Näoimplantaadid ja biomaterjalid

Implantaadiks sobiva biomaterjali valiku otsus eeldab materjali ja koe vastastikmõju histopatoloogia ning peremeesorganismi reaktsiooni mõistmist. Kõik implantaadimaterjalid kutsuvad esile sidekoe kapsli moodustumise, mis loob implantaadi ja peremeesorganismi vahele barjääri. Kõrvaltoimed tulenevad implanteeritud materjalile reageerimata põletikulisest reaktsioonist. Implantaadi käitumine sõltub ka implanteerimiskoha konfiguratsioonilistest omadustest, nagu pealmise naha paksus, koekihi armistumine ja alusluu arhitektuur, mis võivad luua tingimused implantaadi ebastabiilsuseks. Näiteks sügavamal asuvad ja paksu pehmete kudede kihiga kaetud implantaadid paljastuvad või nihkuvad harvemini. Muud olulised tegurid, nagu hematoomide, seroomide ja infektsioonide ennetamine nii intraoperatiivselt kui ka postoperatiivselt, aitavad ennetada implantaadi ja peremeesorganismi vastastikmõjusid ning suurendada implantaadi stabiilsust.

Ideaalne implantaat

Ideaalne implantaadimaterjal peaks olema kulutõhus, mittetoksiline, mitteantigeenne, mittekantserogeenne, retsipiendile vastuvõetav ja infektsioonikindel. See peaks olema ka inertne, kergesti vormitav, tempermalmist, kergesti implanteeritav ja suutma püsivalt säilitada oma algset kuju. Seda peaks olema võimalik operatsiooni ajal retsipiendi piirkonna vajadustele vastavalt ümber vormida ja kohandada, ilma et see kahjustaks implantaadi terviklikkust, ning see peaks olema termilise steriliseerimise suhtes vastupidav.

Soodsad pinnaomadused on implantaadi paigutamiseks ja stabiliseerimiseks hädavajalikud; paradoksaalsel kombel hõlbustab see oluliselt ka eemaldamist ja asendamist ümbritsevaid kudesid kahjustamata. Implantaadi immobiliseerimine tähendab, et see fikseeritakse patsiendi eluks ajaks. Implantaadimaterjalid, näiteks silikoonelastomeerid, kutsuvad esile implantaati paigal hoidva ümbritseva kapsli moodustumise, samas kui poorne polütetrafluoroetüleen (ePTFE), mis on vähem kapseldatud, fikseeritakse minimaalse koe sissekasvuga. Iga materjali interaktsioonitüüp retsipientorganismiga pakub erinevates kliinilistes olukordades spetsiifilisi eeliseid. Materjalid, mis kutsuvad esile märkimisväärse koe sissekasvu ja püsiva fikseerimise, on sageli ebasoovitavad, eriti kui patsient soovib korrektsiooni järgnevatel aastatel muuta. Silikooni loomulik kapseldamisprotsess ja minimaalne pinna sissekasv ePTFE implantaatides tagavad liikumatuse, võimaldades samal ajal implantaate asendada ümbritsevaid pehmeid kudesid kahjustamata.

Ideaalsel implantaadi kuju peaks olema kooniliste servadega, mis sulanduvad külgneva luupinnaga, luues mittepalpeeritava ja märkamatu ülemineku ümbritsevasse retsipientitsooni. Plastist implantaat, mis kohandub hästi alusstruktuuridega, muutub veelgi vähem liikuvaks. Selle välispinna kuju peaks jäljendama piirkonna loomulikku anatoomilist konfiguratsiooni. Uus silikoonimplantaat Conform (Implantech Associates, USA) on loodud parandama ühilduvust alusluupinnaga. Näiteks vähendavad uut tüüpi võrkpinnaga valatud implantaadid silikoonelastomeeri kujumälu ja parandavad selle paindlikkust. Parem kohanemisvõime ebatasaste luupindadega vähendab nihkumise tõenäosust ja hoiab ära surnud ruumi tekkimise implantaadi ja alusluu vahel. Uus huvi biomaterjalide uurimise ja arendamise vastu on viinud komposiitimplantaatide (mis koosnevad silikoonist ja ePTFE-st) väljatöötamiseni, mis lubavad näokirurgias kasutamisel ühendada mõlema biomaterjali eelised (isiklik suhtlus, Implantech Associates ja Gore, 1999).

Biomaterjalid implantaatide jaoks

• Polümeermaterjalid / monoliitsed polümeerid
  • Silikoonpolümeerid

Alates 1950. aastatest on silikoonil pikk ja laialdane kliiniline kasutuskogemus, millel on järjepidev ja suurepärane ohutus-/tõhususprofiil. Silikooni keemiline nimetus on polüsiloksaan. Praegu saab ainult silikoonelastomeeri individuaalselt töödelda 3D-arvutimodelleerimise ja CAD/CAM-tehnoloogia (arvuti abil projekteerimise/tootmise) abil. Tootmisomadused mõjutavad toote stabiilsust ja puhtust. Näiteks, mida kõvem on implantaat, seda stabiilsem see on. Implantaat, mille duromeetri kõvadus on alla 10, läheneb geeli omadustele ja aja jooksul "söövitab" või kaotab osa oma sisemisest molekulaarsest koostisest. Siiski ei ole enamik silikoongeelist rinnaimplantaatide hiljutisi uuringuid näidanud objektiivseid seoseid silikooni ja sklerodermia, süsteemse erütematoosluupuse, süsteemse vaskuliidi, kollagenooside või muude autoimmuunhaiguste tekke vahel. Tihe silikoonelastomeeril on kõrge keemiline inerts, see on hüdrofoobne, äärmiselt stabiilne ega põhjusta toksilisi ega allergilisi reaktsioone. Koereaktsioon tihedale silikoonimplantaadile on iseloomulik kiulise kapsli moodustumine ilma koe sissekasvuta. Ebastabiilsuse või pehmete kudede piisava katmata jätmise korral võib implantaat põhjustada mõõdukat kerget põletikku ja võimalikku seroomide teket. Kapsli kontraktuur ja implantaadi deformatsioon on haruldased, välja arvatud juhul, kui implantaat on paigutatud liiga pealiskaudselt või on liikunud pealmise naha poole.

• • Polümetüülmetakrülaat (akrüül) polümeer

Polümetüülmetakrülaatpolümeer tarnitakse pulbrisegu kujul ja katalüüsimisel muutub see väga kõvaks materjaliks. Akrüülimplantaatide jäikus ja kõvadus on probleemiks paljudes olukordades, kus suuri implantaate on vaja sisestada läbi väikeste aukude. Valmis implantaati on raske alusluu kontuuriga sobitada.

• • Polüetüleen

Polüetüleeni saab toota erineva konsistentsiga; praegu on kõige populaarsem vorm poorne. Poorne polüetüleen, tuntud ka kui Medpore (WL Gore, USA), on stabiilne ja minimaalse põletikulise reaktsiooniga. Samas on see tihe ja raskesti vormitav. Polüetüleeni poorsus võimaldab märkimisväärset kiulise koe sissekasvu, mis tagab implantaadi hea stabiilsuse. Seda on aga äärmiselt raske eemaldada ümbritsevat pehmet kude kahjustamata, eriti kui implantaat asub õhukese pehmete kudede kattega piirkondades.

• • Polütetrafluoroetüleen

Polütetrafluoroetüleen hõlmab rühma materjale, millel on oma kliinilise kasutamise ajalugu. Tuntud kaubamärk oli Poroplast, mida Ameerika Ühendriikides enam ei toodeta selle kasutamisega seotud tüsistuste tõttu temporomandibulaarsetes liigestes. Märkimisväärse mehaanilise pinge all lagunes materjal, millele järgnes intensiivne põletik, infektsioon paksu kapsli moodustumisega ja lõpuks väljasaatmine või eemaldamine.

• • Poorne polütetrafluoroetüleen

Seda materjali toodeti algselt kasutamiseks südame-veresoonkonna kirurgias. Loomkatsed on näidanud, et see võimaldab sidekoe piiratud sissekasvu ilma kapsli moodustumiseta ja minimaalse põletikulise reaktsiooniga. Ajas jälgitav põletikuline reaktsioon on võrreldav paljude näo kontuurimiseks kasutatavate materjalidega. Materjal on osutunud sobivaks nahaaluse koe suurendamiseks ja vormitud implantaatide valmistamiseks. Kuna koe sissekasvu ei toimu oluliselt, on ePTFE-l nahaaluse koe suurendamisel eeliseid, kuna seda saab infektsiooni korral uuesti modifitseerida ja eemaldada.

• Ristseotud polümeerid

Võrkpolümeeridel nagu Marlex (Davol, USA), Dacron ja Mersilene (Dow Corning, USA) on sarnased eelised – neid on lihtne voltida, õmmelda ja vormida; aga need võimaldavad sidekoe sissekasvu, mis raskendab võrgu eemaldamist. Polüamiidvõrk (Supramid) on nailonist derivaat, mis on hügroskoopne ja in vivo ebastabiilne. See põhjustab nõrga võõrkehareaktsiooni, mis hõlmab mitmetuumalisi hiiglaslikke rakke, mis aja jooksul viib implantaadi lagunemiseni ja resorptsioonini.

• Metallid

Metallid on peamiselt roostevaba teras, vitalium, kuld ja titaan. Välja arvatud mõned juhud, näiteks ülemiste silmalaugude vedrud või hambarestauratsioonid, kus kasutatakse kulda, on titaan pikaajaliseks implanteerimiseks eelistatud metall. See on tingitud selle kõrgest biosobivusest ja korrosioonikindlusest, tugevusest ja röntgenkiirguse minimaalsest nõrgenemisest kompuutertomograafia ajal.

• Kaltsiumfosfaat

Kaltsiumfosfaadil põhinevad materjalid ehk hüdroksüapatiidid ei stimuleeri luu moodustumist, kuid pakuvad substraati, millele luu saab külgnevatest piirkondadest kasvada. Hüdroksüapatiidi kristallide granuleeritud vormi kasutatakse näo-lõualuu kirurgias alveolaarprotsessi suurendamiseks. Materjali plokkvormi kasutatakse osteotoomia puhul vaheimplantaadina. Siiski on hüdroksüapatiit osutunud vähem sobivaks augmentatsiooni või pealekandmise rakenduste jaoks oma hapruse, vormimise ja kontuurimise raskuste ning luupinna ebatasasustega kohanemisvõime puudumise tõttu.

Autotransplantaadid, homotransplantaadid ja ksenotransplantaadid

Autoloogse luu, kõhre ja rasva sarnaste autotransplantaatide kasutamist takistavad doonorkoha tüsistused ja doonormaterjali piiratud kättesaadavus. Töödeldud kõhre homotransplantaati kasutatakse nina rekonstrueerimiseks, kuid see resorptsioonile ja fibroosile aja jooksul vastuvõtlik. Muud materjalid ja süstitavad vormid on kaubanduslikult saadaval.

Koetehnoloogia ja bioühilduvate implantaatide loomine

Viimastel aastatel on koetehnoloogiast saanud interdistsiplinaarne valdkond. Sünteetiliste ühendite omadusi muudetakse, et toimetada eraldatud rakkude agregaate retsipientidesse, mis omakorda võib luua uusi funktsionaalseid kudesid. Koetehnoloogia põhineb edusammudel paljudes valdkondades, sealhulgas loodusteadustes, koekultuuris ja siirdamises. Need meetodid võimaldavad rakke suspendeerida, pakkudes kolmemõõtmelist keskkonda koe maatriksi moodustamiseks. Maatriks püüab rakud kinni, soodustades toitainete ja gaaside vahetust, millele järgneb uue koe moodustumine želatiinse materjali kujul. Nende uute koetehnoloogia põhimõtete põhjal on loodud mitmeid kõhreimplantaate. Nende hulka kuuluvad liigesekõhred, hingetoru rõngakõhred ja kõrvakõhred. Alginaadi süstimist süstlaga on edukalt kasutatud kõhre loomiseks in vivo vesikoureteraalse refluksi raviks. Selle tulemusel moodustusid ebakorrapärase kujuga kõhrerakkude pesad, mis takistasid uriini tagasivoolu. Koetehnoloogia abil saab luua täpselt vormitud kõhre ja praegu töötatakse välja mitmesuguseid kontuuriga näoimplantaate, mis koosnevad immuunsüsteemiga ühilduvatest rakkudest ja interstitsiaalsest ainest. Selliste tehnoloogiate kasutuselevõtt vähendab doonorpiirkondades tüsistuste arvu ja nagu alloplastiliste implantaatide puhul, lühendab see operatsioonide kestust.

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