Ansiktsimplantater og biomaterialer

Beslutningen om valg av biomateriale for implantasjon krever en forståelse av histopatologien til material-vevs-interaksjonene samt vertsresponsen. Alle implantatmaterialer induserer dannelsen av en bindevevskapsel som skaper en barriere mellom implantatet og verten. Bivirkninger er et resultat av en uavklart inflammatorisk respons på det implanterte materialet. Implantatets oppførsel avhenger også av konfigurasjonsegenskapene til implantasjonsstedet, for eksempel tykkelsen på den overliggende huden, arrdannelsen i vevsbunnen og arkitekturen til det underliggende beinet, noe som kan skape forhold for implantatets ustabilitet. For eksempel er implantater som ligger dypere og dekket av et tykt lag med bløtvev mindre sannsynlig å bli eksponert eller forskjøvet. Andre viktige faktorer, som forebygging av hematom, seromer og infeksjon, både intraoperativt og postoperativt, bidrar til å forhindre implantat-vert-interaksjoner og til å øke implantatets stabilitet.

Det ideelle implantatet

Det ideelle implantatmaterialet bør være kostnadseffektivt, giftfritt, ikke-antigenisk, ikke-kreftfremkallende, akseptabelt for mottakeren og motstandsdyktig mot infeksjoner. Det bør også være inert, lett å forme, formbart, lett å implantere og i stand til å opprettholde sin opprinnelige form permanent. Det bør lett kunne omformes og justeres til mottakerstedets behov under operasjonen, uten å kompromittere implantatets integritet, og være motstandsdyktig mot termisk sterilisering.

Gunstige overflateegenskaper er avgjørende for plassering og stabilisering av implantater; paradoksalt nok forenkler dette også fjerning og utskifting i stor grad uten å skade det omkringliggende vevet. Immobilisering av et implantat betyr at det vil være fiksert på plass resten av pasientens liv. Implantatmaterialer som silikonelastomer induserer dannelsen av en omkringliggende kapsel som holder implantatet på plass, mens porøs polytetrafluoretylen (ePTFE), som er mindre innkapslet, fikseres med minimal vevsinnvekst. Hver type materialinteraksjon med mottakerorganismen gir spesifikke fordeler i forskjellige kliniske situasjoner. Materialer som induserer betydelig vevsinnvekst og permanent fiksering er ofte uønskede, spesielt hvis pasienten ønsker å endre korreksjonen i påfølgende år. Den naturlige innkapslingsprosessen av silikon og minimal overflateinnvekst i ePTFE-implantater sikrer immobilitet samtidig som det tillater at implantatene kan erstattes uten å skade det omkringliggende bløtvevet.

En ideell implantatform bør ha koniske kanter som går over i den tilstøtende beinoverflaten, og skaper en ikke-palpabel, umerkelig overgang til den omkringliggende mottakersonen. Et plastimplantat som tilpasser seg godt til de underliggende strukturene blir enda mindre mobilt. Formen på den ytre overflaten bør imitere den naturlige anatomiske konfigurasjonen av området. Det nye silikonimplantatet Conform (Implantech Associates, USA) er utviklet for å forbedre kompatibiliteten med den underliggende beinoverflaten. For eksempel reduserer implantater støpt med en ny type nettingoverflate formminnet til silikonelastomeren og forbedrer dens fleksibilitet. Bedre tilpasningsevne til ujevne beinoverflater reduserer sannsynligheten for forskyvning og forhindrer dannelse av dødt rom mellom implantatet og det underliggende beinet. Fornyet interesse for forskning og utvikling av biomaterialer har ført til utviklingen av komposittimplantater (bestående av silikon og ePTFE) som lover å kombinere fordelene med begge biomaterialene når de brukes i ansiktskirurgi (personlig kommunikasjon, Implantech Associates og Gore, 1999).

Biomaterialer for implantater

• Polymermaterialer/monolittiske polymerer
  • Silikonpolymerer

Siden 1950-tallet har silikon en lang historie med utbredt klinisk bruk med en konsistent og utmerket sikkerhets-/effektprofil. Det kjemiske navnet på silikon er polysiloksan. For tiden er det bare silikonelastomer som kan bearbeides individuelt ved hjelp av 3D-datamodellering og CAD/CAM-teknologi (dataassistert design/dataassistert produksjon). Produksjonsegenskapene påvirker produktets stabilitet og renhet. For eksempel, jo hardere implantatet er, desto mer stabilt er det. Et implantat som har en durometerhardhet på mindre enn 10 nærmer seg egenskapene til en gel og "etser" eller mister over tid noe av sitt interne molekylære innhold. Imidlertid har de fleste nyere studier av silikongelbrystimplantater ikke vist noen objektive sammenhenger mellom silikon og utvikling av sklerodermi, systemisk lupus erythematosus, systemisk vaskulitt, kollagenose eller andre autoimmune sykdommer. Tett silikonelastomer har en høy grad av kjemisk inertitet, er hydrofob, ekstremt stabil og forårsaker ikke giftige eller allergiske reaksjoner. Vevsreaksjonen på et tett silikonimplantat kjennetegnes av dannelsen av en fibrøs kapsel uten vevsinnvekst. Ved ustabilitet eller plassering uten tilstrekkelig bløtvevsdekning kan implantatet forårsake moderat lavgradig betennelse og muligens seromdannelse. Kapselkontraktur og implantatdeformasjon er sjeldne med mindre implantatet er plassert for overfladisk eller har migrert mot den overliggende huden.

• • Polymetylmetakrylat (akryl) polymer

Polymetylmetakrylatpolymer leveres som en pulverblanding, og når den katalyseres, blir den et svært hardt materiale. Stivheten og hardheten til akrylimplantater er et problem i mange situasjoner der store implantater må settes inn gjennom små hull. Det ferdige implantatet er vanskelig å tilpasse seg konturen til det underliggende beinet.

• • Polyetylen

Polyetylen kan produseres i en rekke konsistenser; for tiden er den mest populære formen porøs. Porøs polyetylen, også kjent som Medpore (WL Gore, USA), er stabil med minimal inflammatorisk reaksjon. Den er imidlertid tett og vanskelig å forme. Polyetylens porøsitet tillater betydelig innvekst av fibrøst vev, noe som gir god implantatstabilitet. Den er imidlertid ekstremt vanskelig å fjerne uten å skade det omkringliggende bløtvevet, spesielt hvis implantatet er plassert i områder med tynt bløtvevdekke.

• • Polytetrafluoretylen

Polytetrafluoretylen omfatter en gruppe materialer som har sin egen historie med klinisk bruk. Et velkjent merkenavn var Poroplast, som ikke lenger produseres i USA på grunn av komplikasjoner forbundet med bruken i kjeveledd. Under betydelig mekanisk belastning ble materialet utsatt for oppløsning etterfulgt av intens betennelse, infeksjon med dannelse av en tykk kapsel og til slutt utstøting eller eksplantasjon.

• • Porøs polytetrafluoretylen

Dette materialet ble opprinnelig produsert for bruk i kardiovaskulær kirurgi. Dyrestudier har vist at det tillater begrenset innvekst av bindevev, uten kapseldannelse og med minimal inflammatorisk respons. Den tidssporede inflammatoriske responsen er gunstig sammenlignet med mange materialer som brukes til ansiktskonturering. Materialet har vist seg å være egnet for subkutan vevsforstørrelse og for fremstilling av formede implantater. På grunn av mangelen på betydelig vevsinnvekst har ePTFE fordeler i subkutan vevsforstørrelse fordi det kan modifiseres på nytt og fjernes i tilfelle infeksjon.

• Tverrbundne polymerer

Nettpolymerer som Marlex (Davol, USA), Dacron – og Mersilene (Dow Corning, USA) har lignende fordeler – de er enkle å brette, sy sammen og forme; de tillater imidlertid innvekst av bindevev, noe som gjør fjerning av netting vanskelig. Polyamidnett (Supramid) er et nylonderivat som er hygroskopisk og ustabilt in vivo. Det forårsaker en svak fremmedlegemereaksjon som involverer flerkjernede kjempeceller, som over tid fører til nedbrytning og resorpsjon av implantatet.

• Metaller

Metallene er hovedsakelig rustfritt stål, vitalium, gull og titan. Med unntak av noen få tilfeller, som for eksempel fjærer på øvre øyelokk eller tannrestaureringer, der gull brukes, er titan det foretrukne metallet for langtidsimplantasjon. Dette skyldes høy biokompatibilitet og korrosjonsbestandighet, styrke og minimale demping av røntgenstråling under computertomografi.

• Kalsiumfosfat

Kalsiumfosfatbaserte materialer, eller hydroksyapatitter, stimulerer ikke beindannelse, men de gir et substrat som bein kan vokse på fra tilstøtende områder. Den granulære formen av hydroksyapatittkrystaller brukes i kjevekirurgi for å forsterke alveolærprosessen. Blokkformen av materialet brukes som et interposisjonsimplantat i osteotomier. Hydroksyapatitt har imidlertid vist seg å være mindre egnet for forstørrelse eller onlay-applikasjoner på grunn av dens skjørhet, vanskeligheter med å forme og konturere, og manglende evne til å tilpasse seg uregelmessigheter i beinoverflaten.

Autotransplantater, homografter og xenografter

Bruken av autografter som autologt bein, brusk og fett hemmes av komplikasjoner på donorstedet og begrenset tilgjengelighet av donormateriale. Bearbeidet bruskhomograft brukes til nasal rekonstruksjon, men er utsatt for resorpsjon og fibrose over tid. Andre materialer og injiserbare former er kommersielt tilgjengelige.

Vevsteknikk og produksjon av biokompatible implantater

I de senere årene har vevsteknikk blitt et tverrfaglig felt. Egenskapene til syntetiske forbindelser modifiseres for å levere aggregater av separerte celler til mottakere, som kan skape nytt funksjonelt vev. Vevsteknikk er basert på fremskritt innen mange felt, inkludert naturvitenskap, vevskultur og transplantasjon. Disse teknikkene tillater at celler suspenderes, noe som gir et tredimensjonalt miljø for dannelsen av en vevsmatrise. Matrisen fanger cellene, fremmer utveksling av næringsstoffer og gasser, med påfølgende dannelse av nytt vev i form av et gelatinøst materiale. En rekke bruskimplantater har blitt laget basert på disse nye prinsippene for vevsteknikk. Disse har inkludert leddbrusk, trakealringbrusk og ørebrusk. Injeksjoner av alginat, administrert med en sprøyte, har blitt brukt med hell for å lage brusk in vivo for behandling av vesikoureteral refluks. Dette resulterte i dannelsen av uregelmessig formede reir av bruskceller som forhindret tilbakestrømning av urin. Vevsteknikk kan gi presist formet brusk, og ulike typer konturerte ansiktsimplantater er for tiden under utvikling, bestående av immunkompatible celler og interstitiell substans. Innføringen av slike teknologier vil redusere antall komplikasjoner i donorområder og, som med alloplastiske implantater, redusere operasjonsvarigheten.

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