Implantáty a biomateriály pro tvář

Rozhodnutí zvolit biomateriál pro implantaci vyžaduje pochopení histopatologie interakce materiálu s tkáněmi, jakož i odpovědi přijímajícího organismu. Všechny materiály pro implantaci způsobují vytvoření kapsle pojivové tkáně, která vytváří bariéru mezi implantátem a tělem hostitele. Nežádoucí účinky jsou důsledkem nevyřešené zánětlivé odpovědi na implantovaný materiál. Implantát chování také závisí na konfiguraci vlastností v místě implantace, jako je tloušťka povlaku kůže, tkáně jizvy postelí a architektury ležící kostí, které mohou vytvořit s nestabilitou podmínky pro implantát. Například implantáty umístěné hlubší a pokryté silnou vrstvou měkké tkáně jsou méně často vystaveny nebo přemísťovány. Dalšími důležitými faktory, jako je prevence tvorby hematomů, šedé a přístupovým infekce, a to jak v průběhu operace a v pooperačním období, přispět k prevenci interakcí roubovaných s hostiteli a na zvýšení stability implantátu.

Ideální implantát

Ideální materiál pro implantaci by měl být nákladově efektivní, netoxický, neantigenový, nekarcinogenní, vnímán přijímajícím organismem a odolný vůči infekci. Musí být také inertní, snadno tvarovatelná, pružná, snadno implantovatelná a schopná neustále udržovat původní tvar. Během operace by se mělo snadno měnit a přizpůsobit potřebám zóny příjemce, aniž by byla ohrožena celistvost implantátu a byla stabilní při tepelné sterilizaci.

Pro instalaci a stabilizaci implantátu je důležité mít příznivé vlastnosti povrchu; paradoxně, ale také významně usnadňuje odstranění a výměnu bez poškození okolních tkání. Imobilizace implantátu znamená, že bude fixována v místě instalace po celou dobu života pacienta. Materiály pro implantace, například silikonového elastomeru, způsobují tvorbu obklopující kapsli, která je držitelem implantátu na místě, zatímco porézní polytetrafluorethylen (ePTFE), který je zapouzdřen v menší míře, s minimální vrůstání pevné tkáně. Každý typ interakce materiálu s přijímajícím organismem poskytuje určité výhody v různých klinických situacích. Materiály, které způsobují významné zvětšení tkáně a trvalou fixaci, jsou často nežádoucí, zvláště pokud pacient chce v následujících letech změnit opravu. Proces zapouzdření silikonového přírodní a minimální povrchové vrůstání ePTFE implantátů poskytují tuhost, zatímco stále ještě umožňuje implantáty vyměnit bez poškození okolní měkké tkáně.

Perfektní ve tvaru implantátu by měl mít zkosené okraje, které se spojují s přilehlým povrchem kosti, vytváří nehmatných, nepatrný přechod do prostředí přijímajícího prostoru. Plastický implantát, který se dobře přizpůsobí základním strukturám, se stává ještě méně pohyblivým. Tvar jeho vnějšího povrchu musí napodobit přirozenou anatomickou konfiguraci oblasti. Nový silikonový implantát Conform (Implantech Associates, USA), určené pro lepší kompatibilitu s podkladového povrchu kosti. Například, implantáty, nový typ povrchu lité ok se snižuje s tvarovou pamětí silikonový elastomer a zlepšit její pružnost. Lepší přizpůsobivost nerovný povrch kostí snižuje pravděpodobnost posunu a brání vzniku mrtvého prostoru mezi implantátem a základní kostí. Obnovený zájem o výzkum a vývoj v oblasti biomateriálů vedlo ke vzniku kompozitních implantátů (sestávající ze silikonu a ePTFE), které slibují kombinaci výhod obou biomateriálů pro použití v oboru obličejové chirurgie (soukromé zprávy. Implantech Associates a Gore, 1999).

Biomateriály pro implantáty

• Polymerní materiály / monolitické polymery
  • Silikonové polymery

Od 50. Let minulého století má silikon dlouhou historii široké klinické aplikace s konstantním, vynikajícím poměrem bezpečnosti a účinnosti. Chemickým názvem silikonu je poly-siloxan. V současné době je možné zpracovat pouze silikonový elastomer individuálně pomocí trojrozměrného modelování počítačů a technologie CAD / CAM (počítačem podporovaná konstrukce / automatizovaná výroba). Vlastnosti výroby jsou důležité pro stabilitu a čistotu produktu. Například, čím silnější je implantát, tím je stabilnější. Implantát, který má tvrdost (durometer) menší než 10, v blízkosti vlastností gelu a, v pravý čas, „leptané“ nebo ztrácí část své vnitřní molekulární obsah. Nicméně, většina současných studií prsních implantátů pro silikonového gelu nevykazovaly objektivní silikon vzhledem k vývoji sklerodermie, systémový lupus erythematodes, systémové vaskulitidy, pojivové tkáně, nebo jiných autoimunitních onemocnění. Hustý silikonový elastomer má vysoký stupeň chemické inertnosti, je hydrofobní, extrémně stabilní a nezpůsobuje toxické nebo alergické reakce. Tkáňová reakce na hustý silikonový implantát je charakterizována tvorbou vláknité kapsle bez růstu tkáně. V případě nestability nebo instalace bez dostatečného pokrytí měkkých tkání může implantát způsobit mírný letargický zánět a případně tvorbu seroma. Smršťování kapslí a deformace implantátu se vyskytují zřídka, pokud nejsou umístěny příliš povrchně nebo migrovány na pokožku, která je pokrývá.

• • Polymethylmethakrylátový (akrylový) polymer

Polymethylmethakrylátový polymer se dodává jako prášková směs a katalyzovaný se přemění na velmi tvrdý materiál. Tuhost a tvrdost akrylových implantátů jsou problémem v mnoha situacích, pokud je to nutné, zavádějí velké implantáty malými otvory. Připravený implantát se obtížně přizpůsobuje obrysu podkladové kosti.

• • Polyethylen

Polyetylén může být vyráběn v různých konzistencích; nyní nejpopulárnější forma je porézní. Pórovitý polyethylen, známý také jako Medpore (WL Gore, USA), je stabilní s minimální zánětlivou odpovědí. Je však hustá a obtížně se formuje. Pórovitost polyethylenu umožňuje výrazné zvětšení vláknité tkáně, což zajišťuje dobrou stabilitu implantátu. Je však velmi obtížné odstranit bez poškození okolních měkkých tkání, zejména pokud je implantát v oblastech s tenkým povrchem měkké tkáně.

• • Polytetrafluorethylen

Polytetrafluorethylen pokrývá skupinu materiálů, které mají vlastní klinické využití v anamnéze. Známou ochrannou známkou byla společnost Poroplast, která se již ve Spojených státech nevyrábí kvůli komplikacím způsobeným použitím v kloubech temporomandibulárních kloubů. Se značným mechanickým zatížením se materiál rozpadá s následným intenzivním zánětem, infekcí tvorbou husté kapsle a nakonec vyhořením nebo explantací.

• • Pórovitý polytetrafluorethylen

Tento materiál byl nejprve vyroben pro použití v kardiovaskulární chirurgii. Studie na zvířatech ukázaly, že umožňuje omezené zvětšení pojivové tkáně bez tvorby kapslí as minimální zánětlivou odpovědí. Sledovatelná včasná zánětlivá reakce se příznivě liší od záření mnoha materiálů používaných pro korekci tváře. Bylo zjištěno, že materiál je přijatelný pro zvýšení objemu subkutánních tkání a pro výrobu implantátů s předem stanoveným tvarem. Vzhledem k nedostatku významného zvětšení tkáně má pPTFE výhody při zvyšování podkožních tkání, protože v případě infekce může být znovu upravena a odstraněna.

• Síťové polymery

Polymerní sítě, jako jsou Marlex (Davol, USA), Dacron - a Mersilene (Dow Corning, USA) mají podobné výhody - snadno se skládají, šitou a lisují; Umožňují však zvětšení pojivové tkáně, což snižuje obtížnost odstraňování sítí. Polyamidová síť (Supramid) je nylonový derivát, který je hygroskopický a nestabilní in vivo. Způsobuje slabou reakci na cizí tělo zahrnující mnohojádrové obří buňky, což nakonec vede k degradaci a resorpci implantátu.

• Kovy

Kovy jsou převážně reprezentovány nerezovou ocelou, vitaliem, zlata a titanem. Kromě individuálních případů, například při výrobě pružin pro horní víčka nebo u zubních náhrad, kde se používá zlato, je titan kovem, který se rozhodne pro dlouhodobou implantaci. To je způsobeno vysokou biokompatibilitou a odolností proti korozi, pevností a minimálním útlumem rentgenových paprsků v počítačové tomografii.

• Fosforečnan vápenatý

Materiály na bázi fosforečnanu vápenatého nebo hydroxyapatitu nepodporují tvorbu kostní hmoty, ale jsou substrátem, na kterém může kosti růst z přilehlých oblastí. Granulovaná forma krystalů hydroxyapatitu se používá při maxilofaciální chirurgii ke zvýšení alveolárního procesu. Materiál ve formě bloků se používá jako vložený implantát při osteotomii. Nicméně, bylo prokázáno, že hydroxyapatit je méně vhodný pro větší nebo vytvoření překryvné vrstvy pro drobivost, obtíže při tvarování a tvarování, a také v důsledku neschopnosti přizpůsobit se nerovném povrchu kostí.

Autotransplantát, homotransplantát a xenograf

Použití autograftů, jako je autologní kosti, chrupavka a tuk, je ztíženo komplikacemi z dárce a omezené dostupnosti dárcovského materiálu. Zpracovaný chrupavkový gomotransplantát se používá k rekonstrukci nosu, ale v průběhu času podstupuje resorpci a fibrózu. Další materiály a injekční formy jsou komerčně dostupné.

Tkáňové inženýrství a tvorba biokompatibilních implantátů

V posledních letech se tkáňové inženýrství stalo mezioborovou oblastí. Vlastnosti syntetických sloučenin se liší tak, že je možné dodat příjemnému organizmu agregáty oddělených buněk schopné vytvořit nové funkční tkáně. Tkáňové inženýrství je založeno na vědeckých úspěších mnoha oblastí, včetně přírodních věd, pěstování tkání a transplantací. Tyto techniky umožňují přenášení buněk do suspenze poskytující trojrozměrné médium pro vytvoření tkáňové matrice. Matrix zachycuje buňky, rozvíjí výměnu živin a plynů, následovanou tvorbou nové tkáně ve formě želatinového materiálu. Na základě těchto nových principů tkáňového inženýrství vzniklo množství implantátů chrupavců. Jednalo se o artikulární chrupavky, chrupavky tracheálních prstenců a ušní chrupavky. Pro tvorbu chrupavky in vivo byla úspěšně použita injekce alginátu, která byla injikována stříkačkou k léčbě vesikoureterálního refluxu. To vedlo k vytvoření hnízd chrupavkových buněk nepravidelného tvaru, které zabraňovaly zpětnému toku moči. Tkáňové inženýrství může zajistit růst chrupavky přesně specifikovaného tvaru, nyní se vyvíjejí různé typy obrysových obličejových implantátů, které se skládají z imunokompatibilních buněk a intersticiální látky. Zavedení takových technologií sníží počet komplikací v donorových zónách a podobně jako u aloplastických implantátů zkracuje dobu trvání operací.

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