Implantati za lice i biomaterijali

Odluka o izboru biomaterijala za implantaciju zahtijeva razumijevanje histopatologije interakcija materijala i tkiva, kao i odgovora domaćina. Svi implantatni materijali potiču stvaranje kapsule vezivnog tkiva koja stvara barijeru između implantata i domaćina. Nuspojave su rezultat neriješenog upalnog odgovora na implantirani materijal. Ponašanje implantata također ovisi o konfiguracijskim karakteristikama mjesta implantacije, kao što su debljina kože koja ga prekriva, ožiljke tkivnog sloja i arhitektura temeljne kosti, što može stvoriti uvjete za nestabilnost implantata. Na primjer, implantati smješteni dublje i prekriveni debelim slojem mekog tkiva imaju manju vjerojatnost da će biti izloženi ili pomaknut. Drugi važni čimbenici, poput sprječavanja hematoma, seroma i infekcije, i intraoperativno i postoperativno, doprinose sprječavanju interakcija implantata i domaćina te povećanju stabilnosti implantata.

Idealni implantat

Idealni materijal za implantat trebao bi biti isplativ, netoksičan, neantigen, nekancerogen, prihvatljiv za primatelja i otporan na infekcije. Također bi trebao biti inertan, lako se oblikuje, savitljiv, jednostavan za implantaciju i sposoban trajno zadržati svoj izvorni oblik. Trebao bi se lako preoblikovati i prilagoditi potrebama mjesta primatelja tijekom operacije, bez ugrožavanja integriteta implantata, te bi trebao biti otporan na toplinsku sterilizaciju.

Povoljne površinske karakteristike ključne su za postavljanje i stabilizaciju implantata; paradoksalno, to također uvelike olakšava uklanjanje i zamjenu bez oštećenja okolnog tkiva. Imobilizacija implantata znači da će biti fiksiran na mjestu doživotno. Materijali za implantate poput silikonskog elastomera potiču stvaranje okolne kapsule koja drži implantat na mjestu, dok je porozni politetrafluoroetilen (ePTFE), koji je manje enkapsuliran, fiksiran s minimalnim urastanjem tkiva. Svaka vrsta interakcije materijala s organizmom primatelja nudi specifične prednosti u različitim kliničkim situacijama. Materijali koji potiču značajno urastanje tkiva i trajnu fiksaciju često su nepoželjni, posebno ako pacijent želi promijeniti korekciju u sljedećim godinama. Prirodni proces enkapsulacije silikona i minimalno površinsko urastanje u ePTFE implantatima osiguravaju nepokretnost, a istovremeno omogućuju zamjenu implantata bez oštećenja okolnih mekih tkiva.

Idealni oblik implantata trebao bi imati sužene rubove koji se spajaju sa susjednom površinom kosti, stvarajući neopipljiv, neprimjetan prijelaz u okolnu zonu primatelja. Plastični implantat koji se dobro prilagođava temeljnim strukturama postaje još manje pokretan. Oblik njegove vanjske površine trebao bi oponašati prirodnu anatomsku konfiguraciju područja. Novi silikonski implantat Conform (Implantech Associates, SAD) dizajniran je kako bi poboljšao kompatibilnost s temeljnom površinom kosti. Na primjer, implantati lijevani s novom vrstom mrežaste površine smanjuju memoriju oblika silikonskog elastomera i poboljšavaju njegovu fleksibilnost. Bolja prilagodljivost neravnim površinama kostiju smanjuje vjerojatnost pomaka i sprječava stvaranje mrtvog prostora između implantata i temeljne kosti. Obnovljeni interes za istraživanje i razvoj biomaterijala doveo je do razvoja kompozitnih implantata (koji se sastoje od silikona i ePTFE-a) koji obećavaju kombinirati prednosti oba biomaterijala kada se koriste u kirurgiji lica (osobna komunikacija, Implantech Associates i Gore, 1999.).

Biomaterijali za implantate

• Polimerni materijali/monolitni polimeri
  • Silikonski polimeri

Od 1950-ih, silikon ima dugu povijest široke kliničke upotrebe s dosljednim, izvrsnim profilom sigurnosti/učinkovitosti. Kemijski naziv silikona je polisiloksan. Trenutno se samo silikonski elastomer može pojedinačno obrađivati pomoću 3D računalnog modeliranja i CAD/CAM (računalno potpomognuto projektiranje/računalno potpomognuta proizvodnja) tehnologije. Proizvodne karakteristike utječu na stabilnost i čistoću proizvoda. Na primjer, što je implantat tvrđi, to je stabilniji. Implantat koji ima tvrdoću durometra manju od 10 približava se svojstvima gela i s vremenom se "nagriza" ili gubi dio svog unutarnjeg molekularnog sadržaja. Međutim, najnovije studije silikonskih implantata za grudi nisu pokazale objektivne veze između silikona i razvoja skleroderme, sistemskog eritemskog lupusa, sistemskog vaskulitisa, kolagenoza ili drugih autoimunih bolesti. Gusti silikonski elastomer ima visok stupanj kemijske inertnosti, hidrofoban je, izuzetno stabilan i ne uzrokuje toksične ili alergijske reakcije. Reakcija tkiva na gusti silikonski implantat karakterizira se stvaranjem vlaknaste kapsule bez urastanja tkiva. U slučaju nestabilnosti ili postavljanja bez odgovarajućeg pokrivanja mekog tkiva, implantat može uzrokovati umjerenu upalu blagog stupnja i moguće stvaranje seroma. Kapsularna kontraktura i deformacija implantata su rijetke osim ako implantat nije postavljen previše površno ili je migrirao prema koži koja ga prekriva.

• • Polimetil metakrilat (akrilni) polimer

Polimer polimetil metakrilata isporučuje se kao praškasta smjesa i kada se katalizira, postaje vrlo tvrdi materijal. Krutost i tvrdoća akrilnih implantata problem su u mnogim situacijama gdje se veliki implantati moraju umetnuti kroz male rupe. Gotov implantat je teško prilagoditi konturi temeljne kosti.

• • Polietilen

Polietilen se može proizvoditi u različitim konzistencijama; trenutno je najpopularniji oblik porozni. Porozni polietilen, poznat i kao Medpore (WL Gore, SAD), stabilan je s minimalnom upalnom reakcijom. Međutim, gust je i teško ga je oblikovati. Poroznost polietilena omogućuje značajno urastanje vlaknastog tkiva, što osigurava dobru stabilnost implantata. Međutim, izuzetno ga je teško ukloniti bez oštećenja okolnog mekog tkiva, posebno ako se implantat nalazi u područjima s tankim slojem mekog tkiva.

• • Politetrafluoroetilen

Politetrafluoretilen obuhvaća skupinu materijala koji imaju vlastitu povijest kliničke upotrebe. Poznati naziv robne marke bio je Poroplast, koji se više ne proizvodi u Sjedinjenim Državama zbog komplikacija povezanih s njegovom upotrebom u temporomandibularnim zglobovima. Pod značajnim mehaničkim naprezanjem, materijal je bio podložan raspadanju nakon čega je uslijedila intenzivna upala, infekcija s stvaranjem debele kapsule i na kraju izbacivanje ili eksplantacija.

• • Porozni politetrafluoroetilen

Ovaj materijal je izvorno proizveden za upotrebu u kardiovaskularnoj kirurgiji. Studije na životinjama pokazale su da omogućuje ograničeno urastanje vezivnog tkiva, bez stvaranja kapsule i uz minimalan upalni odgovor. Vremenski praćeni upalni odgovor povoljno se uspoređuje s mnogim materijalima koji se koriste za konturiranje lica. Utvrđeno je da je materijal prikladan za povećanje potkožnog tkiva i za izradu oblikovanih implantata. Zbog nedostatka značajnog urastanja tkiva, ePTFE ima prednosti u povećanju potkožnog tkiva jer se može ponovno modificirati i ukloniti u slučaju infekcije.

• Umreženi polimeri

Mrežasti polimeri poput Marlexa (Davol, SAD), Dacrona i Mersilena (Dow Corning, SAD) imaju slične prednosti - lako se savijaju, šivaju i oblikuju; međutim, omogućuju urastanje vezivnog tkiva, što otežava uklanjanje mrežice. Poliamidna mrežica (Supramid) je derivat najlona koji je higroskopan i nestabilan in vivo. Uzrokuje slabu reakciju stranog tijela koja uključuje multinuklearne divovske stanice, što s vremenom dovodi do degradacije i resorpcije implantata.

• Metali

Metali su uglavnom nehrđajući čelik, vitalij, zlato i titan. Osim u nekoliko slučajeva, kao što su opruge gornjih kapaka ili zubne restauracije, gdje se koristi zlato, titan je metal izbora za dugotrajnu implantaciju. To je zbog njegove visoke biokompatibilnosti i otpornosti na koroziju, čvrstoće i minimalnog slabljenja rendgenskog zračenja tijekom kompjuterizirane tomografije.

• Kalcijev fosfat

Materijali na bazi kalcijevog fosfata ili hidroksiapatiti ne stimuliraju stvaranje kosti, ali pružaju supstrat na koji kost može rasti iz susjednih područja. Granulirani oblik kristala hidroksiapatita koristi se u maksilofacijalnoj kirurgiji za augmentaciju alveolarnog nastavka. Blokovski oblik materijala koristi se kao interpozicijski implantat u osteotomijama. Međutim, pokazalo se da je hidroksiapatit manje prikladan za augmentaciju ili onlay primjenu zbog svoje krhkosti, poteškoća u oblikovanju i konturiranju te nemogućnosti prilagodbe nepravilnostima na površini kosti.

Autotransplantati, homografti i ksenografti

Upotreba autograftova poput autologne kosti, hrskavice i masnog tkiva otežana je komplikacijama na mjestu donora i ograničenom dostupnošću donorskog materijala. Obrađeni hrskavični homograft koristi se za rekonstrukciju nosa, ali je s vremenom podložan resorpciji i fibrozi. Drugi materijali i injekcijski oblici komercijalno su dostupni.

Tkivno inženjerstvo i stvaranje biokompatibilnih implantata

Posljednjih godina, tkivno inženjerstvo postalo je interdisciplinarno područje. Svojstva sintetskih spojeva se modificiraju kako bi se agregati odvojenih stanica dostavili primateljima, što može stvoriti novo funkcionalno tkivo. Tkivno inženjerstvo temelji se na napretku u mnogim područjima, uključujući prirodne znanosti, kulturu tkiva i transplantaciju. Ove tehnike omogućuju suspenziju stanica, pružajući trodimenzionalno okruženje za stvaranje tkivne matrice. Matrica hvata stanice, potičući izmjenu hranjivih tvari i plinova, s naknadnim stvaranjem novog tkiva u obliku želatinoznog materijala. Brojni hrskavični implantati stvoreni su na temelju ovih novih principa tkivnog inženjerstva. To uključuje zglobnu hrskavicu, hrskavicu trahealnog prstena i hrskavicu uha. Injekcije alginata, primijenjene špricom, uspješno su korištene za stvaranje hrskavice in vivo za liječenje vezikoureteralnog refluksa. To je rezultiralo stvaranjem nepravilno oblikovanih gnijezda hrskavičnih stanica koje su sprječavale povratni tok urina. Tkivno inženjerstvo može pružiti precizno oblikovanu hrskavicu, a trenutno se razvijaju različite vrste konturiranih implantata za lice, koji se sastoje od imunološki kompatibilnih stanica i intersticijske tvari. Uvođenje takvih tehnologija smanjit će broj komplikacija u donorskim područjima i, kao i kod aloplastičnih implantata, skratiti trajanje operacija.

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