Bioanyagok

Bioanyagok, implantátumok, mint életünk részei

A lakosság átlagos életkorának növekedésével a sérült humán szervek vagy szövetek pótlására szolgáló bioanyagok iránti igény folyamatosan növekszik. A fogorvostudomány célkitűzése évszázadok óta, hogy olyan bioanyagokat fejlesszen ki amely a szájban található agresszív körülményeket(étel, kopás, nagy rágási erő, extrém pH 3-9 és hőmérséklet 5-55 C, baktériumok stb. ) is kibírják.

Bioanyag más néven alloplasztikus anyag: élő szervek, szervrészek pótlására szolgáló készülékekben használt szintetikus anyag, amely az élő szövetekkel szoros kapcsolatban működni képes pl. fogászati implantátum, szabályozott adagolású gyógyszer, mesterséges bőr, ízület, szerv, érpótlás. Nem inert anyagok (inert anyag = közömbös anyag, amely az adott feltételek között a rendszert alkotó anyagok egyikével sem reagál) : valamilyen mértékű lebontódás mindig végbemegy, de ennek mértéke és toxicitása elfogadható a szervezet számára.

Osztályozása anyaguk szerint: fém, kerámia, polimer kompozit, hidrogél, természetes anyagok: pl. kollagén, hydroxilapatit.
Biointegráció: az alloplasztikus anyag az élő szövetekkel közvetlen kapcsolatba kerül, ott funkcióját hosszú ideig képes fenntartani és ez idő alatt biológiai környezetére károsító hatást nem fejt ki.

Az alloplasztikus anyagok beépülése a szervezetbe több tényezőtől függ pl. az anyag térfogata, felületi tulajdonságai, kivitelezése, biokompatibilitása, a sebészi beültetés technikája, a beteg egészségi állapota és életmódja.
Biokompatibilitás: a mesterséges anyag befogadása a környező szövetek és a szervezet egésze által. Dinamikus, állandóan változó jelenség. Amennyiben a szervezet egészségi állapota változik, a beültetett anyag biokompatibilitása is megváltozhat. Biokompatibilitási szabványok határozzák meg az anyagok használhatóságát a szervezetben.

Biológiai válasz szempontjából fontos tulajdonságok: kémiai összetétel, kristályszerkezet típusa, felület érdessége, felület alkalmazkodási képessége, felületi energia (hidrofíl, hidrofób tulajdonság)
Bioanyagok felületi tulajdonságai: más, mint az anyag belsejében, reaktív, felületi energiával rendelkezik, könnyen szennyeződik, alkalmazkodó képesség (változékonyság), befolyásolja az adott biológiai környezet válaszát.

Biofelismerés: a biológiai környezet leolvassa, felismeri az adott felület tulajdonságait és annak megfelelően válaszol.
Fogászati implantátumok esetében a bioanyagok hosszú távú sikerességének feltételei: teljes osszeointegráció (elhorgonyzás a csontban), jó periimplantális, zárás, gingivális tapadás, megfelelő, felépítmény által közvetített erőátvitel.

Osszeointegráció: az a közvetlen biológiai kapcsolat az élő csont és az implantátum felszíne között, amely lehetővé teszi a rágóerő közvetlen átvitelét az implantátum testen keresztül a megfelelően szilárd támasztószövetre

1937 Harvard Egyetem Srtock első vitallium(nemesacél) fogászati implantátum
1948 G. Dahl első subperiostealis fogászati implantátum
1965 Braenemark első titán csavar alakú fogászati implantátum beültetés
1967 Linkow, Ralph és Harold Roberts első enosseali penge fogászati implantátum
1982 Torontói Konferencia osszeointegráció fogalmának elfogadása

Az implantátumok alapanyagaként leggyakrabban a titánt és annak ötvözeteit használják, mert ezek rendelkeznek a legjobb tulajdonságokkal az osszeointegráció szempontjából. Élettartamuk hosszú és jól megbecsülhető. A titán különleges tulajdonságai: alacsony atomsúly (47,87), acélnál könnyebb (45%-al), de ugyanolyan erős, kis sűrűség(4,51 g/cm3), csekély hővezető képesség(21,9J/(m s K)), rugalmassági állandója megközelíti a csontét (116GPa), jó rtg árnyékot ad, kiemelkedően korrózióálló, jó biokompatibilitás: stabil TiO2 réteg rövid idő alatt és ez megvédi a további szennyeződésektől, magas dielektrormos állandó miatt képes van der Wals kötések létrehozására az odaérkező biomolekulákkal.

Implantátumok felületének módosítása: fizikai-kémiai (felületi kémiai reakciók: oxidáció, savmaratás) homokfúvás, felszín bevonása (oldószer, fém, CaPO4), palzmaszórás, lézer abláció) és biokémiai (polipeptid réteg a felszínen) módszerekkel.

Fogászati implantátumok
800-1200 különböző rendszer ismert a világon, amelyek közül valamennyi jelentősebb Magyarországon is elérhető. A szakirodalom szerint a titánból és ötvözeteiből készült körszimmetrikus implantátumok alkalmazhatósága a legmegbízhatóbb, ezért mi is ezeket használjuk kezeléseink során. A különböző implantátum típusok számos tulajdonságban megegyeznek, de számosban különböznek is egymástól. A szakirodalom gondos tanulmányozása során választottuk ki azokat, amelyek betegeink számára a legmegfelelőbbek és azokat használjuk munkánk során. Igyekeztünk olyan rendszereket keresni, amelyek minden tekintetben magas színvonalú technikát képviselnek és folyamatos fejlesztés áll mögöttük.

Implantátumok típusai
A ma használatban lévő implantátumok anyaga nagytisztaságú titán, vagy annak ötvözete. Ezek az anyagok olyan biológiai tulajdonságokkal rendelkeznek, melyek lehetővé teszik, hogy a csontsejtek a felszín kis pórusaiba integrálódjanak (osszeointegráció). Anyaguk a szervezet számára biokompatibilis, szövetbarát, gyulladást, immunreakciót nem vált ki.

A megfelelő módon beültetett implantátumok élettartamát hosszú távon azonban a páciens szájhigiéniája határozza meg. A folyamatos szájhigiéniás kontroll, az általunk megtanított rendszeres ápolás nélkülözhetetlen ahhoz, hogy az implantációs fogpótlás mind funkcióját, mind esztétikáját tekintve évtizedekig eredményes legyen.

Jelenleg az alábbiakban felsorolt implantációs rendszereket használjuk munkánk során. Ezek a rendszerek anyagukban, formájukban, kialakításukban, felületkezelésükben különböznek egymástól. Kiválasztásuknál azt a szempontot tartottuk, a legfontosabbnak, hogy betegeink számára, minden körülmények között a legmegfelelőbbet tudjuk ajánlani.
NobelBiocare www.nobelbiocare.com
Osstem www.osstem.com

Csontpótló anyagok
Az elveszett emberi csont pótlására irányuló törekvések az években számos arc-állcsont sebészeti célra is alkalmas anyag kifejlesztéséhez vezettek. Amikor egyáltalán nincs elegendő csont az implantátum behelyezéséhez és implantátumom megtámasztott fogpótlást szeretnénk, akkor egyértelmű, hogy csontpótlást kell végezni. Azonban a fogászati implantáció ma már a rágóképesség helyreállításán túl az esztétikai szempontokra is jelentős hangsúlyt fektet. Ehhez azonban elegendő csontra van szükség a megfelelő helyen. Számos esetben az implantátum helyét, behelyezésének irányát az elkészítendő fogpótlás funkcionális és esztétikai követelményei határozzák meg. Ebből következik, hogy akkor is szükség lehet csontpótlásra, ha hosszan tartó jó funkcionális és esztétikai eredményt akarunk elérni.

A csontpótló anyagok: a csontseb gyógyítására használt, helyfenntartó szerepet betöltő és csontképződést serkentő tulajdonságokkal bíró, átépülés után teljesen felszívódó anyagok. Azért van rájuk szükség, mert használatuk nélkül a gyorsabban gyógyuló sejtek pl. hám, kötőszövet kitöltenék a csonthiányt és nem képződne csont.
Különböző típusai ismertek:

• Autogén csont – emberi saját csont. A legjobb csontpótló anyag, de hátránya hogy kinyeréséhez további műtét szükséges. Sajnos nem áll kellő mennyiségben rendelkezésre, ezért szinte mindig keverjük más csontpótló anyagokkal. A saját csont nyerésének területei: az állcsúcs alsó metszőfogak alatti területe, az állkapocs szöglete, a felső utolsó őrlőfogak mögötti csont területe, ritka esetben a csípőlapát hátsó területéből vagy a sípcsont térdkalács alatti területéről, vagy a koponya csontból nyerünk saját csontot.
•  Allogén csontpótló – más emberből származó csont. Ehhez csontszövetet más minden ismert átvihető betegségtől mentes ember műtét során (pl. csípőprotézis behelyezés) eltávolított csontjából nyerik ki és különleges eljárással sterilizálják, hogy semmilyen kórokozót vagy betegséget ne lehessen átvinni.
• Alloplasztikus csontpótló – szintetikusan előállított csontpótló anyag. Az alapvegyületük két típusú lehet: ß-tri-kálciumfoszfát vagy hidroxilapatit. Sajnos csontosodási folyamatuk nem mindig 100%-os és a csontosodási idő is sok esetben meghaladja a 6 hónapot (ilyet nem használunk kezeléseink során).
• Xenogén csontpótló – állati eredetű csontpótló anyag. Leggyakrabban sertéscsontból és szarvasmarha csontjából készítik. Az állati csontszövetet többlépcsős eljárásokkal fertőzés- és prionmentesítik, majd sterilizálják. Az így nyert teljesen szervetlen csontállomány mikroszkóposan megtévesztően hasonlít az emberi csont szerkezetére, és alkalmas humán gyógyászati felhasználásra. A leggyakrabban használt és a legnagyobb szakirodalommal rendelkező csontpótló anyag típus.

A DialogDental fogászat és szájsebészet rendelőjében a Botiss, Geistlich és NobelBiocare marha és sertés csontból származó csontpótló termékeit és membránjait alkalmazzuk. Bővebben ezekről az anyagokról a www.osteobiol.com, www.geistlich-pharma.com, www.botiss.com, www.osteogenics.com oldalon olvashat.