Sejas implanti un biomateriāli

Lēmums par biomateriāla izvēli implantācijai prasa izpratni par materiāla un audu mijiedarbības histopatoloģiju, kā arī saimnieka reakciju. Visi implantu materiāli izraisa saistaudu kapsulas veidošanos, kas rada barjeru starp implantu un saimnieku. Nevēlamās reakcijas rodas neatrisinātas iekaisuma reakcijas uz implantēto materiālu rezultātā. Implanta uzvedība ir atkarīga arī no implantācijas vietas konfigurācijas īpašībām, piemēram, virsējās ādas biezuma, audu slāņa rētošanās un zemā kaula arhitektūras, kas var radīt apstākļus implanta nestabilitātei. Piemēram, implanti, kas atrodas dziļāk un pārklāti ar biezu mīksto audu slāni, retāk tiek atsegti vai pārvietoti. Citi svarīgi faktori, piemēram, hematomas, seromu un infekcijas novēršana gan intraoperatīvi, gan pēcoperācijas periodā, veicina implanta un saimnieka mijiedarbības novēršanu un implanta stabilitātes palielināšanos.

Ideāls implants

Ideālam implantu materiālam jābūt rentablam, netoksiskam, neantigēniskam, nekancerogēnam, pieņemamam recipientam un izturīgam pret infekcijām. Tam jābūt arī inertam, viegli formējamam, kaļamam, viegli implantējamam un spējīgam pastāvīgi saglabāt savu sākotnējo formu. Tam jābūt viegli pārveidojamam un pielāgojamam recipienta vietas vajadzībām operācijas laikā, neapdraudot implanta integritāti, un izturīgam pret termisko sterilizāciju.

Labvēlīgas virsmas īpašības ir būtiskas implantu ievietošanai un stabilizācijai; paradoksāli, bet tas arī ievērojami atvieglo izņemšanu un nomaiņu, nebojājot apkārtējos audus. Implanta imobilizācija nozīmē, ka tas tiks fiksēts vietā visu pacienta mūžu. Implantu materiāli, piemēram, silikona elastomērs, izraisa apkārtējās kapsulas veidošanos, kas notur implantu vietā, savukārt porains politetrafluoretilēns (ePTFE), kas ir mazāk iekapsulēts, tiek fiksēts ar minimālu audu ieaugšanu. Katrs materiāla mijiedarbības veids ar recipienta organismu piedāvā īpašas priekšrocības dažādās klīniskās situācijās. Materiāli, kas izraisa ievērojamu audu ieaugšanu un pastāvīgu fiksāciju, bieži vien ir nevēlami, īpaši, ja pacients vēlas mainīt korekciju turpmākajos gados. Silikona dabiskais iekapsulēšanas process un minimāla virsmas ieaugšana ePTFE implantos nodrošina nekustīgumu, vienlaikus ļaujot implantus nomainīt, nebojājot apkārtējos mīkstos audus.

Ideālai implanta formai jābūt ar konusveida malām, kas saplūst ar blakus esošo kaula virsmu, radot neaiztaustāmu, nemanāmu pāreju uz apkārtējo recipienta zonu. Plastmasas implants, kas labi pielāgojas pamatā esošajām struktūrām, kļūst vēl mazāk kustīgs. Tā ārējās virsmas formai jāimitē zonas dabiskā anatomiskā konfigurācija. Jaunais silikona implants Conform (Implantech Associates, ASV) ir izstrādāts, lai uzlabotu saderību ar pamatā esošo kaula virsmu. Piemēram, implanti, kas lieti ar jauna veida sieta virsmu, samazina silikona elastomēra formas atmiņu un uzlabo tā elastību. Labāka pielāgošanās spēja nelīdzenām kaulu virsmām samazina pārvietošanās iespējamību un novērš "mirušās telpas" veidošanos starp implantu un pamatā esošo kaulu. Atjaunotā interese par biomateriālu pētniecību un attīstību ir novedusi pie kompozītmateriālu implantu (kas sastāv no silikona un ePTFE) izstrādes, kas sola apvienot abu biomateriālu priekšrocības, izmantojot tos sejas ķirurģijā (personīga komunikācija, Implantech Associates un Gore, 1999).

Biomateriāli implantiem

• Polimēru materiāli/monolīti polimēri
  • Silikona polimēri

Kopš 20. gs. piecdesmitajiem gadiem silikonam ir plaša klīniskā pielietojuma vēsture ar nemainīgi izcilu drošības/efektivitātes profilu. Silikona ķīmiskais nosaukums ir polisiloksāns. Pašlaik tikai silikona elastomēru var individuāli apstrādāt, izmantojot 3D datormodelēšanu un CAD/CAM (datorizētas projektēšanas/datorizētas ražošanas) tehnoloģiju. Ražošanas īpašībām ir ietekme uz produkta stabilitāti un tīrību. Piemēram, jo cietāks ir implants, jo stabilāks tas ir. Implants, kura durometra cietība ir mazāka par 10, tuvojas gēla īpašībām un laika gaitā "iesala" vai zaudē daļu no sava iekšējā molekulārā satura. Tomēr jaunākie pētījumi par silikona gēla krūšu implantiem nav parādījuši objektīvas saiknes starp silikonu un sklerodermijas, sistēmiskās sarkanās vilkēdes, sistēmiskā vaskulīta, kolagenozes vai citu autoimūnu slimību attīstību. Blīvam silikona elastomēram ir augsta ķīmiskā inerce, tas ir hidrofobs, ārkārtīgi stabils un neizraisa toksiskas vai alerģiskas reakcijas. Audu reakcija uz blīvu silikona implantu ir raksturīga šķiedrainas kapsulas veidošanās bez audu ieaugšanas. Nestabilitātes vai ievietošanas gadījumā bez pietiekama mīksto audu pārklājuma implants var izraisīt mērenu, vieglu iekaisumu un, iespējams, seromas veidošanos. Kapsulas kontraktūra un implanta deformācija ir reta, ja vien implants nav ievietots pārāk virspusēji vai nav migrējis uz virsējo ādu.

• • Polimetilmetakrilāta (akrila) polimērs

Polimetilmetakrilāta polimērs tiek piegādāts kā pulvera maisījums, un katalizējot tas kļūst par ļoti cietu materiālu. Akrila implantu stingrība un cietība ir problēma daudzās situācijās, kad lieli implanti jāievieto caur maziem caurumiem. Gatavu implantu ir grūti pielāgot pamatā esošā kaula kontūrai.

• • Polietilēns

Polietilēnu var ražot dažādās konsistencēs; pašlaik vispopulārākā forma ir porains. Porains polietilēns, kas pazīstams arī kā Medpore (WL Gore, ASV), ir stabils ar minimālu iekaisuma reakciju. Tomēr tas ir blīvs un grūti veidojams. Polietilēna porainība nodrošina ievērojamu šķiedru audu ieaugšanu, kas nodrošina labu implanta stabilitāti. Tomēr to ir ārkārtīgi grūti noņemt, nebojājot apkārtējos mīkstos audus, īpaši, ja implants atrodas vietās ar plānu mīksto audu pārklājumu.

• • Politetrafluoretilēns

Politetrafluoretilēns ietver materiālu grupu ar savu klīniskās lietošanas vēsturi. Labi pazīstams zīmola nosaukums bija Poroplast, kas vairs netiek ražots Amerikas Savienotajās Valstīs komplikāciju dēļ, kas saistītas ar tā lietošanu temporomandibulārās locītavās. Ievērojamas mehāniskas slodzes ietekmē materiāls sadalījās, kam sekoja intensīvs iekaisums, infekcija ar biezas kapsulas veidošanos un galu galā izkrišana vai eksplantācija.

• • Porains politetrafluoretilēns

Šis materiāls sākotnēji tika ražots izmantošanai sirds un asinsvadu ķirurģijā. Pētījumi ar dzīvniekiem ir parādījuši, ka tas nodrošina ierobežotu saistaudu ieaugšanu, neveidojoties kapsulai un ar minimālu iekaisuma reakciju. Laika gaitā izsekotā iekaisuma reakcija ir labvēlīgāka salīdzinājumā ar daudziem materiāliem, ko izmanto sejas konturēšanai. Ir konstatēts, ka materiāls ir piemērots zemādas audu augmentācijai un formas implantu izgatavošanai. Tā kā nenotiek būtiska audu ieaugšana, ePTFE ir priekšrocības zemādas audu augmentācijā, jo to var pārveidot un noņemt infekcijas gadījumā.

• Šķērssaistīti polimēri

Līdzīgas priekšrocības ir tādiem sieta polimēriem kā Marlex (Davol, ASV), Dacron un Mersilene (Dow Corning, ASV) – tos ir viegli salocīt, sašūt un veidot; tomēr tie ļauj saistaudiem ieaugt, kas apgrūtina sieta izņemšanu. Poliamīda siets (Supramid) ir neilona atvasinājums, kas ir higroskopisks un nestabils in vivo. Tas izraisa vāju svešķermeņa reakciju, iesaistot daudzkodolu milzu šūnas, kas laika gaitā noved pie implanta degradācijas un rezorbcijas.

• Metāli

Metāli galvenokārt ir nerūsējošais tērauds, vitālijs, zelts un titāns. Izņemot dažus gadījumus, piemēram, augšējo plakstiņu atsperes vai zobu restaurācijas, kur tiek izmantots zelts, titāns ir izvēlētais metāls ilgtermiņa implantācijai. Tas ir saistīts ar tā augsto bioloģisko saderību un izturību pret koroziju, izturību un minimālu rentgena starojuma vājināšanos datortomogrāfijas laikā.

• Kalcija fosfāts

Kalcija fosfāta bāzes materiāli jeb hidroksiapatīti nestimulē kaulu veidošanos, bet tie nodrošina substrātu, uz kura kauls var augt no blakus esošajām zonām. Hidroksiapatīta kristālu granulētā forma tiek izmantota žokļu un sejas ķirurģijā, lai palielinātu alveolāro izaugumu. Materiāla bloka forma tiek izmantota kā starpposma implants osteotomijās. Tomēr ir pierādīts, ka hidroksiapatīts ir mazāk piemērots augmentācijai vai uzlikšanai tā trausluma, formēšanas un konturēšanas grūtību, kā arī nespējas pielāgoties kaula virsmas nelīdzenumiem dēļ.

Autotransplantāti, homotransplantāti un ksenotransplantāti

Autologu kaulu, skrimšļu un tauku transplantātu izmantošanu kavē donora vietas komplikācijas un ierobežotā donora materiāla pieejamība. Apstrādāts skrimšļa homotransplantāts tiek izmantots deguna rekonstrukcijai, taču laika gaitā tas ir pakļauts rezorbcijai un fibrozei. Citi materiāli un injicējamās formas ir pieejamas komerciāli.

Audu inženierija un bioloģiski saderīgu implantu izveide

Pēdējos gados audu inženierija ir kļuvusi par starpdisciplināru jomu. Sintētisko savienojumu īpašības tiek modificētas, lai nogādātu atdalītu šūnu agregātus recipientiem, kas var radīt jaunus funkcionālus audus. Audu inženierija balstās uz sasniegumiem daudzās jomās, tostarp dabaszinātnēs, audu kultūrā un transplantācijā. Šīs metodes ļauj šūnas suspendēt, nodrošinot trīsdimensiju vidi audu matricas veidošanai. Matrica iesprosto šūnas, veicinot barības vielu un gāzu apmaiņu, kā rezultātā veidojas jauni audi želejveida materiāla veidā. Pamatojoties uz šiem jaunajiem audu inženierijas principiem, ir izveidoti vairāki skrimšļa implanti. Tie ietver locītavu skrimšļus, trahejas gredzena skrimšļus un auss skrimšļus. Algināta injekcijas, ko ievada ar šļirci, ir veiksmīgi izmantotas, lai in vivo izveidotu skrimšļus vezikoureterālā refluksa ārstēšanai. Tā rezultātā izveidojās neregulāras formas skrimšļa šūnu ligzdas, kas novērsa urīna atpakaļplūsmu. Audu inženierija var nodrošināt precīzi veidotus skrimšļus, un pašlaik tiek izstrādāti dažādi konturēti sejas implanti, kas sastāv no imūnsistēmai saderīgām šūnām un intersticiālas vielas. Šādu tehnoloģiju ieviešana samazinās komplikāciju skaitu donoru zonās un, tāpat kā ar aloplastiskiem implantiem, saīsinās operāciju ilgumu.

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