Ansigtsimplantater og biomaterialer

Beslutningen om valg af biomateriale til implantation kræver en forståelse af histopatologien af materiale-vævsinteraktionerne samt værtens respons. Alle implantatmaterialer inducerer dannelsen af en bindevævskapsel, der skaber en barriere mellem implantatet og værten. Bivirkninger er resultatet af en uafklaret inflammatorisk reaktion på det implanterede materiale. Implantatets adfærd afhænger også af implantationsstedets konfigurationsegenskaber, såsom tykkelsen af den overliggende hud, ardannelsen i vævslejet og arkitekturen af den underliggende knogle, hvilket kan skabe betingelser for implantatets ustabilitet. For eksempel er implantater, der er placeret dybere og dækket af et tykt lag blødt væv, mindre tilbøjelige til at blive eksponeret eller forskudt. Andre vigtige faktorer, såsom forebyggelse af hæmatom, seromer og infektion, både intraoperativt og postoperativt, bidrager til forebyggelsen af implantat-vært-interaktioner og til at øge implantatets stabilitet.

Det ideelle implantat

Det ideelle implantatmateriale bør være omkostningseffektivt, giftfrit, ikke-antigenisk, ikke-kræftfremkaldende, acceptabelt for modtageren og resistent over for infektion. Det bør også være inert, let formbart, formbart, let at implantere og i stand til permanent at bevare sin oprindelige form. Det bør let kunne omformes og justeres til modtagerstedets behov under operationen uden at kompromittere implantatets integritet, og det bør være modstandsdygtigt over for termisk sterilisering.

Gunstige overfladeegenskaber er afgørende for implantatplacering og stabilisering; paradoksalt nok letter dette også i høj grad fjernelse og udskiftning uden at beskadige det omgivende væv. Immobilisering af et implantat betyder, at det vil være fikseret på plads hele patientens levetid. Implantmaterialer som silikoneelastomer inducerer dannelsen af en omgivende kapsel, der holder implantatet på plads, mens porøst polytetrafluorethylen (ePTFE), som er mindre indkapslet, fikseres med minimal vævsindvækst. Hver type materialeinteraktion med modtagerorganismen tilbyder specifikke fordele i forskellige kliniske situationer. Materialer, der inducerer betydelig vævsindvækst og permanent fiksering, er ofte uønskede, især hvis patienten ønsker at ændre korrektionen i de efterfølgende år. Den naturlige indkapslingsproces af silikone og minimale overfladeindvækst i ePTFE-implantater sikrer immobilitet, samtidig med at implantaterne kan udskiftes uden at beskadige det omgivende bløde væv.

En ideel implantatform bør have koniske kanter, der smelter sammen med den tilstødende knogleoverflade og skaber en ikke-palpabel, umærkelig overgang til den omgivende modtagerzone. Et plastimplantat, der tilpasser sig godt til de underliggende strukturer, bliver endnu mindre mobilt. Formen på dets ydre overflade bør imitere områdets naturlige anatomiske konfiguration. Det nye silikoneimplantat Conform (Implantech Associates, USA) er designet til at forbedre kompatibiliteten med den underliggende knogleoverflade. For eksempel reducerer implantater støbt med en ny type netoverflade silikoneelastomerens formhukommelse og forbedrer dens fleksibilitet. Bedre tilpasningsevne til ujævne knogleoverflader reducerer sandsynligheden for forskydning og forhindrer dannelsen af dødt rum mellem implantatet og den underliggende knogle. Fornyet interesse for forskning og udvikling af biomaterialer har ført til udviklingen af kompositimplantater (bestående af silikone og ePTFE), der lover at kombinere fordelene ved begge biomaterialer, når de anvendes i ansigtskirurgi (personlig kommunikation, Implantech Associates og Gore, 1999).

Biomaterialer til implantater

• Polymermaterialer/monolitiske polymerer
  • Silikonepolymerer

Siden 1950'erne har silikone en lang historie med udbredt klinisk anvendelse med en ensartet, fremragende sikkerheds-/effektivitetsprofil. Det kemiske navn for silikone er polysiloxan. I øjeblikket er det kun silikoneelastomerer, der kan behandles individuelt ved hjælp af 3D-computermodellering og CAD/CAM-teknologi (computerassisteret design/computerassisteret fremstilling). Fremstillingsegenskaber har indflydelse på produktets stabilitet og renhed. For eksempel, jo hårdere implantatet er, desto mere stabilt er det. Et implantat med en durometerhårdhed på mindre end 10 nærmer sig egenskaberne af en gel og "ætser" eller mister over tid noget af sit interne molekylære indhold. Imidlertid har de fleste nyere undersøgelser af silikonegelbrystimplantater ikke vist nogen objektive forbindelser mellem silikone og udvikling af sklerodermi, systemisk lupus erythematosus, systemisk vaskulitis, kollagenose eller andre autoimmune sygdomme. Tæt silikoneelastomer har en høj grad af kemisk inertitet, er hydrofob, ekstremt stabil og forårsager ikke toksiske eller allergiske reaktioner. Vævsreaktionen på et tæt silikoneimplantat er karakteriseret ved dannelsen af en fibrøs kapsel uden vævsindvækst. I tilfælde af ustabilitet eller placering uden tilstrækkelig bløddelsdækning kan implantatet forårsage moderat, let inflammation og muligvis seromdannelse. Kapselkontraktur og implantatdeformation er sjældne, medmindre implantatet er placeret for overfladisk eller har migreret mod den overliggende hud.

• • Polymethylmethacrylat (akryl) polymer

Polymethylmethacrylatpolymer leveres som en pulverblanding, og når den katalyseres, bliver den et meget hårdt materiale. Akrylimplantaters stivhed og hårdhed er et problem i mange situationer, hvor store implantater skal indsættes gennem små huller. Det færdige implantat er vanskeligt at tilpasse sig konturen af den underliggende knogle.

• • Polyethylen

Polyethylen kan produceres i en række forskellige konsistenser; i øjeblikket er den mest populære form porøs. Porøs polyethylen, også kendt som Medpore (WL Gore, USA), er stabil med minimal inflammatorisk reaktion. Den er dog tæt og vanskelig at forme. Polyethylens porøsitet tillader betydelig fibervævsindvækst, hvilket giver god implantatstabilitet. Det er dog ekstremt vanskeligt at fjerne uden at beskadige det omgivende blødt væv, især hvis implantatet er placeret i områder med tynd blødt vævsdækning.

• • Polytetrafluorethylen

Polytetrafluorethylen omfatter en gruppe af materialer, der har deres egen kliniske anvendelseshistorie. Et velkendt mærkenavn var Poroplast, som ikke længere fremstilles i USA på grund af komplikationer forbundet med dets anvendelse i kæbeled. Under betydelig mekanisk belastning blev materialet udsat for opløsning efterfulgt af intens inflammation, infektion med dannelse af en tyk kapsel og eventuel udstødning eller eksplantation.

• • Porøs polytetrafluorethylen

Dette materiale blev oprindeligt produceret til brug i hjerte-kar-kirurgi. Dyreforsøg har vist, at det tillader begrænset indvækst af bindevæv uden kapseldannelse og med minimal inflammatorisk respons. Den tidssporede inflammatoriske respons kan sammenlignes positivt med mange materialer, der anvendes til ansigtskonturering. Materialet har vist sig at være egnet til subkutan vævsforstørrelse og til fremstilling af formede implantater. På grund af manglen på betydelig vævsindvækst har ePTFE fordele i subkutan vævsforstørrelse, fordi det kan modificeres igen og fjernes i tilfælde af infektion.

• Tværbundne polymerer

Netpolymerer som Marlex (Davol, USA), Dacron - og Mersilene (Dow Corning, USA) har lignende fordele - de er nemme at folde, sy sammen og forme; de tillader dog indvækst af bindevæv, hvilket gør fjernelse af nettet vanskelig. Polyamidnet (Supramid) er et nylonderivat, der er hygroskopisk og ustabilt in vivo. Det forårsager en svag fremmedlegemereaktion, der involverer flerkernede kæmpeceller, hvilket over tid fører til nedbrydning og resorption af implantatet.

• Metaller

Metallerne er hovedsageligt rustfrit stål, vitalium, guld og titanium. Bortset fra i nogle få tilfælde, såsom fjedre til øvre øjenlåg eller tandrestaureringer, hvor guld anvendes, er titanium det foretrukne metal til langvarig implantation. Dette skyldes dets høje biokompatibilitet og korrosionsbestandighed, styrke og minimale dæmpning af røntgenstråling under computertomografi.

• Calciumfosfat

Calciumfosfatbaserede materialer, eller hydroxyapatitter, stimulerer ikke knogledannelse, men de danner et substrat, hvorpå knogle kan vokse fra tilstødende områder. Den granulære form af hydroxyapatitkrystaller anvendes i maxillofacial kirurgi til at forstærke alveolærprocessen. Materialets blokform anvendes som et interpositionsimplantat i osteotomier. Hydroxyapatit har dog vist sig at være mindre egnet til forstærkning eller onlay-applikationer på grund af dets skrøbelighed, vanskeligheder med at forme og konturere samt manglende evne til at tilpasse sig uregelmæssigheder i knogleoverfladen.

Autotransplantater, homografter og xenografter

Brugen af autografter såsom autolog knogle, brusk og fedt hæmmes af komplikationer på donorstedet og begrænset tilgængelighed af donormateriale. Forarbejdet bruskhomograft anvendes til nasal rekonstruktion, men er udsat for resorption og fibrose over tid. Andre materialer og injicerbare former er kommercielt tilgængelige.

Vævsteknologi og fremstilling af biokompatible implantater

I de senere år er vævsteknologi blevet et tværfagligt felt. Egenskaberne ved syntetiske forbindelser modificeres for at levere aggregater af separerede celler til recipienter, som kan skabe nyt funktionelt væv. Vævsteknologi er baseret på fremskridt inden for mange områder, herunder naturvidenskab, vævskultur og transplantation. Disse teknikker gør det muligt at suspendere celler, hvilket giver et tredimensionelt miljø til dannelsen af en vævsmatrix. Matrixen indkapsler cellerne og fremmer udvekslingen af næringsstoffer og gasser med efterfølgende dannelse af nyt væv i form af et gelatinøst materiale. En række bruskimplantater er blevet skabt baseret på disse nye principper for vævsteknologi. Disse har omfattet ledbrusk, trakealringbrusk og ørebrusk. Injektioner af alginat, administreret med en sprøjte, er med succes blevet brugt til at skabe brusk in vivo til behandling af vesicoureteral refluks. Dette resulterede i dannelsen af uregelmæssigt formede reder af bruskceller, der forhindrede tilbageløb af urin. Vævsteknologi kan give præcist formet brusk, og forskellige typer konturerede ansigtsimplantater er i øjeblikket under udvikling, bestående af immunkompatible celler og interstitiel substans. Indførelsen af sådanne teknologier vil reducere antallet af komplikationer i donorområder og, ligesom med alloplastiske implantater, reducere operationernes varighed.

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