Helsingin yliopisto

 

Helsingin yliopiston verkkojulkaisut

University of Helsinki, Helsinki 2006

Evaluation of the Biocompatibility of Poly (ortho ester), Copolymer of ε-caprolactone/D,L-lactide and the Composite of Copolymer of ε-caprolactone/D,L-lactide and Tricalciumphosphate as Bone Filling Material

Marja Ekholm

Doctoral dissertation, April 2006.
University of Helsinki, Faculty of Medicine, Institute of Clinical Medicine, Helsinki University Central Hospital, Department of Oral and Maxillofacial Surgery and University of Helsinki, Institute of Dentistry, Department of Oral and Maxillofacial Surgery and University of Helsinki, Institute of Dentistry, Department of Oral Pathology and University of Helsinki, Faculty of Veterinary Medicine, Department of Clinical Veterinary Sciences and Tampere University of Technology, Institute of Biomaterials and University and University Hospital of Tampere, REGEA- Institute for Regenerative Medicine and Medical School.

Tutkimuksen tausta

Kasvojen ja leukojen alueella luupuutoksia voi syntyä trauman, tulehdusten ja synnynnäisten epämuodostumien seurauksena. Kasvainten poiston jälkeen tarvitaan myös luuta korvaamaan menetettyä kudosta. Luuta voidaan menettää myös hampaiden kiinnityskudossairauksissa sekä hampaiden poistojen seurauksena.

Nykyisin luupuutosten korvaamiseen käytetään potilaan omaa luuta, toisesta henkilöstä saatua luuta tai erilaisia luuta korvaavia materiaaleja. Suu- ja leukakirurgiassa käytetään useimmiten potilaan omaa luuta korvaamaan kudospuutosta. Luusiirteitä voidaan ottaa luuston eri kohdista mm. suoliluusta, kylkiluusta, sääriluusta sekä ala- tai yläleuasta. Lisäksi voidaan käyttää erilaisia vieraan henkilön luusta valmistettuja luuvalmisteita sekä kalsiumfosfaattiyhdisteitä, bioaktiivista lasia sekä erilaisia polymeerejä. Henkilön omaa luuta käytettäessä vaatii kirurginen toimenpide enemmän aikaa ja saattaa aiheuttaa luovutuskohdan kipua. Seurauksena voi olla myös hermovaurio. Luusiirteen koko saattaa myös pienentyä merkittävästi asettamisen jälkeen. Kalsiumfosfaattiyhdisteiden, bioaktiivisen lasin ja erilaisten polymeerien käsiteltävyys on joskus hankalaa eivätkä ne ole yhtä hyviä luuta korvaavina materiaaleina kuin potilaan oma luu.

Tämän vuoksi on luuta korvaavien materiaalien kehittäminen tärkeää. Näillä on tiettyjä etuja verrattuna henkilön omaan luusiirteeseen. Materiaalin saatavuus ei ole rajoitettu, valmiste on heti käyttövalmiina ja potilas välttää toisen leikkauskohdan kivun ja epämukavuuden. Tällä tavoin saavutetaan myös kustannussäästöjä. Elimistössä hajoavia polymeerejä on kehitetty jo yli 30 vuoden ajan. Niitä voidaan käyttää silloin, kun elimistössä tarvitaan väliaikaisesti keinotekoista materiaalia korvaamaan, lisäämään tai tukemaan omaa kudosta. Kudoksen parantuessa hajoaa elimistölle vieras materiaali ja korvautuu vähitellen omalla kudoksella. Elimistölle vieras materiaali aiheuttaa kuitenkin aina kudosreaktion, joka tulisi tarkasti määrittää ennen materiaalin käyttämistä luun korvikkeena.

Tutkimuksen tavoite

Tutkimuksen tavoitteena oli arvioida kahden elimistössä hajoavan polymeerin sopivuutta luupuutosten täyttömateriaaliksi. Tehdyssä työssä tutkittiin näiden polymeerien aiheuttamia kudosreaktioita ja hajoamisaikaa.

Menetelmät

Koemateriaaleina käytettiin kahta erilaista polymeeria. Ensimmäinen polymeeri oli kiinteä poly (orto esteri) (POE 140 ja POE 46), joka oli steriloitu kahdella eri menetelmällä (gamma- ja etyleenioksidisterilointi). Toinen polymeeri oli tahnamainen ε-kaprolaktoni/laktidi-kopolymeeri, joko sellaisenaan tai seostettuna trikalsiumfosfaatilla (komposiitti). Komposiitissa A oli kopolymeerin ja trikalsiumfosfaatin suhde 50:50 ja komposiitissa B 27:73. Tutkimus suoritettiin koe-eläinmalleilla. Luunäytteet tutkittiin histologisesti ja radiologisesti ja pehmytkudosnäytteet histologisesti, immunohistokemiallisesti sekä elektronimikroskooppisesti.

Tulokset

POE 140 aiheutti lievästä kohtalaiseen tulehdusreaktion luussa ja sen hajoamisaika oli kahdeksan viikkoa gammasteriloiduilla polymeerilla ja 13 viikkoa etyleenioksidisteriloidulla polymeerilla. POE 46 aiheutti kohtalaisen tulehdusreaktion luussa ja sen hajoamisaika oli yli 24 viikkoa. Gammasteriloitu POE hajosi nopeammin kuin etyleenioksidisteriloitu POE. Kopolymeeri ja komposiitit aiheuttivat kohtalaisen tulehduksen luukudoksessa. Kopolymeerin ja komposiitti B:n hajoamisaika oli yli vuoden ja komposiitti A:n hajoamisaika oli yli neljä kuukautta. Kaikki tutkitut polymeerit ja komposiitit aiheuttivat ns. vierasesinereaktion. Solunulkopuolisten glykoproteiinien, tenaskiinin ja fibronektiinin esiintyvyys todettiin suhteellisen alhaiseksi. Elektonimikroskooppisesti arvioituna oli sidekudoksen rakenne normaali.

Johtopäätökset

Kiinteä gammasteriloitu POE 140 voisi sopia luudefektien täyttömateriaaliksi lyhyen hajoamisajan ja sen aiheuttaman lievän/kohtalaisen tulehdusreaktion vuoksi. Kiinteä materiaali oli kuitenkin hankala käsitellä ja asettaa luupuutosalueelle. Kopolymeerin hajoamisaika oli liian pitkä ja käsiteltävyys huono. Molemmat komposiitit olivat helppoja käsitellä. Niiden hajoamisaika oli kuitenkin liian pitkä sekä luussa että pehmytkudoksessa. Komposiitit aiheuttivat kohtalaisen tulehdusreaktion luussa. Kopolymeeriä tai komposiitteja ei voi suositella luupuutosten täyttömateriaaleiksi.Tulevaisuudessa elimistössä hajoavien ja ei-hajoavien polymeerien kehittyminen sekä kantasoluhoidot avaavat täysin uusia mahdollisuuksia leukojen alueen luupuutosten hoitoon.

Julkaisun nimiösivu

This publication is copyrighted. You may download, display and print it for Your own personal use. Commercial use is prohibited.

© University of Helsinki 2006

Last updated 05.04.2006

Yhteystiedot, Contact information E-thesis Helsingin yliopisto, University of Helsinki