához meg kell érteni az anyag-szövet kölcsönhatások hisztopatológiáját, valamint a gazdaszervezet válaszreakcióját. Minden implantátumanyag kötőszöveti kapszula kialakulását idézi elő, amely gátat képez az implantátum és a gazdaszervezet között. A mellékhatások a beültetett anyagra adott megoldatlan gyulladásos válasz eredményei. Az implantátum viselkedése a beültetési hely konfigurációs jellemzőitől is függ, például a fedő bőr vastagságától, a szövetágy hegesedésétől és az alatta lévő csont felépítésétől, amelyek feltételeket teremthetnek az implantátum instabilitásához. Például a mélyebben elhelyezkedő és vastag lágyszövetréteggel borított implantátumok kisebb valószínűséggel válnak szabaddá vagy mozdulnak el. Más fontos tényezők, mint például a hematóma, szeróma és fertőzés megelőzése, mind intraoperatív, mind posztoperatív módon, hozzájárulnak az implantátum-gazdaszervezet kölcsönhatások megelőzéséhez és az implantátum stabilitásának növeléséhez.

Az ideális implantátum

Az ideális implantátum anyagnak költséghatékonynak, nem mérgezőnek, nem antigénnek, nem karcinogénnek, a recipiens számára elfogadhatónak és fertőzésállónak kell lennie. Emellett inertnek, könnyen formázhatónak, alakíthatónak, könnyen beültethetőnek és eredeti alakját tartósan megőrzőnek kell lennie. A műtét során könnyen átformálhatónak és a recipiens igényeihez igazíthatónak kell lennie anélkül, hogy az implantátum integritását veszélyeztetné, és ellenállónak kell lennie a hősterilizálással szemben.

A kedvező felszíni tulajdonságok elengedhetetlenek az implantátum behelyezéséhez és stabilizálásához; paradox módon ez nagyban megkönnyíti az eltávolítást és a cserét is a környező szövetek károsítása nélkül. Az implantátum immobilizálása azt jelenti, hogy az implantátum a beteg életében rögzül. Az olyan implantátumanyagok, mint a szilikon elasztomer, egy körülötte lévő kapszula kialakulását idézik elő, amely a helyén tartja az implantátumot, míg a kevésbé kapszulázott porózus politetrafluoretilén (ePTFE) minimális szövetbenövéssel rögzül. Az anyag és a recipiens szervezet közötti minden egyes kölcsönhatástípus specifikus előnyöket kínál a különböző klinikai helyzetekben. Azok az anyagok, amelyek jelentős szövetbenövekedést és tartós rögzítést okoznak, gyakran nemkívánatosak, különösen akkor, ha a beteg a következő években módosítani kívánja a korrekciót. A szilikon természetes kapszulázási folyamata és az ePTFE implantátumokban a minimális felszíni benövés biztosítja a mozgékonyságot, miközben lehetővé teszi az implantátumok cseréjét a környező lágy szövetek károsítása nélkül.

Az ideális implantátumforma kúpos szélekkel rendelkezik, amelyek összeolvadnak a szomszédos csontfelszínnel, nem tapintható, észrevehetetlen átmenetet hozva létre a környező befogadó zónával. Egy műanyag implantátum, amely jól alkalmazkodik az alatta lévő struktúrákhoz, még kevésbé mobilissá válik. Külső felületének alakjának utánoznia kell a terület természetes anatómiai konfigurációját. Az új Conform szilikon implantátumot (Implantech Associates, USA) úgy tervezték, hogy javítsa a kompatibilitást az alatta lévő csontfelszínnel. Például az új típusú hálós felülettel öntött implantátumok csökkentik a szilikon elasztomer alakmemóriáját és javítják rugalmasságát. Az egyenetlen csontfelszínekhez való jobb alkalmazkodóképesség csökkenti az elmozdulás valószínűségét, és megakadályozza a holt tér kialakulását az implantátum és az alatta lévő csont között. A bioanyagok kutatása és fejlesztése iránti megújult érdeklődés kompozit implantátumok (szilikonból és ePTFE-ből álló) kifejlesztéséhez vezetett, amelyek ígéretet tesznek arra, hogy mindkét bioanyag előnyeit ötvözik az arcsebészetben való alkalmazás során (személyes közlés, Implantech Associates és Gore, 1999).

Bioanyagok implantátumokhoz

• Polimer anyagok/monolitikus polimerek
  • Szilikon polimerek

Az 1950-es évek óta a szilikon széles körű klinikai alkalmazásának hosszú története van, következetesen kiváló biztonsági/hatékonysági profillal. A szilikon kémiai neve polisziloxán. Jelenleg csak a szilikon elasztomer dolgozható fel egyedileg 3D számítógépes modellezéssel és CAD/CAM (számítógéppel segített tervezés/számítógéppel segített gyártás) technológiával. A gyártási jellemzők hatással vannak a termék stabilitására és tisztaságára. Például minél keményebb az implantátum, annál stabilabb. Egy 10-nél kisebb durométeres keménységű implantátum megközelíti a gél tulajdonságait, és idővel "marat" vagy elveszíti belső molekuláris tartalmának egy részét. A szilikon gél mellimplantátumokkal kapcsolatos legújabb vizsgálatok azonban nem mutattak ki objektív összefüggéseket a szilikon és a szkleroderma, a szisztémás lupus erythematosus, a szisztémás vaszkulitisz, a kollagénózisok vagy más autoimmun betegségek kialakulása között. A sűrű szilikon elasztomer nagyfokú kémiai inertséggel rendelkezik, hidrofób, rendkívül stabil, és nem okoz toxikus vagy allergiás reakciókat. A sűrű szilikon implantátumra adott szöveti reakciót egy rostos kapszula kialakulása jellemzi, szöveti benövés nélkül. Instabilitás vagy megfelelő lágyszövet-bevonat nélküli elhelyezés esetén az implantátum mérsékelt, enyhe gyulladást és esetleg szerómaképződést okozhat. A tokzsugorodás és az implantátum deformációja ritka, kivéve, ha az implantátumot túl felületesen helyezik be, vagy a felette lévő bőr felé vándorol.

• • Polimetil-metakrilát (akril) polimer

A polimetil-metakrilát polimert porkeverékként szállítják, és katalizálva nagyon kemény anyaggá válik. Az akril implantátumok merevsége és keménysége sok olyan helyzetben problémát jelent, ahol nagy implantátumokat kell kis lyukakon keresztül behelyezni. A kész implantátumot nehéz az alatta lévő csont kontúrjához illeszteni.

• • Polietilén

A polietilén többféle konzisztenciában állítható elő; jelenleg a legnépszerűbb forma a porózus. A porózus polietilén, más néven Medpore (WL Gore, USA), stabil, minimális gyulladásos reakcióval. Ugyanakkor sűrű és nehezen formázható. A polietilén porozitása jelentős rostos szövet-benövekedést tesz lehetővé, ami jó implantátum-stabilitást biztosít. Azonban rendkívül nehéz eltávolítani a környező lágyszövetek károsítása nélkül, különösen akkor, ha az implantátum vékony lágyszövet-bevonattal rendelkező területeken található.

• • Politetrafluoretilén

A politetrafluoretilén olyan anyagok csoportját foglalja magában, amelyeknek saját klinikai felhasználási története van. Egy jól ismert márkanév a Poroplast volt, amelyet az Egyesült Államokban már nem gyártanak az állkapocsízületekben való alkalmazásával járó szövődmények miatt. Jelentős mechanikai igénybevétel hatására az anyag szétesett, majd intenzív gyulladás, vastag tok kialakulásával járó fertőzés, végül pedig kilökődés vagy eltávolítás következett be.

• • Porózus politetrafluoretilén

Ezt az anyagot eredetileg szív- és érrendszeri sebészetben való felhasználásra állították elő. Állatkísérletek kimutatták, hogy korlátozott kötőszöveti benövést tesz lehetővé, tokképződés nélkül, minimális gyulladásos válasszal. Az idővel követett gyulladásos válasz kedvezően összehasonlítható számos, az arc kontúrozásához használt anyaggal. Az anyag alkalmasnak bizonyult a bőr alatti szövetek növelésére és formázott implantátumok készítésére. A jelentős szövetbenövekedés hiánya miatt az ePTFE előnyökkel jár a bőr alatti szövetek növelésében, mivel fertőzés esetén újra módosítható és eltávolítható.

• térhálósított polimerek

Az olyan hálópolimerek, mint a Marlex (Davol, USA), a Dacron és a Mersilene (Dow Corning, USA), hasonló előnyökkel rendelkeznek – könnyen hajthatók, varrhatók és formázhatók; azonban lehetővé teszik a kötőszövet benövését, ami megnehezíti a háló eltávolítását. A poliamid háló (Supramid) egy nejlonszármazék, amely higroszkópos és instabil in vivo. Gyenge idegentest-reakciót vált ki, amely többmagvú óriássejteket érint, ami idővel az implantátum lebomlásához és felszívódásához vezet.

• Fémek

A fémek főként rozsdamentes acél, vitálium, arany és titán. Néhány esetet leszámítva, például felső szemhéjrugók vagy fogpótlások esetén, ahol aranyat használnak, a titán a választott fém a hosszú távú implantációhoz. Ez a magas biokompatibilitásnak és korrózióállóságnak, a szilárdságnak és a röntgensugárzás minimális csillapításának köszönhető a komputertomográfia során.

• Kalcium-foszfát

A kalcium-foszfát alapú anyagok, vagy hidroxiapatitok, nem serkentik a csontképződést, de olyan szubsztrátot biztosítanak, amelyre a csont a szomszédos területekről növekedhet. A hidroxiapatit kristályok szemcsés formáját a maxillofacial sebészetben alkalmazzák az alveoláris folyamat kiegészítésére. Az anyag tömb formáját interpozíciós implantátumként használják oszteotómiák során. A hidroxiapatit azonban kevésbé alkalmasnak bizonyult augmentációs vagy onlay alkalmazásokhoz törékenysége, formázhatósága és kontúrozási nehézségei, valamint a csontfelszín egyenetlenségeihez való alkalmazkodásképtelensége miatt.

Autograftok, homograftok és xenograftok

Az autológ csont, porc és zsír pótlásának lehetőségét akadályozzák a donorhelyi szövődmények és a donor anyagok korlátozott elérhetősége. A feldolgozott porc homograftot orrrekonstrukcióhoz használják, de idővel felszívódásnak és fibrózisnak van kitéve. Más anyagok és injektálható formák is kereskedelmi forgalomban kaphatók.

Szövetmérnökség és biokompatibilis implantátumok létrehozása

Az utóbbi években a szövetmérnökség interdiszciplináris területté vált. A szintetikus vegyületek tulajdonságait módosítják, hogy az elkülönített sejtek aggregátumait a recipiensekbe juttassák, ami új funkcionális szövetet hozhat létre. A szövetmérnökség számos területen elért eredményekre épül, beleértve a természettudományokat, a szövettenyésztést és a transzplantációt. Ezek a technikák lehetővé teszik a sejtek szuszpendálását, háromdimenziós környezetet biztosítva a szövetmátrix kialakulásához. A mátrix csapdába ejti a sejteket, elősegítve a tápanyagok és gázok cseréjét, majd új szövet kialakulását kocsonyás anyag formájában. Számos porcos implantátumot hoztak létre a szövetmérnökség ezen új elvei alapján. Ezek közé tartozott az ízületi porc, a légcsőgyűrű porca és a fülporc. Az alginát injekcióit, amelyeket fecskendővel adtak be, sikeresen alkalmazták porc in vivo létrehozására a vesicoureteralis reflux kezelésére. Ez szabálytalan alakú porcsejt-fészkek kialakulásához vezetett, amelyek megakadályozták a vizelet visszaáramlását. A szövetmérnökség precízen formált porcot tud biztosítani, és jelenleg különféle kontúrozott arcimplantátumokat fejlesztenek, amelyek immunkompatibilis sejtekből és intersticiális anyagból állnak. Az ilyen technológiák bevezetése csökkenti a donor területeken fellépő szövődmények számát, és – az alloplasztikus implantátumokhoz hasonlóan – a műtétek időtartamát is lerövidíti.

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