Gezichtsimplantaten en biomaterialen

De keuze van het biomateriaal voor implantatie vereist inzicht in de histopathologie van de interacties tussen materiaal en weefsel, evenals in de respons van de gastheer. Alle implantaatmaterialen induceren de vorming van een bindweefselkapsel dat een barrière vormt tussen het implantaat en de gastheer. Bijwerkingen zijn het gevolg van een onopgeloste ontstekingsreactie op het geïmplanteerde materiaal. Het gedrag van het implantaat hangt ook af van de configuratiekenmerken van de implantatieplaats, zoals de dikte van de bovenliggende huid, de littekenvorming in het weefselbed en de architectuur van het onderliggende bot, wat omstandigheden kan creëren voor implantaatinstabiliteit. Zo is de kans kleiner dat implantaten die dieper liggen en bedekt zijn met een dikke laag zacht weefsel, bloot komen te liggen of verschuiven. Andere belangrijke factoren, zoals het voorkomen van hematomen, seromen en infecties, zowel intraoperatief als postoperatief, dragen bij aan het voorkomen van implantaat-gastheerinteracties en het verhogen van de implantaatstabiliteit.

Het ideale implantaat

Het ideale implantaatmateriaal moet kosteneffectief, niet-toxisch, niet-antigeen, niet-carcinogeen, acceptabel voor de ontvanger en infectiebestendig zijn. Het moet ook inert, gemakkelijk te vormen, kneedbaar en implanteerbaar zijn en permanent de oorspronkelijke vorm behouden. Het moet tijdens de operatie gemakkelijk te vervormen en aan te passen zijn aan de behoeften van de ontvangende plek, zonder de integriteit van het implantaat in gevaar te brengen, en bestand zijn tegen thermische sterilisatie.

Gunstige oppervlakte-eigenschappen zijn essentieel voor de plaatsing en stabilisatie van implantaten; paradoxaal genoeg vergemakkelijkt dit ook aanzienlijk de verwijdering en vervanging zonder beschadiging van het omliggende weefsel. Immobilisatie van een implantaat betekent dat het levenslang op zijn plaats blijft. Implantaatmaterialen zoals siliconenelastomeer induceren de vorming van een omringend kapsel dat het implantaat op zijn plaats houdt, terwijl poreus polytetrafluorethyleen (ePTFE), dat minder ingekapseld is, wordt gefixeerd met minimale weefselingroei. Elk type materiaalinteractie met het ontvangende organisme biedt specifieke voordelen in verschillende klinische situaties. Materialen die significante weefselingroei en permanente fixatie induceren, zijn vaak ongewenst, vooral als de patiënt de correctie in de daaropvolgende jaren wil wijzigen. Het natuurlijke inkapselingsproces van siliconen en minimale oppervlakte-ingroei in ePTFE-implantaten garanderen immobiliteit en maken het mogelijk de implantaten te vervangen zonder beschadiging van het omliggende zachte weefsel.

Een ideale implantaatvorm zou taps toelopende randen moeten hebben die overgaan in het aangrenzende botoppervlak, waardoor een niet-palpeerbare, onwaarneembare overgang naar de omliggende ontvangstzone ontstaat. Een kunststof implantaat dat zich goed aanpast aan de onderliggende structuren, wordt nog minder mobiel. De vorm van het buitenoppervlak zou de natuurlijke anatomische configuratie van het gebied moeten imiteren. Het nieuwe siliconenimplantaat Conform (Implantech Associates, VS) is ontworpen om de compatibiliteit met het onderliggende botoppervlak te verbeteren. Implantaten die gegoten zijn met een nieuw type mesh-oppervlak verminderen bijvoorbeeld het vormgeheugen van het siliconenelastomeer en verbeteren de flexibiliteit ervan. Een betere aanpasbaarheid aan oneffen botoppervlakken vermindert de kans op verschuiving en voorkomt de vorming van dode ruimte tussen het implantaat en het onderliggende bot. De hernieuwde interesse in onderzoek en ontwikkeling van biomaterialen heeft geleid tot de ontwikkeling van composietimplantaten (bestaande uit siliconen en ePTFE) die de voordelen van beide biomaterialen beloven te combineren bij gebruik in aangezichtschirurgie (persoonlijke communicatie, Implantech Associates en Gore, 1999).

Biomaterialen voor implantaten

• Polymeermaterialen/monolithische polymeren
  • Siliconenpolymeren

Siliconen hebben sinds de jaren 50 een lange geschiedenis van wijdverbreid klinisch gebruik met een consistent, uitstekend veiligheids-/effectiviteitsprofiel. De chemische naam voor siliconen is polysiloxaan. Momenteel kan alleen siliconenelastomeer individueel worden verwerkt met behulp van 3D-computermodellering en CAD/CAM-technologie (computerondersteund ontwerp/computerondersteunde productie). Productie-eigenschappen hebben invloed op de stabiliteit en zuiverheid van het product. Hoe harder het implantaat bijvoorbeeld, hoe stabieler het is. Een implantaat met een durometerhardheid van minder dan 10 benadert de eigenschappen van een gel en "etst" of verliest na verloop van tijd een deel van zijn interne moleculaire inhoud. De meest recente studies naar siliconengelborstimplantaten hebben echter geen objectief verband aangetoond tussen siliconen en de ontwikkeling van sclerodermie, systemische lupus erythematodes, systemische vasculitis, collageenziekte of andere auto-immuunziekten. Dicht siliconenelastomeer heeft een hoge mate van chemische inertie, is hydrofoob, extreem stabiel en veroorzaakt geen toxische of allergische reacties. De weefselreactie op een dicht siliconenimplantaat wordt gekenmerkt door de vorming van een fibreus kapsel zonder weefselingroei. Bij instabiliteit of plaatsing zonder adequate bedekking van het zachte weefsel kan het implantaat matige, lichte ontsteking en mogelijk seroomvorming veroorzaken. Kapselcontractuur en vervorming van het implantaat komen zelden voor, tenzij het implantaat te oppervlakkig is geplaatst of naar de bovenliggende huid is gemigreerd.

• • Polymethylmethacrylaat (acryl) polymeer

Polymethylmethacrylaatpolymeer wordt geleverd als een poedermengsel en wordt na katalyse een zeer hard materiaal. De stijfheid en hardheid van acrylimplantaten vormen een probleem in veel situaties waarin grote implantaten door kleine gaatjes moeten worden geplaatst. Het voltooide implantaat is moeilijk aan te passen aan de contouren van het onderliggende bot.

• • Polyethyleen

Polyethyleen kan in verschillende consistenties worden geproduceerd; momenteel is poreus de meest populaire vorm. Poreus polyethyleen, ook bekend als Medpore (WL Gore, VS), is stabiel en vertoont een minimale ontstekingsreactie. Het is echter dicht en moeilijk te vormen. De porositeit van polyethyleen maakt aanzienlijke ingroei van vezelachtig weefsel mogelijk, wat zorgt voor een goede stabiliteit van het implantaat. Het is echter extreem moeilijk te verwijderen zonder het omliggende zachte weefsel te beschadigen, vooral als het implantaat zich bevindt in gebieden met een dunne laag zacht weefsel.

• • Polytetrafluorethyleen

Polytetrafluorethyleen omvat een groep materialen met een eigen klinische geschiedenis. Een bekende merknaam was Poroplast, dat in de Verenigde Staten niet meer wordt geproduceerd vanwege complicaties die gepaard gaan met het gebruik ervan in kaakgewrichten. Onder aanzienlijke mechanische belasting was het materiaal onderhevig aan desintegratie, gevolgd door intense ontsteking, infectie met vorming van een dik kapsel en uiteindelijk expulsie of explantatie.

• • Poreus polytetrafluorethyleen

Dit materiaal werd oorspronkelijk geproduceerd voor gebruik in de cardiovasculaire chirurgie. Dierstudies hebben aangetoond dat het beperkte ingroei van bindweefsel mogelijk maakt, zonder kapselvorming en met minimale ontstekingsreactie. De tijdgeregistreerde ontstekingsreactie is gunstig vergeleken met veel materialen die worden gebruikt voor gezichtscontouring. Het materiaal is geschikt gebleken voor subcutane weefselvergroting en voor de vervaardiging van gevormde implantaten. Door het ontbreken van significante weefselingroei heeft ePTFE voordelen bij subcutane weefselvergroting, omdat het opnieuw kan worden gemodificeerd en verwijderd in geval van een infectie.

• Vernetwerkte polymeren

Meshpolymeren zoals Marlex (Davol, VS), Dacron en Mersilene (Dow Corning, VS) hebben vergelijkbare voordelen: ze zijn gemakkelijk te vouwen, te hechten en te vormen; ze laten echter ingroei van bindweefsel toe, waardoor het verwijderen van de mesh lastig is. Polyamide mesh (Supramid) is een nylonderivaat dat hygroscopisch en in vivo instabiel is. Het veroorzaakt een zwakke reactie met vreemd lichaam, waarbij meerkernige reuzencellen betrokken zijn, wat na verloop van tijd leidt tot degradatie en resorptie van het implantaat.

• Metalen

De metalen zijn voornamelijk roestvrij staal, vitalium, goud en titanium. Op een paar uitzonderingen na, zoals veertjes in het bovenooglid of tandrestauraties, waarbij goud wordt gebruikt, is titanium het metaal bij uitstek voor implantaten op lange termijn. Dit komt door de hoge biocompatibiliteit en corrosiebestendigheid, sterkte en minimale demping van röntgenstraling tijdens computertomografie.

• Calciumfosfaat

Materialen op basis van calciumfosfaat, oftewel hydroxyapatieten, stimuleren de botvorming niet, maar ze vormen wel een substraat waarop bot vanuit aangrenzende gebieden kan groeien. De korrelige vorm van hydroxyapatietkristallen wordt gebruikt in de kaakchirurgie om de processus alveolaris te versterken. De blokvorm van het materiaal wordt gebruikt als interpositie-implantaat bij osteotomieën. Hydroxyapatiet is echter minder geschikt gebleken voor augmentatie- of onlaytoepassingen vanwege de kwetsbaarheid, de moeilijkheid om te vormen en te contouren, en het onvermogen om zich aan te passen aan onregelmatigheden in het botoppervlak.

Autograften, homograften en xenograften

Het gebruik van autotransplantaten, zoals autoloog bot, kraakbeen en vet, wordt belemmerd door complicaties op de donorplaats en de beperkte beschikbaarheid van donormateriaal. Bewerkt kraakbeenhomotransplantaat wordt gebruikt voor neusreconstructie, maar is na verloop van tijd onderhevig aan resorptie en fibrose. Andere materialen en injecteerbare vormen zijn commercieel verkrijgbaar.

Weefseltechniek en het creëren van biocompatibele implantaten

De laatste jaren is weefseltechniek een interdisciplinair vakgebied geworden. De eigenschappen van synthetische verbindingen worden aangepast om aggregaten van gescheiden cellen in ontvangers te brengen, waardoor nieuw functioneel weefsel kan ontstaan. Weefseltechniek is gebaseerd op ontwikkelingen in vele vakgebieden, waaronder de natuurwetenschappen, weefselkweek en transplantatie. Deze technieken maken het mogelijk cellen te suspense, waardoor een driedimensionale omgeving ontstaat voor de vorming van een weefselmatrix. De matrix omsluit de cellen en bevordert de uitwisseling van voedingsstoffen en gassen, met de daaropvolgende vorming van nieuw weefsel in de vorm van een gelatineachtig materiaal. Op basis van deze nieuwe principes van weefseltechniek zijn een aantal kraakbeenimplantaten ontwikkeld. Deze omvatten gewrichtskraakbeen, tracheale ringkraakbeen en oorkraakbeen. Injecties met alginaat, toegediend met een spuit, zijn met succes gebruikt om in vivo kraakbeen te creëren voor de behandeling van vesicoureterale reflux. Dit resulteerde in de vorming van onregelmatig gevormde nesten van kraakbeencellen die de terugstroom van urine verhinderden. Weefseltechnologie kan nauwkeurig gevormd kraakbeen opleveren, en er worden momenteel verschillende soorten gezichtsimplantaten ontwikkeld, bestaande uit immuuncompatibele cellen en interstitiële substantie. De introductie van dergelijke technologieën zal het aantal complicaties in donorgebieden verminderen en, net als bij alloplastische implantaten, de operatieduur verkorten.

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