Helsingin yliopisto

 

Helsingin yliopiston verkkojulkaisut

University of Helsinki, Helsinki 2006

Applications of coralline hydroxyapatite with bioabsorbable containment and reinforcement as bone graft substitute

An experimental study

Pekka Ylinen

Doctoral dissertation, April 2006.
University of Helsinki, Faculty of Medicine, Institute of Clinical Medicine and Helsinki University Central Hospital and University of Helsinki, The Department of Orthopaedics and Traumatology and University of Helsinki, Faculty of Veterinary Medicine, The Department of Surgery and Tampere University of Technology, The Institute of Biomaterials and ORTON Research Institute, Invalid Foundation.

Kokeellinen tutkimus biohajoavalla materiaalilla päällystetyn ja vahvistetun korallipohjaisen hydroksiapatiitin käytöstä luunkorvikkeena.

Hydroksiapatiittia (HA) käytetään synteettisenä, ei resorboituvana luunkorvikkeena atrofioituneen ienharjanteen nostossa, luukystien tai luupuutosten täytteenä ja selkärangan luudutuksissa. Tutkimuksen tarkoituksena oli selvittää miten jauhemaisen tai kappalemuotoisen HA:n käyttöä luunkorvikkeena voitaisiin parantaa käyttämällä HA-siirrettä yhdessä elimistössä liukenevan, siirteen muotoa ylläpitävän tai sen mekaanista lujuutta vahvistavan päällysteen kanssa.

Jauhemaisen HA-siirteen pysyvyyttä ja kudosten sisäänkasvua tutkittiin lampaan alaleuan luuharjanteessa vertaamalla HA-siirteen annostelua limakalvon alaiseen "taskuun" ilman muottia, siirteen muotoa ylläpitävän biohajoavan polyglycolidi(PGA)-muotin kanssa, ja sekä muotin että HA-jauhetta sitovan biohajoavan polyglycolidi/polylaktidi (PGA/PLA)-sideaineen kanssa. PGA-muotti ja PGA/PLA-sideaine paransivat HA-siirteen pysyvyyttä leukaluuharjanteen päällä mutta niiden käyttö altisti limakalvohaavaumille ja infektioille. Biohajoava muotti ja sideaine lisäsivät HA:n sisään kasvaneen sidekudoksen määrää mutta vähensivät luun muodostumista siirteen sisällä. Luun sisäänkasvu onnistui parhaiten annosteltaessa HA:a ilman muottia tai sideainetta. Biohajoava sideaine HA-siirteessä esti luutumisen lähes kokonaan ja siirteessä tavattiin monitumaisia vierasesinetyyppisiä soluja. Tutkimus osoitti, että jauhemaisen HA:n pysyvyyttä leukaluuharjanteen päällä voidaan parantaa PGA-muotin avulla mutta sen käyttö huonontaa siirteen luutumista ja lisää riskiä leikkausalueen limakalvohaavaumille ja siirteen infektoitumiselle.

Kappalemuotoisia, korallipohjaisia HA-implantteja vahvistettiin niiden mekaanisen lujuuden parantamiseksi pinnoittamalla ne osittain PGA- tai poly-l-laktidi/poly-dl-laktidikomposiitti(PDLLA)-kuiduilla. Kuituvahvisteisteiset HA-implantit luutuivat kokeellisissa kanin sääriluudefekteissä nopeasti. Sekä implantin sisään kasvaneen sidekudoksen että luun määrät olivat yhtä suuret pinnoitustyypistä riippumatta eikä kuituvahvisteilla ollut histologisesti luutumisen kannalta haitallisia vaikutuksia. Implantin sisälle muodostuvan luun määrä jakautui luun kuormitusolosuhteiden mukaisesti; muodostuneen luun määrä oli suurempi korteksin alueella ja kortikaalisissa defekteissä kuin hohkaluualueen defekteissä.

Kuituvahvisteisia HA-implantteja tutkittiin myös kokeellisessa nikamasolmukkeiden välisessä anterioorisessa luudutuksessa minisioilla ja kasvavilla sioilla. Implantit asetettiin välilevytilaan "stand alone" ylläpitämään välilevytilaa niin, että ne samalla mahdollistaisivat nikamakorpusten välisen luutumisen. Seurannassa PGA- ja PDLLA vahvisteiset HA-implantit murtuivat ja tila ahtautui samalla tavalla kuin välilevyn poiston jälkeen. Natiiviröntgentutkimuksen perusteella nikamavälin luutumisaste arvioitiin paremmaksi verrattuna histologiseen luutumiseen, sen sijaan CT-tutkimuksen perusteella arvioitu luutuminen korreloi hyvin todellisen histologisen luutumisen kanssa. Histologista luunmuodostusta todettiin vahvistetuissa korallipohjaisissa implanteissa vain vähän, pääasiassa 16-24 viikon seurannan jälkeen, mutta yhtenäistä luusiltaa yli koko implantin ei muodostunut. Vertailuna tutkituissa synteettisestä HA:sta valmistetuissa implanteissa ei ollut lainkaan luunmuodostusta. HA-implanttien murtuminen, nikamavälin ahtautuminen ja sekundaariset muutokset kuten nikamien edessä kulkevan ligamentin luutuminen, anterioriset ja posterioriset osteofyytit sekä paikallinen kyfooosi osoittivat että nikamaväli jäi instabiiliksi eikä myöskään HA-implantin ja verestetyn päätelevyn välinen kontakti ei pysynyt stabiilina.

Yhteenvetona tutkimus osoitti, että korallipohjaista hydroksiapatiittia voidaan käyttää luunkorvikkeena silloin kun siirteeseen ei kohdistu merkittävää ulkoista kuormitusta. HA-siirteiden pinnoitus PGA- tai PDLLA-kuiduilla tai PGA-muotilla ei estä HA:n luutumista jos pinnoitteet on tehty niin että ne ainakin osittain mahdollistavat HA:n ja isäntäluun suoran ja stabiilin kontaktin.

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 20.04.2006

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