Kasvojen implantit ja biomateriaalit

Implantaatioon käytettävän biomateriaalin valintapäätös edellyttää materiaalin ja kudoksen välisten vuorovaikutusten histopatologian sekä isännän vasteen ymmärtämistä. Kaikki implanttimateriaalit indusoivat sidekudoskapselin muodostumisen, joka luo esteen implantin ja isännän välille. Haittavaikutukset ovat seurausta ratkaisemattomasta tulehdusreaktiosta implantoituun materiaaliin. Implantin käyttäytyminen riippuu myös implantaatiokohdan konfiguraatio-ominaisuuksista, kuten päällä olevan ihon paksuudesta, kudoskerroksen arpeutumisesta ja alla olevan luun rakenteesta, jotka voivat luoda olosuhteet implantin epävakaudelle. Esimerkiksi syvemmällä sijaitsevat ja paksun pehmytkudoskerroksen peittämät implantit paljastuvat tai siirtyvät harvemmin paikaltaan. Muut tärkeät tekijät, kuten hematooman, serooman ja infektion ehkäisy sekä leikkauksen aikana että sen jälkeen, edistävät implantin ja isännän välisten vuorovaikutusten ehkäisyä ja implantin vakauden parantamista.

Ihanteellinen implantti

Ihanteellisen implanttimateriaalin tulisi olla kustannustehokas, myrkytön, ei-antigeeninen, ei-karsinogeeninen, vastaanottajalle hyväksyttävä ja infektionkestävä. Sen tulisi myös olla inertti, helposti muovattava, taipuisa, helppo implantoida ja säilyttää pysyvästi alkuperäinen muotonsa. Sen tulisi olla helposti muovattavissa ja säädettävissä vastaanottajan tarpeiden mukaan leikkauksen aikana vaarantamatta implantin eheyttä, ja sen tulisi kestää lämpösterilointia.

Suotuisat pintaominaisuudet ovat välttämättömiä implantin asettamiselle ja stabiloinnille; paradoksaalisesti tämä myös helpottaa huomattavasti poistoa ja vaihtoa vahingoittamatta ympäröiviä kudoksia. Implantin immobilisointi tarkoittaa, että se kiinnitetään paikalleen potilaan eliniäksi. Implanttimateriaalit, kuten silikonielastomeeri, indusoivat ympäröivän kapselin muodostumisen, joka pitää implantin paikallaan, kun taas huokoinen polytetrafluoroeteeni (ePTFE), joka on vähemmän kapseloitu, kiinnittyy ja kudoksen sisäänkasvu on vähäistä. Jokainen materiaalin vuorovaikutustyyppi vastaanottavan organismin kanssa tarjoaa erityisiä etuja erilaisissa kliinisissä tilanteissa. Materiaalit, jotka aiheuttavat merkittävää kudoksen sisäänkasvua ja pysyvää kiinnitystä, ovat usein ei-toivottuja, varsinkin jos potilas haluaa muuttaa korjausta seuraavina vuosina. Silikonin luonnollinen kapselointiprosessi ja minimaalinen pinnan sisäänkasvu ePTFE-implanteissa varmistavat liikkumattomuuden ja mahdollistavat implanttien vaihtamisen vahingoittamatta ympäröiviä pehmytkudoksia.

Ihanteellisessa implantin muodossa tulisi olla kapenevat reunat, jotka sulautuvat viereiseen luupintaan luoden ei-käsin kosketeltavan ja huomaamattoman siirtymän ympäröivään vastaanottajavyöhykkeeseen. Muovi-implantti, joka mukautuu hyvin alla oleviin rakenteisiin, muuttuu entistä vähemmän liikkuvaksi. Sen ulkopinnan muodon tulisi jäljitellä alueen luonnollista anatomista rakennetta. Uusi silikoni-implantti Conform (Implantech Associates, USA) on suunniteltu parantamaan yhteensopivuutta alla olevan luupinnan kanssa. Esimerkiksi uudentyyppisellä verkkopinnalla valetut implantit vähentävät silikonielastomeerin muotomuistia ja parantavat sen joustavuutta. Parempi mukautuvuus epätasaisiin luupintoihin vähentää siirtymisen todennäköisyyttä ja estää kuolleen tilan muodostumisen implantin ja alla olevan luun väliin. Uudelleen herännyt kiinnostus biomateriaalien tutkimukseen ja kehitykseen on johtanut komposiitti-implanttien (jotka koostuvat silikonista ja ePTFE:stä) kehittämiseen, jotka lupaavat yhdistää molempien biomateriaalien edut kasvokirurgiassa käytettäessä (henkilökohtainen viestintä, Implantech Associates ja Gore, 1999).

Biomateriaalit implantteihin

• Polymeerimateriaalit / monoliittiset polymeerit
  • Silikonipolymeerit

Silikonilla on ollut pitkä ja laaja kliininen historia 1950-luvulta lähtien, ja sillä on ollut johdonmukainen ja erinomainen turvallisuus-/tehokkuusprofiili. Silikonin kemiallinen nimi on polysiloksaani. Tällä hetkellä vain silikonielastomeeria voidaan prosessoida yksilöllisesti 3D-tietokonemallinnuksen ja CAD/CAM-teknologian (tietokoneavusteinen suunnittelu/tietokoneavusteinen valmistus) avulla. Valmistusominaisuuksilla on vaikutusta tuotteen vakauteen ja puhtauteen. Esimerkiksi mitä kovempi implantti on, sitä vakaampi se on. Implantti, jonka durometrikovuus on alle 10, lähestyy geelin ominaisuuksia ja ajan myötä "etsautuu" tai menettää osan sisäisestä molekyylikoostumuksestaan. Useimmat silikonigeelirintaimplanttien viimeaikaiset tutkimukset eivät kuitenkaan ole osoittaneet objektiivisia yhteyksiä silikonin ja skleroderman, systeemisen lupus erythematosuksen, systeemisen vaskuliitin, kollagenoosien tai muiden autoimmuunisairauksien kehittymisen välillä. Tiivis silikonielastomeerillä on korkea kemiallinen inerttiysaste, se on hydrofobinen, erittäin stabiili eikä aiheuta myrkyllisiä tai allergisia reaktioita. Kudosreaktio tiheään silikonielastomeeriin on ominaista kuitukapselin muodostuminen ilman kudoksen sisäänkasvua. Epästabiilisuuden tai riittävän pehmytkudospeitteen puuttuessa implantti voi aiheuttaa kohtalaista, lievää tulehdusta ja mahdollisesti serooman muodostumista. Kapselin kutistuminen ja implantin muodonmuutos ovat harvinaisia, ellei implanttia ole asetettu liian pinnalle tai se ole siirtynyt kohti päällä olevaa ihoa.

• • Polymetyylimetakrylaatti (akryyli)polymeeri

Polymetyylimetakrylaattipolymeeri toimitetaan jauheseoksena, ja katalysoitaessa siitä tulee erittäin kovaa materiaalia. Akryyli-implanttien jäykkyys ja kovuus ovat ongelma monissa tilanteissa, joissa suuria implantteja on asetettava pienten reikien läpi. Valmiin implantin sovittaminen alla olevan luun muotoon on vaikeaa.

• • Polyeteeni

Polyeteeniä voidaan valmistaa useilla eri koostumuksilla; tällä hetkellä suosituin muoto on huokoinen. Huokoinen polyeteeni, joka tunnetaan myös nimellä Medpore (WL Gore, USA), on stabiili ja sillä on minimaalinen tulehdusreaktio. Se on kuitenkin tiheää ja vaikeasti muovattavaa. Polyeteenin huokoisuus mahdollistaa merkittävän sidekudoksen sisäänkasvun, mikä varmistaa hyvän implantin vakauden. Sitä on kuitenkin erittäin vaikea poistaa vahingoittamatta ympäröivää pehmytkudosta, varsinkin jos implantti sijaitsee alueilla, joilla on ohut pehmytkudoskerros.

• • Polytetrafluoroetyleeni

Polytetrafluoroetyleeni käsittää joukon materiaaleja, joilla on oma kliinisen käyttöhistoriansa. Tunnettu tuotemerkki oli Poroplast, jota ei enää valmisteta Yhdysvalloissa sen käyttöön leukanivelissä liittyvien komplikaatioiden vuoksi. Merkittävän mekaanisen rasituksen alaisena materiaali hajosi, minkä seurauksena seurasi voimakas tulehdus, infektio, johon liittyi paksun kapselin muodostuminen, ja lopulta materiaali irtosi tai irtosi.

• • Huokoinen polytetrafluorieteeni

Tätä materiaalia valmistettiin alun perin sydän- ja verisuonikirurgiaan. Eläinkokeet ovat osoittaneet, että se mahdollistaa sidekudoksen rajoitetun sisäänkasvun ilman kapselin muodostumista ja minimaalisella tulehdusvasteella. Aikaan perustuva tulehdusvaste on verrattavissa suotuisasti moniin kasvojen muotoilussa käytettyihin materiaaleihin. Materiaalin on todettu sopivan ihonalaisen kudoksen lisäämiseen ja muotoiltujen implanttien valmistukseen. Koska kudoksen sisäänkasvua ei tapahdu merkittävästi, ePTFE:llä on etuja ihonalaisen kudoksen lisäämisessä, koska sitä voidaan muokata uudelleen ja poistaa infektion sattuessa.

• Ristisilloitettuja polymeerejä

Verkkopolymeerit, kuten Marlex (Davol, USA), Dacron ja Mersilene (Dow Corning, USA), tarjoavat samanlaisia etuja – niitä on helppo taittaa, ommella ja muotoilla. Ne kuitenkin mahdollistavat sidekudoksen sisäänkasvun, mikä vaikeuttaa verkon poistamista. Polyamidiverkko (Supramid) on nailonjohdannainen, joka on hygroskooppinen ja epästabiili in vivo. Se aiheuttaa heikon vierasesinereaktion, johon osallistuu monitumaisia jättisoluja, mikä ajan myötä johtaa implantin hajoamiseen ja imeytymiseen.

• Metallit

Metalleja ovat pääasiassa ruostumaton teräs, vitalium, kulta ja titaani. Muutamia tapauksia lukuun ottamatta, kuten yläluomien jousia tai hammastäytteitä, joissa käytetään kultaa, titaani on ensisijainen metalli pitkäaikaiseen implantointiin. Tämä johtuu sen korkeasta bioyhteensopivuudesta ja korroosionkestävyydestä, lujuudesta ja röntgensäteilyn minimaalisesta vaimennuksesta tietokonetomografian aikana.

• Kalsiumfosfaatti

Kalsiumfosfaattipohjaiset materiaalit eli hydroksiapatiitit eivät stimuloi luunmuodostusta, mutta ne tarjoavat substraatin, jolle luu voi kasvaa viereisiltä alueilta. Hydroksiapatiittikiteiden rakeista muotoa käytetään leukakirurgiassa alveolaarisen ulokkeen täydentämiseen. Materiaalin lohkomuotoa käytetään interpositioimplanttina osteotomialeikkauksissa. Hydroksiapatiitin on kuitenkin osoitettu olevan vähemmän sopiva augmentaatio- tai onlay-sovelluksiin sen haurauden, muovaamisen ja muotoilun vaikeuden sekä kyvyttömyyden sopeutua luun pinnan epätasaisuuksiin vuoksi.

Autograftit, homograftit ja ksenograftit

Autologisen luun, ruston ja rasvan kaltaisten autologisten siirteiden käyttöä haittaavat luovutuskohdan komplikaatiot ja luovuttajamateriaalin rajallinen saatavuus. Prosessoitua rustohomosiirrettä käytetään nenän rekonstruktioon, mutta se on altis resorptiolle ja fibroosille ajan myötä. Muita materiaaleja ja injektoitavia muotoja on saatavilla kaupallisesti.

Kudosteknologia ja bioyhteensopivien implanttien luominen

Viime vuosina kudosteknologiasta on tullut monitieteinen ala. Synteettisten yhdisteiden ominaisuuksia muokataan siten, että erillisten solujen aggregaatteja toimitetaan vastaanottajille, mikä voi luoda uutta toiminnallista kudosta. Kudosteknologia perustuu monien alojen edistysaskeliin, mukaan lukien luonnontieteet, kudosviljely ja elinsiirrot. Nämä tekniikat mahdollistavat solujen suspendoinnin, mikä tarjoaa kolmiulotteisen ympäristön kudosmatriisin muodostumiselle. Matriisi vangitsee solut, edistää ravinteiden ja kaasujen vaihtoa, ja myöhemmin muodostuu uutta kudosta hyytelömäisen materiaalin muodossa. Näiden uusien kudosteknologian periaatteiden perusteella on luotu useita rustoimplantteja. Näitä ovat olleet nivelrusto, henkitorven rengasrusto ja korvarusto. Ruiskulla annettuja alginaatti-injektioita on käytetty onnistuneesti ruston luomiseen in vivo vesikoureteraalisen refluksin hoitoon. Tämä johti epäsäännöllisen muotoisten rustosolujen pesien muodostumiseen, jotka estivät virtsan takaisinvirtauksen. Kudosteknologia voi tarjota tarkasti muotoiltua rustoa, ja parhaillaan kehitetään erityyppisiä muotoiltuja kasvoimplantteja, jotka koostuvat immuuniyhteensopivista soluista ja kudoskudoksesta. Tällaisten teknologioiden käyttöönotto vähentää komplikaatioiden määrää luovuttaja-alueilla ja, kuten alloplastisten implanttien kohdalla, lyhentää leikkausten kestoa.

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