Имплантаты и биоматериалы для лица

Решение о выборе биоматериала для имплантации требует понимания гистопатологии взаимодействия материала с тканями, а также ответа организма реципиента. Все материалы для имплантации вызывают образование соединительнотканной капсулы, которая создает барьер между имплантатом и организмом хозяина. Неблагоприятные реакции являются следствием неразрешившегося воспалительного ответа на имплантированный материал. Поведение имплантата также зависит от конфигурационных характеристик места имплантации, таких как толщина покрывающей кожи, рубцевание тканевого ложа и архитектуры подлежащих костей, которые могут создать условия для нестабильности имплантата. Например, имплантаты, расположеные более глубоко и покрытые толстым слоем мягких тканей, реже обнажаются или вытесняются. Другие важные факторы, такие как предотвращение формирования гематом, сером и присоединения инфекции, как во время операции, так и в послеоперационном периоде, вносят вклад в предотвращение взаимодействий имплантата с организмом хозяина и в увеличение стабильности имплантата.

Идеальный имплантат

Идеальный материал для имплантации должен быть экономически эффективен, нетоксичен, неантигенен, неканцерогенен, воспринимаем организмом-реципиентом и устойчив к инфекции. Он также должен быть инертным, легко формуемым, податливым, легко имплантируемым и способным постоянно поддерживать исходную форму. Он должен легко изменяться и подгоняться к потребностям реципиентной зоны во время операции, без нарушения целостности имплантата, и быть устойчивым при термической стерилизации.

Для установки и стабилизации имплантата важно наличие благоприятных поверхностных характеристик; парадоксально, но это также существенно облегчает удаление и заменяемость без повреждения окружающих тканей. Иммобилизация имплантата подразумевает, что он будет фиксирован на месте установки в течение всей жизни пациента. Материалы для имплантации, такие как силиконовый эластомер, вызывают образование окружающей капсулы, которая удерживает имплантат на месте, тогда как пористый политетрафторэтилен (пПТФЭ), который инкапсулируется в меньшей степени, фиксируется при минимальном врастании тканей. Каждый тип взаимодействия материала с организмом реципиента дает определенные преимущества в различных клинических ситуациях. Материалы, вызывающие значительное врастание тканей и постоянную фиксацию, часто нежелательны, особенно если пациент хочет менять коррекцию в последующие годы. Процесс естественной инкапсуляции силикона и минимальное поверхностное врастание в имплантаты из пПТФЭ обеспечивают неподвижность, в то же время позволяя заменять имплан-таты без повреждения окружающих мягких тканей.

Идеальный по форме имплантат должен иметь клиновидные края, которые сливаются с прилегающей поверхности кости, создавая непальпируемый, неощутимый переход к окружающей реципиентной зоне. Пластичный имплантат, хорошо адаптируемый к подлежащим структурам, становится еще менее подвижным. Форма его наружной поверхности должна имитировать естественную анатомическую конфигурацию данной области. Новый силиконовый имплантат Conform (Implantech Associates, США) сконструирован для улучшения совместимости с подлежащей костной поверхностью. Например, имплантаты, отлитые с новым типом сетчатой поверхности, уменьшают память формы силиконового эластомера и улучшают его гибкость. Лучшая адаптируемость к неравномерным костным поверхностям уменьшает вероятность смещения и предотвращает образование мертвого пространства между имплантатом и подлежащей костью. Возродившийся интерес к исследованиям и разработкам в области биоматериалов привел к появлению композитных имплантатов (состоящих из силикона и пПТФЭ), которые обещают сочетание преимуществ обоих биоматериалов при использовании в области хирургии лица (личное сообщение. Implantech Associates и Gore, 1999).

Биоматериалы для имплантатов

• Полимерные материалы/ монолитные полимеры
  • Силиконовые полимеры

Начиная с 50-х годов прошлого века, силикон имеет длинную историю широкого клинического применения с постоянным, отличным соотношением безопасности и эффективности. Химическое название силикона - поли-силоксан. В настоящее время только силиконовый эластомер может обрабатываться индивидуально с помощью трехмерного компьютерного моделирования и технологии CAD/САМ (автоматизированное проектирование/автоматизированное производство). Особенности производства имеют значение для стабильности и чистоты изделия. Например, чем тверже имплантат, тем он стабильнее. Имплантат, который имеет твердость (по дюрометру) менее 10, приближается по характеристикам к гелю и, со временем, "вытравливается" или утрачивает часть своего внутреннего молекулярного содержания. Однако большинство недавних исследований имплантатов для молочной железы с силиконовым гелем не показало никаких объективных связей силикона с развитием склеродермии, системной красной волчанки, системных васкулитов, коллагенозов или других аутоиммунных заболеваний. Плотный силиконовый эластомер имеет большую степень химической инертности, гидрофобен, чрезвычайно стабилен и не вызывает токсических или аллергических реакций. Тканевая реакция на плотный силиконовый имплантат характеризуется образованием фиброзной капсулы без врастания ткани. В случае нестабильности или установки без адекватного мягкотканного покрытия, имплантат может вызывать умеренное вялотекущее воспаление и, возможно, образование серомы. Контрактура капсулы и деформация имплантата происходит редко, если он не размещен слишком поверхностно или не мигрировал к покрывающей его коже.

• • Полиметилметакрилатный (акриловый) полимер

Полиметилметакрилатный полимер поставляется в виде порошковой смеси и, катализируясь, превращается в очень твердый материал. Жесткость и твердость акриловых имплантатов являются проблемой во многих ситуациях, при необходимости вводить большие имплантаты через маленькие отверстия. Готовый имплантат трудно подогнать к контуру подлежащей кости.

• • Полиэтилен

Полиэтилен может производиться в разнообразных консистенциях; в настоящее время наиболее популярная форма - пористая. Пористый полиэтилен, также известный как Medpore (W. L. Gore, США), стабилен при минимальной воспалительной реакции. Однако он плотный и плохо поддается формованию. Пористость полиэтилена допускает значительное врастание фиброзной ткани, что обеспечивает хорошую стабильность имплантата. Однако его чрезвычайно трудно удалить без повреждения окружающих мягких тканей, особенно если имплантат находится в зонах с тонким мягкотканным покрытием.

• • Политетрафторэтилен

Политетрафторэтилен охватывает группу материалов, которые имеют собственную историю клинического применения. Известной торговой маркой был Poroplast, который более н е производится в Соединенных Штатах из-за осложнений, обусловленных его применением в височно-ниж-нечелюстных суставах. При значительной механической нагрузке материал подвергался распаду с последующим интенсивным воспалением, инфицированию с образованием толстой капсулы и, в конечном счете, выталкиванием или эксплантацией.

• • Пористый политетрафторэтилен

Этот материал сначала производился для применения в сердечно-сосудистой хирургии. Исследования на животных показали, что он допускает ограниченное врастание соединительной ткани, без образования капсулы и с минимальной воспалительной реакцией. Прослеживаемая во времени воспалительная реакция выгодно отличается от таковой на многие материалы, применяемые для коррекции лица. Материал был признан приемлемым для увеличения объема подкожных тканей и для изготовления имплантатов с заданной формой. Из-за отсутствия значительного врастания ткани, пПТФЭ имеет преимущества при увеличении подкожных тканей, так как его можно вторично модифицировать и удалять в случае инфекции.

• Сетчатые полимеры

Сетчатые полимеры, такие как Marlex (Davol, США), Dacron - и Mersilene (Dow Corning, США), имеют сходные достоинства - легко складываются, пришиваются и формуются; однако они допускают врастание соединительной ткани, что затрудняет удаление сеток. Полиамидная сетка (Supramid) является производным нейлона, который гигроскопичен и нестабилен in vivo. Он вызывает слабую реакцию на инородное тело с участием многоядерных гигантских клеток, что со временем приводит к деградации и рассасыванию имплантата.

• Металлы

Металлы, в основном, представлены нержавеющей сталью, виталлием, золотом и титаном. Кроме отдельных случаев, например при изготовлении пружинок для верхних век или при стоматологических реставрациях, где используется золото, металлом выбора для долговременной имплантации является титан. Это обусловлено его высокой биосовместимостью и устойчивостью к коррозии, прочностью и минимальным затуханием рентгеновского излучения при компьютерной томографии.

• Фосфат кальция

Материалы на основе фосфата кальция, или гидроксиапатиты, не стимулируют выработку костного вещества, но они являются субстратом, на который может нарастать кость из прилегающих областей. Зернистая форма кристаллов гидроксиапатита используется в челюстно-лицевой хирургии для увеличения альвеолярного отростка. Материал в форме блоков применяется в качестве интерпозиционного имплантата при остеотомиях. Однако было доказано, что гидроксиапатит менее пригоден для увеличения или создания накладок из-за ломкости, трудности формования и контурирования, а также из-за неспособности адаптироваться к неравномерностям костной поверхности.

Аутотрансплантаты, гомотрансплантаты и ксенотрансплантаты

Применение аутотрансплантатов, таких как аутологичные кость, хрящ и жир, затрудняется осложнениями со стороны донорского ложа и ограниченной доступностью донорского материала. Обработанный хрящевой гомотрансплантат используется для реконструкции носа, но со временем подвергается рассасыванию и фиброзу. Коммерчески доступны и другие материалы и инъекционные формы.

Тканевая инженерия и создание биосовместимых имплантатов

В течение последних лет тканевая инженерия стала междисциплинарной областью. Свойства синтетических соединений изменяются так, чтобы можно было доставить в организм реципиента агрегаты разделенных клеток, способные создать новую функциональную ткань. Тканевая инженерия базируется на научных достижениях многих областей, включая естественные науки, культивирование тканей и трансплантацию. Эти методики позволяют переводить клетки в суспензию, обеспечивающую трехмерную среду для формирования тканевого матрикса. Матрикс захватывает клетки, развивая обмен питательными веществами и газами, с последующим образованием новой ткани в форме студенистого материала. На основании этих новых принципов тканевой инженерии был создан ряд хрящевых имплантатов. Это были суставные хрящи, хрящи колец трахеи и ушные хрящи. Для образования хряща in vivo с успехом использовались инъекции альгината, который вводился шприцем для лечения везикоуретерального рефлюкса. Это приводило к образованию гнезд хрящевых клеток неправильной формы, которые препятствовали обратному току мочи. Тканевая инженерия может обеспечить выращивание хряща точно заданной формы, сейчас разрабатываются различные типы контурных имплантатов для лица, состоящие из иммуносовместимых клеток и межуточного вещества. Внедрение таких технологий позволит уменьшить число осложнений в донорских зонах и, так же как при использовании аллопластических имплантатов, сократить продолжительность операций.

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