DT News - Czech Republic and Slovakia - Kraniofaciální chirurgie: Růst individualizovaných kostních implantátů v pacientovi

Dental Tribune International

Pá. 17 května 2019

uložit

Houston, USA: Pacienti, kteří trpí ztrátou kosti dolní čelisti zapříčiněnou rakovinou, infekcí, úrazem nebo vrozeným onemocněním, žijí s kostními defekty, jež jsou esteticky a funkčně problematické. Vědci z univerzity v Rice vyvinuli techniku vytváření tkáně přizpůsobené konkrétnímu defektu: spočívá v implantování 3D tištěného bioreaktoru do žebra. Kmenové buňky a krevní cévy z žebra vrostou do přirozeného kostního materiálu, který je přizpůsoben pacientovi a může být transplantován do dolní čelisti.

Cílem výzkumu bylo zdokonalit kraniofaciální rekonstrukci využitím přirozených hojivých schopností těla. Tato technika byla vyvinuta proto, aby nahradila současné techniky rekonstrukce, které využívají autogenních kostních štěpů odebraných z různých oblastí, jako je dolní končetina, kyčle a rameno.

„Hlavní novinkou tohoto výzkumu je využití 3D tištěného bioreaktoru při růstu kosti v jiné části těla, zatímco připravujeme defekt na to, aby přijal nově vzniklou tkáň,“ uvedl spoluautor dr. Antonios Mikos, profesor bioinženýrství z Nadace Louise Caldera a oboru chemického a biomolekulárního inženýrství na univerzitě.

Vědci vytvořili obdélníkový defekt v dolních čelistech ovcí. Vyrobili šablonu pro 3D tisk a vytiskli implantovatelnou formu a distanční vložku, obojí z PMMA, známého také jako kostní cement. Úkolem distanční vložky bylo podporovat hojení a zabránit zjizvené tkáni, aby zaplnila oblast defektu.

Ze zvířecího modelu žebra odstranili dostatek kosti, aby odkryli periost, který sloužil jako zdroj kmenových buněk a cév pro implantaci štěpového materiálu do formy. Testované skupiny dostaly rozdrcenou kost žebra a syntetické materiály na bázi fosforečnanu vápenatého tvořící biologicky kompatibilní základ štěpu.

Forma s otevřenou částí žebra pro vytvoření těsného rozhraní zůstala na místě po dobu devíti týdnů, pak byla odebrána a přenesena do místa defektu, kde nahradila distanční vložku. Na zvířecích modelech se nová kost propojila se starou a kolem narostly měkké tkáně a oblast pokryly.

„Rozhodli jsme se použít žeber, protože jsou snadno přístupná a jsou bohatým zdrojem kmenových buněk a cév, které proniknou do štěpu a vrostou do nové kostní tkáně, která se přizpůsobí pacientovi,“ uvedl Mikos. „Není zapotřebí žádných exogenních růstových faktorů nebo buněk, které by komplikovaly proces zákonných schvalování a přechod ke klinickému použití.“

Podle Mikose byla volba PMMA na formu a distanční vložku snadným rozhodnutím, protože tento materiál je již několik desetiletí schválen jako zdravotnický prostředek pro biologické použití. Ve druhé světové válce, kdy se PMMA používal na čelní skla stíhacích letounů, lékaři zjistili, že střepiny, které vnikly do těl poraněných pilotů nezpůsobují zánět a byly proto považovány za neškodné.

„Je nám ctí, že se nám podařilo spojit tento různorodě talentovaný tým a přinést slibné výsledky do budoucího hojení zraněných vojáků a dalších pacientů, kteří potřebují rozsáhlejší ošetření čelisti a obličeje,“ řekl Mikos.

Studie s názvem „Biomaterials-aided mandibular reconstruction using in vivo bioreactors“ byla publikována online 18. března 2019 jako úvod do problematiky ve Sborníku Národní akademie věd Spojených států amerických.