Implanty i biomateriały do twarzy

Decyzja o wyborze biomateriału do implantacji wymaga zrozumienia histopatologii interakcji materiału z tkankami, a także reakcji organizmu biorcy. Wszystkie materiały do implantacji powodują tworzenie się torebki tkanki łącznej, która tworzy barierę pomiędzy implantem a ciałem gospodarza. Działania niepożądane są konsekwencją nierozwiązanej reakcji zapalnej na wszczepiony materiał. Zachowanie implantu zależy również od charakterystyki konfiguracyjnej miejsca implantacji, takiej jak grubość skóry przykrywającej, bliznowacenie tkanki i architektury kości podskórnych, co może stworzyć warunki niestabilności implantu. Na przykład implanty położone głębiej i pokryte grubą warstwą tkanki miękkiej są rzadziej eksponowane lub przemieszczane. Inne ważne czynniki, takie jak zapobieganie powstawaniu krwiaków, szarej i zakażenia, zarówno podczas operacji, jak iw okresie pooperacyjnym, przyczyniają się do zapobiegania interakcji implantu z organizmem gospodarza i do zwiększenia stabilności implantu.

Idealny implant

Idealny materiał do implantacji powinien być opłacalny, nietoksyczny, nieantygenowy, nierakotwórczy, postrzegany przez organizm biorcy i odporny na infekcje. Musi być również obojętny, łatwo formowalny, elastyczny, łatwo wszczepialny i zdolny do ciągłego utrzymywania oryginalnego kształtu. Podczas zabiegu powinno być łatwo zmienić i dostosować się do potrzeb strefy biorcy, bez uszczerbku dla integralności implantu i być stabilne przy sterylizacji termicznej.

W przypadku instalacji i stabilizacji implantu ważne jest, aby mieć korzystne cechy powierzchni; paradoksalnie, ale znacznie ułatwia również usuwanie i wymianę bez uszkadzania otaczających tkanek. Immobilizacja implantu oznacza, że będzie on zamocowany w miejscu instalacji przez cały okres życia pacjenta. Materiały do implantacji, takich jak elastomer silikonowy, powstawanie otaczającego kapsułkę, która posiada implantu na miejscu, podczas gdy porowaty politetrafluoroetylenu (ePTFE), który jest zamknięty w mniejszym stopniu, z minimalną wrastania tkanki stałej. Każdy rodzaj interakcji materiału z organizmem biorcy daje pewne korzyści w różnych sytuacjach klinicznych. Materiały, które powodują znaczące wrastanie tkanek i trwałe utrwalenie są często niepożądane, szczególnie gdy chory chce zmienić korektę w kolejnych latach. Proces enkapsulacji naturalnego silikonu i minimalne wrastanie powierzchni do implantów z pPTPE zapewnia bezruch, umożliwiając jednocześnie wymianę implantów bez uszkadzania otaczających tkanek miękkich.

Idealny implant w formie powinien mieć krawędzie w kształcie klina, które łączą się z sąsiadującą powierzchnią kości, tworząc niewyczuwalne, niewrażliwe przejście do otaczającej strefy odbiorczej. Implant z tworzywa sztucznego, który dobrze dopasowuje się do leżących pod nim struktur, staje się jeszcze mniej mobilny. Kształt jej zewnętrznej powierzchni musi naśladować naturalną anatomiczną konfigurację tego obszaru. Nowy implant silikonowy Conform (Implantech Associates, USA) został zaprojektowany w celu poprawy kompatybilności z leżącą pod spodem powierzchnią kości. Na przykład implanty odlewane z nowym rodzajem powierzchni siatki, zmniejszają pamięć kształtu elastomeru silikonowego i poprawiają jego elastyczność. Lepsza adaptacja do nierównych powierzchni kostnych zmniejsza prawdopodobieństwo odchylenia i zapobiega powstawaniu martwej przestrzeni między implantem a leżącą pod spodem kością. Ponowne zainteresowanie w badania i rozwój w dziedzinie biomateriałów doprowadziło do powstania implantów kompozytowych (składającego się z silikonu i ePTFE), które obiecują do zastosowania w dziedzinie chirurgii twarzy połączenie zalet obu biomateriałów (prywatnej wiadomości. Implantech Associates i Gore, 1999).

Biomateriały do implantów

• Materiały polimerowe / polimery monolityczne
  • Polimery silikonowe

Od lat 50. Ubiegłego wieku silikon ma długą historię zastosowań klinicznych o stałym, doskonałym stosunku bezpieczeństwa do skuteczności. Nazwa chemiczna silikonu to poli-siloksan. Obecnie tylko elastomer silikonowy może być przetwarzany indywidualnie przy użyciu trójwymiarowego modelowania komputerowego i technologii CAD / CAM (projektowanie wspomagane komputerowo / produkcja automatyczna). Cechy produkcji są ważne dla stabilności i czystości produktu. Na przykład im mocniejszy implant, tym bardziej stabilny. Implant o twardości (na twardościomierzu) mniejszej niż 10 zbliża się do charakterystyki żelu i z czasem "trawi" lub traci część jego wewnętrznej masy cząsteczkowej. Jednakże, ostatnie badania implantach piersi na żelu silikonowego nie wykazywały obiektywną silikonu ze względu na rozwój twardziny skóry, tocznia rumieniowatego układowego, zapalenia naczyń, tkanki łącznej, chorób autoimmunologicznych i innych. Gęsty silikonowy elastomer ma wysoki stopień obojętności chemicznej, jest hydrofobowy, wyjątkowo stabilny i nie powoduje reakcji toksycznych ani alergicznych. Reakcja tkankowa na gęsty silikonowy implant charakteryzuje się tworzeniem włóknistej kapsułki bez wrastania tkanki. W przypadku niestabilności lub instalacji bez odpowiedniego pokrycia tkanek miękkich implant może powodować łagodne letargiczne zapalenie i, być może, powstawanie kamienia moczowego. Skurczenie się torebki i deformacja implantu występują rzadko, jeśli nie jest ona położona zbyt powierzchownie lub migruje do skóry pokrywającej ją.

• • Polimer polimetakrylanu metylu (akrylowy)

Polimer metakrylanu polimetylu dostarczany jest w postaci mieszanki proszkowej i katalizowany zamienia się w bardzo twardy materiał. Sztywność i twardość implantów akrylowych stanowi problem w wielu sytuacjach, jeśli to konieczne, wprowadza duże implanty poprzez małe otwory. Gotowy implant trudno jest dopasować do kształtu leżącej poniżej kości.

• • Polietylen

Polietylen może być wytwarzany w różnych konsystencjach; teraz najbardziej popularna forma jest porowata. Porowaty polietylen, znany również jako Medpore (WL Gore, USA), jest trwały z minimalną reakcją zapalną. Jest jednak gęsty i trudny w formowaniu. Porowatość polietylenu umożliwia znaczny wzrost tkanki włóknistej, co zapewnia dobrą stabilność implantu. Jednak niezwykle trudno jest go usunąć bez uszkodzenia otaczających tkanek miękkich, zwłaszcza jeśli implant znajduje się w obszarach o cienkiej powłoce z miękkiej tkanki.

• • Politetrafluoroetylen

Politetrafluoroetylen obejmuje grupę materiałów, które mają własną historię klinicznego zastosowania. Znanym znakiem towarowym był Poroplast, który nie jest już produkowany w Stanach Zjednoczonych z powodu komplikacji wynikających z jego stosowania w stawach skroniowo-żuchwowych. Przy znacznym obciążeniu mechanicznym materiał rozpadł się z następującym intensywnym zapaleniem, infekcją z utworzeniem gęstej kapsułki i, ostatecznie, wydaleniem lub eksplantacją.

• • Porowaty politetrafluoroetylen

Materiał ten został po raz pierwszy wyprodukowany do użytku w chirurgii sercowo-naczyniowej. Badania na zwierzętach wykazały, że umożliwia on ograniczoną wrastanie tkanki łącznej, bez tworzenia się torebki i przy minimalnej odpowiedzi zapalnej. Identyfikowalna w czasie reakcja zapalna korzystnie różni się od wielu materiałów stosowanych do korekcji twarzy. Stwierdzono, że materiał jest odpowiedni do zwiększania objętości podskórnych tkanek i do wytwarzania implantów o określonym kształcie. Ze względu na brak istotnego wrastania tkanek, pPTFE ma zalety w zwiększaniu podskórnych tkanek, ponieważ może być ponownie zmodyfikowany i usunięty w przypadku infekcji.

• Siatki polimerowe

Siatki, takie jak Marlex (Davol, USA), Dacron - i Mersilene (Dow Corning, USA) mają podobne zalety - są łatwo składane, szyte i formowane; Pozwalają jednak na wrastanie tkanki łącznej, co utrudnia usuwanie siatek. Siatka poliamidowa (Supramid) jest pochodną nylonową, która jest higroskopijna i niestabilna in vivo. Powoduje słabą reakcję na ciało obce z udziałem wielojądrowych komórek olbrzymich, co ostatecznie prowadzi do degradacji i resorpcji implantu.

• Metale

Metale są głównie reprezentowane przez stal nierdzewną, vitallium, złoto i tytan. Oprócz pojedynczych przypadków, na przykład w produkcji sprężyn do górnych powiek lub do uzupełnień protetycznych, w których stosuje się złoto, tytan jest metalem wybieranym do długoterminowej implantacji. Wynika to z jego wysokiej biokompatybilności i odporności na korozję, wytrzymałości i minimalnego tłumienia promieni rentgenowskich w tomografii komputerowej.

• Fosforan wapnia

Materiały na bazie fosforanu wapnia lub hydroksyapatytu nie stymulują produkcji substancji kostnej, ale są substratem, na którym kość może rosnąć z sąsiednich obszarów. Granulowana forma kryształów hydroksyapatytu jest stosowana w chirurgii szczękowo-twarzowej w celu zwiększenia procesu wyrostka zębodołowego. Materiał w postaci bloków służy jako implant wszczepiony w osteotomie. Udowodniono jednak, że hydroksyapatyt jest mniej odpowiedni do zwiększania lub tworzenia wykładzin ze względu na kruchość, trudności w formowaniu i kształtowaniu, a także z powodu niemożności dostosowania się do nierównych powierzchni kości.

Autotransplant, homotransplant i heteroprzeszczep

Stosowanie autoprzeszczepów, takich jak autologiczna kość, chrząstka i tłuszcz, jest utrudnione przez powikłania ze strony dawcy i ograniczona dostępność materiału dawcy. Przetworzony chrząstkowy chrząstkowy przeszczep jest wykorzystywany do rekonstrukcji nosa, ale z czasem ulega resorpcji i zwłóknieniu. Inne materiały i formy do wstrzykiwania są dostępne w handlu.

Inżynieria tkankowa i tworzenie biokompatybilnych implantów

W ostatnich latach inżynieria tkankowa stała się dziedziną interdyscyplinarną. Właściwości syntetycznych związków zmieniają się w taki sposób, że możliwe jest dostarczanie do komórek biorcy oddzielnych komórek, które mogą tworzyć nową funkcjonalną tkankę. Inżynieria tkankowa opiera się na osiągnięciach naukowych wielu dziedzin, w tym nauk przyrodniczych, hodowli tkanek i transplantacji. Techniki te umożliwiają przeniesienie komórek do zawiesiny zapewniającej trójwymiarową pożywkę do utworzenia matrycy tkankowej. Matryca wychwytuje komórki, rozwijając wymianę składników odżywczych i gazów, a następnie tworząc nową tkankę w postaci galaretowatego materiału. W oparciu o te nowe zasady inżynierii tkankowej stworzono wiele implantów chrzęstnych. Chodziło o chrząstki stawowe, chrząstki pierścieni tchawicy i chrząstkę ucha. W celu wytworzenia chrząstki in vivo z powodzeniem stosowano iniekcję alginianu, którą wstrzykiwano strzykawką do leczenia odpływu pęcherzowo-moczowodowego. Doprowadziło to do powstania gniazd komórek chrzęstnych o nieregularnym kształcie, które zapobiegły powrotnemu przepływowi moczu. Inżynieria tkankowa może zapewnić rozwój chrząstki o precyzyjnie określonym kształcie, obecnie opracowywane są różne typy implantów konturowych, składające się z immunokompatybilnych komórek i substancji śródmiąższowej. Wprowadzenie takich technologii zmniejszy liczbę powikłań w strefach dawcy i, podobnie jak w przypadku implantów alloplastycznych, skróci czas trwania operacji.

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