Εμφυτεύματα προσώπου και βιοϋλικά

Η απόφαση σχετικά με την επιλογή βιοϋλικού για εμφύτευση απαιτεί κατανόηση της ιστοπαθολογίας των αλληλεπιδράσεων υλικού-ιστού, καθώς και της απόκρισης του ξενιστή. Όλα τα υλικά εμφυτευμάτων προκαλούν τον σχηματισμό μιας κάψουλας συνδετικού ιστού που δημιουργεί ένα φράγμα μεταξύ του εμφυτεύματος και του ξενιστή. Οι ανεπιθύμητες αντιδράσεις είναι αποτέλεσμα μιας ανεπίλυτης φλεγμονώδους απόκρισης στο εμφυτευμένο υλικό. Η συμπεριφορά του εμφυτεύματος εξαρτάται επίσης από τα χαρακτηριστικά διαμόρφωσης της θέσης εμφύτευσης, όπως το πάχος του υπερκείμενου δέρματος, η ουλοποίηση της ιστικής κλίνης και η αρχιτεκτονική του υποκείμενου οστού, τα οποία μπορεί να δημιουργήσουν συνθήκες για αστάθεια του εμφυτεύματος. Για παράδειγμα, τα εμφυτεύματα που βρίσκονται βαθύτερα και καλύπτονται από ένα παχύ στρώμα μαλακού ιστού είναι λιγότερο πιθανό να εκτεθούν ή να μετατοπιστούν. Άλλοι σημαντικοί παράγοντες, όπως η πρόληψη αιματώματος, ορωμάτων και λοίμωξης, τόσο διεγχειρητικά όσο και μετεγχειρητικά, συμβάλλουν στην πρόληψη των αλληλεπιδράσεων εμφυτεύματος-ξενιστή και στην αύξηση της σταθερότητας του εμφυτεύματος.

Το ιδανικό εμφύτευμα

Το ιδανικό υλικό εμφυτεύματος θα πρέπει να είναι οικονομικά αποδοτικό, μη τοξικό, μη αντιγονικό, μη καρκινογόνο, αποδεκτό από τον λήπτη και ανθεκτικό σε μολύνσεις. Θα πρέπει επίσης να είναι αδρανές, εύκολα διαμορφώσιμο, εύπλαστο, εύκολο στην εμφύτευση και ικανό να διατηρεί μόνιμα το αρχικό του σχήμα. Θα πρέπει να αναδιαμορφώνεται εύκολα και να προσαρμόζεται στις ανάγκες της λήπτριας περιοχής κατά τη διάρκεια της χειρουργικής επέμβασης, χωρίς να διακυβεύεται η ακεραιότητα του εμφυτεύματος, και να είναι ανθεκτικό στην θερμική αποστείρωση.

Τα ευνοϊκά χαρακτηριστικά της επιφάνειας είναι απαραίτητα για την τοποθέτηση και τη σταθεροποίηση του εμφυτεύματος. Παραδόξως, αυτό διευκολύνει επίσης σημαντικά την αφαίρεση και την αντικατάστασή του χωρίς να καταστραφούν οι περιβάλλοντες ιστοί. Η ακινητοποίηση ενός εμφυτεύματος σημαίνει ότι θα στερεωθεί στη θέση του για όλη τη ζωή του ασθενούς. Τα υλικά εμφυτεύματος, όπως το ελαστομερές σιλικόνης, προκαλούν τον σχηματισμό μιας περιβάλλουσας κάψουλας που συγκρατεί το εμφύτευμα στη θέση του, ενώ το πορώδες πολυτετραφθοροαιθυλένιο (ePTFE), το οποίο είναι λιγότερο ενθυλακωμένο, στερεώνεται με ελάχιστη ενδοανάπτυξη ιστού. Κάθε τύπος αλληλεπίδρασης υλικού με τον οργανισμό-δέκτη προσφέρει συγκεκριμένα πλεονεκτήματα σε διαφορετικές κλινικές καταστάσεις. Τα υλικά που προκαλούν σημαντική ενδοανάπτυξη ιστού και μόνιμη στερέωση είναι συχνά ανεπιθύμητα, ειδικά εάν ο ασθενής επιθυμεί να αλλάξει τη διόρθωση τα επόμενα χρόνια. Η φυσική διαδικασία ενθυλάκωσης της σιλικόνης και η ελάχιστη ενδοανάπτυξη επιφάνειας στα εμφυτεύματα ePTFE εξασφαλίζουν ακινησία, επιτρέποντας παράλληλα την αντικατάσταση των εμφυτευμάτων χωρίς να καταστραφούν οι περιβάλλοντες μαλακοί ιστοί.

Ένα ιδανικό σχήμα εμφυτεύματος θα πρέπει να έχει κωνικές άκρες που συγχωνεύονται με την παρακείμενη επιφάνεια του οστού, δημιουργώντας μια μη ψηλαφητή, ανεπαίσθητη μετάβαση στην περιβάλλουσα ζώνη του δέκτη. Ένα πλαστικό εμφύτευμα που προσαρμόζεται καλά στις υποκείμενες δομές γίνεται ακόμη λιγότερο κινητό. Το σχήμα της εξωτερικής του επιφάνειας θα πρέπει να μιμείται τη φυσική ανατομική διαμόρφωση της περιοχής. Το νέο εμφύτευμα σιλικόνης Conform (Implantech Associates, ΗΠΑ) έχει σχεδιαστεί για να βελτιώνει τη συμβατότητα με την υποκείμενη επιφάνεια του οστού. Για παράδειγμα, τα εμφυτεύματα που χυτεύονται με έναν νέο τύπο επιφάνειας πλέγματος μειώνουν τη μνήμη σχήματος του ελαστομερούς σιλικόνης και βελτιώνουν την ευκαμψία του. Η καλύτερη προσαρμοστικότητα σε ανώμαλες επιφάνειες οστού μειώνει την πιθανότητα μετατόπισης και αποτρέπει τον σχηματισμό νεκρού χώρου μεταξύ του εμφυτεύματος και του υποκείμενου οστού. Το ανανεωμένο ενδιαφέρον για την έρευνα και ανάπτυξη βιοϋλικών έχει οδηγήσει στην ανάπτυξη σύνθετων εμφυτευμάτων (που αποτελούνται από σιλικόνη και ePTFE) που υπόσχονται να συνδυάσουν τα πλεονεκτήματα και των δύο βιοϋλικών όταν χρησιμοποιούνται στη χειρουργική προσώπου (προσωπική επικοινωνία, Implantech Associates και Gore, 1999).

Βιοϋλικά για εμφυτεύματα

• Πολυμερή υλικά/μονολιθικά πολυμερή
  • Πολυμερή σιλικόνης

Από τη δεκαετία του 1950, η σιλικόνη έχει μακρά ιστορία ευρείας κλινικής χρήσης με ένα συνεπές, εξαιρετικό προφίλ ασφάλειας/αποτελεσματικότητας. Η χημική ονομασία της σιλικόνης είναι πολυσιλοξάνιο. Προς το παρόν, μόνο το ελαστομερές σιλικόνης μπορεί να υποστεί μεμονωμένη επεξεργασία χρησιμοποιώντας τρισδιάστατη μοντελοποίηση υπολογιστή και τεχνολογία CAD/CAM (σχεδιασμός με τη βοήθεια υπολογιστή/κατασκευή με τη βοήθεια υπολογιστή). Τα χαρακτηριστικά κατασκευής έχουν αντίκτυπο στη σταθερότητα και την καθαρότητα του προϊόντος. Για παράδειγμα, όσο πιο σκληρό είναι το εμφύτευμα, τόσο πιο σταθερό είναι. Ένα εμφύτευμα που έχει σκληρότητα σκληρόμετρου μικρότερη από 10 προσεγγίζει τις ιδιότητες μιας γέλης και, με την πάροδο του χρόνου, "χαράζει" ή χάνει μέρος του εσωτερικού μοριακού του περιεχομένου. Ωστόσο, οι πιο πρόσφατες μελέτες εμφυτευμάτων στήθους από γέλη σιλικόνης δεν έχουν δείξει αντικειμενικές συνδέσεις μεταξύ της σιλικόνης και της ανάπτυξης σκληροδερμίας, συστηματικού ερυθηματώδους λύκου, συστηματικής αγγειίτιδας, κολλαγονώσεων ή άλλων αυτοάνοσων νοσημάτων. Το πυκνό ελαστομερές σιλικόνης έχει υψηλό βαθμό χημικής αδράνειας, είναι υδρόφοβο, εξαιρετικά σταθερό και δεν προκαλεί τοξικές ή αλλεργικές αντιδράσεις. Η αντίδραση των ιστών σε ένα πυκνό εμφύτευμα σιλικόνης χαρακτηρίζεται από τον σχηματισμό μιας ινώδους κάψουλας χωρίς ενδοανάπτυξη ιστού. Σε περίπτωση αστάθειας ή τοποθέτησης χωρίς επαρκή κάλυψη μαλακών ιστών, το εμφύτευμα μπορεί να προκαλέσει μέτρια φλεγμονή χαμηλού βαθμού και πιθανώς σχηματισμό σερώματος. Η σύσπαση της κάψας και η παραμόρφωση του εμφυτεύματος είναι σπάνιες, εκτός εάν το εμφύτευμα τοποθετηθεί πολύ επιφανειακά ή έχει μετακινηθεί προς το υπερκείμενο δέρμα.

• • Πολυμερές πολυμεθυλομεθακρυλικού (ακρυλικού)

Το πολυμερές πολυμεθυλομεθακρυλικού εστέρα παρέχεται ως μείγμα σκόνης και όταν καταλύεται, μετατρέπεται σε πολύ σκληρό υλικό. Η ακαμψία και η σκληρότητα των ακρυλικών εμφυτευμάτων αποτελούν πρόβλημα σε πολλές περιπτώσεις όπου μεγάλα εμφυτεύματα πρέπει να εισαχθούν μέσω μικρών οπών. Το τελικό εμφύτευμα είναι δύσκολο να προσαρμοστεί στο περίγραμμα του υποκείμενου οστού.

• • Πολυαιθυλένιο

Το πολυαιθυλένιο μπορεί να παραχθεί σε μια ποικιλία συνθέσεων. Σήμερα, η πιο δημοφιλής μορφή είναι το πορώδες. Το πορώδες πολυαιθυλένιο, γνωστό και ως Medpore (WL Gore, ΗΠΑ), είναι σταθερό με ελάχιστη φλεγμονώδη αντίδραση. Ωστόσο, είναι πυκνό και δύσκολο να διαμορφωθεί. Το πορώδες του πολυαιθυλενίου επιτρέπει σημαντική ενδοανάπτυξη ινώδους ιστού, η οποία παρέχει καλή σταθερότητα του εμφυτεύματος. Ωστόσο, είναι εξαιρετικά δύσκολο να αφαιρεθεί χωρίς να καταστραφούν οι περιβάλλοντες μαλακοί ιστοί, ειδικά εάν το εμφύτευμα βρίσκεται σε περιοχές με λεπτή κάλυψη μαλακών ιστών.

• • Πολυτετραφθοροαιθυλένιο

Το πολυτετραφθοροαιθυλένιο περιλαμβάνει μια ομάδα υλικών που έχουν το δικό τους ιστορικό κλινικής χρήσης. Μια γνωστή εμπορική ονομασία ήταν το Poroplast, το οποίο δεν κατασκευάζεται πλέον στις Ηνωμένες Πολιτείες λόγω επιπλοκών που σχετίζονται με τη χρήση του στις κροταφογναθικές αρθρώσεις. Υπό σημαντική μηχανική καταπόνηση, το υλικό υπόκειται σε αποσύνθεση ακολουθούμενη από έντονη φλεγμονή, μόλυνση με σχηματισμό παχιάς κάψουλας και τελικά αποβολή ή εξαγωγή.

• • Πορώδες πολυτετραφθοροαιθυλένιο

Αυτό το υλικό αρχικά κατασκευάστηκε για χρήση στην καρδιαγγειακή χειρουργική. Μελέτες σε ζώα έχουν δείξει ότι επιτρέπει περιορισμένη εσωτερική ανάπτυξη συνδετικού ιστού, χωρίς σχηματισμό κάψουλας και με ελάχιστη φλεγμονώδη απόκριση. Η χρονικά παρακολουθούμενη φλεγμονώδης απόκριση συγκρίνεται ευνοϊκά με πολλά υλικά που χρησιμοποιούνται για τη διαμόρφωση του περιγράμματος του προσώπου. Το υλικό έχει βρεθεί ότι είναι κατάλληλο για την αύξηση του υποδόριου ιστού και για την κατασκευή διαμορφωμένων εμφυτευμάτων. Λόγω της έλλειψης σημαντικής εσωτερικής ανάπτυξης ιστού, το ePTFE έχει πλεονεκτήματα στην αύξηση του υποδόριου ιστού, επειδή μπορεί να τροποποιηθεί εκ νέου και να αφαιρεθεί σε περίπτωση μόλυνσης.

• Σταυροσυνδεδεμένα πολυμερή

Τα πολυμερή πλέγματος όπως το Marlex (Davol, ΗΠΑ), το Dacron - και το Mersilene (Dow Corning, ΗΠΑ) έχουν παρόμοια πλεονεκτήματα - είναι εύκολο να διπλωθούν, να συρραφθούν και να διαμορφωθούν. Ωστόσο, επιτρέπουν την εσωτερική ανάπτυξη του συνδετικού ιστού, γεγονός που δυσχεραίνει την αφαίρεση του πλέγματος. Το πλέγμα πολυαμιδίου (Supramid) είναι ένα παράγωγο νάιλον που είναι υγροσκοπικό και ασταθές in vivo. Προκαλεί μια ασθενή αντίδραση ξένου σώματος που περιλαμβάνει πολυπύρηνα γιγαντιαία κύτταρα, η οποία με την πάροδο του χρόνου οδηγεί σε αποικοδόμηση και απορρόφηση του εμφυτεύματος.

• Μέταλλα

Τα μέταλλα είναι κυρίως ο ανοξείδωτος χάλυβας, το βιτάλιο, ο χρυσός και το τιτάνιο. Εκτός από λίγες περιπτώσεις, όπως τα ελατήρια άνω βλεφάρων ή οι οδοντικές αποκαταστάσεις, όπου χρησιμοποιείται χρυσός, το τιτάνιο είναι το μέταλλο επιλογής για μακροχρόνια εμφύτευση. Αυτό οφείλεται στην υψηλή βιοσυμβατότητά του και αντοχή στη διάβρωση, στην αντοχή του και στην ελάχιστη εξασθένηση της ακτινοβολίας ακτίνων Χ κατά την αξονική τομογραφία.

• Φωσφορικό ασβέστιο

Τα υλικά με βάση το φωσφορικό ασβέστιο, ή υδροξυαπατίτες, δεν διεγείρουν τον σχηματισμό οστού, αλλά παρέχουν ένα υπόστρωμα πάνω στο οποίο μπορεί να αναπτυχθεί οστό από γειτονικές περιοχές. Η κοκκώδης μορφή των κρυστάλλων υδροξυαπατίτη χρησιμοποιείται στη γναθοπροσωπική χειρουργική για την ενίσχυση της κυψελιδικής απόφυσης. Η μορφή μπλοκ του υλικού χρησιμοποιείται ως εμφύτευμα παρεμβολής σε οστεοτομίες. Ωστόσο, ο υδροξυαπατίτης έχει αποδειχθεί λιγότερο κατάλληλος για εφαρμογές αύξησης ή επένθετων λόγω της ευθραυστότητάς του, της δυσκολίας στη διαμόρφωση και τη διαμόρφωση του περιγράμματος, και της αδυναμίας προσαρμογής σε ανωμαλίες στην επιφάνεια του οστού.

Αυτομοσχεύματα, ομομοσχεύματα και ξενομοσχεύματα

Η χρήση αυτομοσχευμάτων όπως αυτόλογου οστού, χόνδρου και λίπους παρεμποδίζεται από επιπλοκές στη θέση του δότη και περιορισμένη διαθεσιμότητα υλικού δότη. Το επεξεργασμένο ομομοσχεύματα χόνδρου χρησιμοποιείται για τη ρινική ανακατασκευή, αλλά υπόκειται σε απορρόφηση και ίνωση με την πάροδο του χρόνου. Άλλα υλικά και ενέσιμες μορφές είναι εμπορικά διαθέσιμα.

Μηχανική ιστών και δημιουργία βιοσυμβατών εμφυτευμάτων

Τα τελευταία χρόνια, η μηχανική ιστών έχει γίνει ένας διεπιστημονικός τομέας. Οι ιδιότητες των συνθετικών ενώσεων τροποποιούνται για να μεταφέρουν συσσωματώματα διαχωρισμένων κυττάρων σε λήπτες, τα οποία μπορούν να δημιουργήσουν νέο λειτουργικό ιστό. Η μηχανική ιστών βασίζεται σε προόδους σε πολλούς τομείς, συμπεριλαμβανομένων των φυσικών επιστημών, της καλλιέργειας ιστών και της μεταμόσχευσης. Αυτές οι τεχνικές επιτρέπουν την αιώρηση των κυττάρων, παρέχοντας ένα τρισδιάστατο περιβάλλον για τον σχηματισμό μιας μήτρας ιστών. Η μήτρα παγιδεύει τα κύτταρα, προωθώντας την ανταλλαγή θρεπτικών συστατικών και αερίων, με τον επακόλουθο σχηματισμό νέου ιστού με τη μορφή ζελατινώδους υλικού. Ορισμένα χόνδρινα εμφυτεύματα έχουν δημιουργηθεί με βάση αυτές τις νέες αρχές της μηχανικής ιστών. Αυτά περιλαμβάνουν αρθρικό χόνδρο, χόνδρο τραχειακού δακτυλίου και χόνδρο αυτιού. Ενέσεις αλγινικού οξέος, χορηγούμενες με σύριγγα, έχουν χρησιμοποιηθεί με επιτυχία για τη δημιουργία χόνδρου in vivo για τη θεραπεία της κυστεοουρητηρικής παλινδρόμησης. Αυτό είχε ως αποτέλεσμα τον σχηματισμό ακανόνιστων φωλιών από κύτταρα χόνδρου που εμπόδισαν την αντίστροφη ροή των ούρων. Η μηχανική ιστών μπορεί να παρέχει χόνδρο με ακριβή σχήμα και αναπτύσσονται επί του παρόντος διάφοροι τύποι εμφυτευμάτων προσώπου με περίγραμμα, που αποτελούνται από ανοσοσυμβατά κύτταρα και ενδιάμεση ουσία. Η εισαγωγή τέτοιων τεχνολογιών θα μειώσει τον αριθμό των επιπλοκών στις δότριες περιοχές και, όπως και με τα αλλοπλαστικά εμφυτεύματα, θα μειώσει τη διάρκεια των επεμβάσεων.

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