botiss® cerabone®/botiss® maxresorb®

Sert doku ogmentasyonu – diş hekimliğinde rejeneratif tekniklere genel bir bakış

Almanya'dan Ralf Smeets'den bilimsel bir makale

İmplantasyon öncesinde kemik yuvasında kalitatif veya kantitatif bir azalmayı düzeltmek, implantın sonucunu büyük ölçüde iyileştirebilir. Otolog kemik greftleme şeklinde altın standart dışında bu amaç için halen mevcut kemik yerini alan materyal allojenik, ksenojenik ve alloplastik materyaller olarak bölünebilir. Sentetik BSM'ler (kemik greftleri) alanı sürekli olarak gelişmektedir ve uygun materyallerin seçilmesi endikasyon, kullanılabilirlik ve bireysel tedavi planına bağlıdır. Bu BSM'lerin ana hedefi kemikte implantların stabil ve uzun dönemli stabilitesini elde etmektir. Osteokondüksiyon, osteoindüksiyon ve osteogenez açısından temel özelliklerinin avantajları ve sınırlamalarının bilinmesi ve bu bilgi temelinde uygun seçim, yüksek kalitede ve kanıta dayalı tedaviyi garanti altına alabilir.

Yazar: Ralf Smeets

Prof. Ralf Smeets
Dr. med. Dr. med. dent

Hamburg Eppendorf Üniversitesi Tıp Merkezi Kıdemli Yönetici Doktor ve Araştırma Başkanı, Almanya'da Hamburg'da Oral ve Maksillofasiyal Cerrahi için Merkez Klinik ve Poliklinik Başkanı, RWTH Aachen Üniversitesinde kimya (uzmanlık konusu: makromoleküler kimya) ve tıp ve diş hekimliği üzerine çalıştı. Oral ve maksillofasiyal cerrahi üzerine uzmanlaşmış cerrah. Oral cerrahi üzerine uzmanlaşmış diş hekimi. Alman Plastik ve Restoratif Cerrahi Derneğinden Hans-von-Seemen ödülünü kazandı. 2011 yılından beri Hamburg Eppendorf Üniversitesi Tıp Merkezi, Oral ve Maksillofasiyal Cerrahi için Klinik ve Poliklinikte Kıdemli Yönetici Doktor ve Araştırma Başkanı. 2011 W2 Hamburg Üniversitesi Tıp Fakültesi Maksillofasiyal ve Oral Cerrahi Üniversite Profesörü.

İlgili ürünler

Giriş

Uygulama, erken yük taşıma ve ideal gözeneklilik için yeterli şekillendirilebilirlik açısından fiziksel ve mekanik bütünlük ve stabilite gereksinimi dışında mevcut araştırma odağı, osteogenez (osteoblastlar tarafından greftte kemik oluşumu), osteokondüksiyon (komşu kemiğin vaskülarizasyonu için bir iskele oluşturma) ve osteoindüksiyon (grefte bağlı proteinler tarafından multipotent mezenkimal hücrelerin osteoblastlara ayrımlaşması) alanlarında optimum biyomoleküler parametrelerin geliştirilmesidir. İdeal bir senaryoda bu parametreler iyileşme sırasında başarılı BSM osseoentegrasyonu elde etmek üzere etkileşime girerler. Bu durumda kemik greftinin komşu sağlıklı kemiğe ayırıcı bir bağ dokusu tabakası gelişimi olmadan doğrudan bağlanması, implantların uzun dönemli başarısını sağlama açısından olası en iyi temeli yaratır. Diş hekiminin kemik grefti kullanımı için belirlediği implantla ilişkili endikasyonlar, temel olarak alveoler krette yatay ve dikey kemik defektleriyle ilişkilidir.

Otojen kemik greftleri

Otojen kemik, sert doku ogmentasyon teknikleri için altın standart kabul edilir. Daha önce bahsedilen fiziksel ve mekanik parametrelerle osteoindüksiyon, osteokondüksiyon ve osteogenez açısından olağanüstü performans arasındaki fizyolojik etkileşim dışında otolog kemik kullanımı, istenmeyen hücresel ve humoral immün reaksiyonlar ve hastalık bulaşması gibi komplikasyonlardan kaçınılmasını sağlar. Ancak bu greftlerin kullanılması belirli sınırlamalara tabidir: Bu sınırlamalar arasında dokunun alındığı yerde enflamasyon, ağrı veya duyusal bozukluklar gibi ek risklere sahip olan ikinci bir girişim bölgesinin gerekli olması bulunur. Dokunun alındığı yere bağlı olarak (retromolar, mandibüler simfizis, iliyak krest) farklı biyolojik önem ve olası rekonstrüksiyon hacmi açısından belirli avantajlar ve dezavantajların dikkate alınması gerekecektir^1,2. Otojen kemik halen uzun dönemli implant başarısı için altın standart kabul edilse de lateral ogmentasyon veya sinüs kaldırma gibi belirli endikasyonlarla ilgili çalışmalar, kemik greftlerinin kullanımının eşdeğer sonuçlar sağlayabileceğini göstermiştir. Ayrıca otojen kemik toplama işlemi ameliyat süresini ve hastanede yatma oranını, iliyak kresten kemik alınması durumunda önemli ölçüde uzatabilir ve arttırabilir^3,4.

Allojenik kemik greftleri

Otojen greftlerinin kullanımıyla ilişkili donör morbiditesini azaltmak için allojenik greft kullanımı düşünülebilir. Allojenik terimi, greftin genetik olarak benzer olmayan bireyler arasında aktarılmasını tanımlar. Greftler, örneğin Almanya'da Paul Ehrlich Enstitüsü veya yerel akredite doku bankaları tarafından yetkilendirilmiş tıbbi ürünler olarak görüldüklerinden kullanımlarının hem tedavi eden hem hasta için güvenli olduğu garanti edilir. Ancak bir allojenik greftle ilişkili olan insandan insana biyolojik doku aktarılmasıyla oluşan enfeksiyon riski ve ayrıca kırık veya psödoartroz riski tamamen ekarte edilemez⁵. Katı donör tarama ve doku geri getirme protokolleri ve yüksek ölçüde kontrollü bir işleme ortamına rağmen hastalık iletimi riskleriyle her adımda karşılaşılır. Bugüne kadar dental uygulamalarda işlenmiş, dondurularak kurutulmuş kemik preparasyonlarıyla tetiklenen bilinen bir bulaşma vakası yoktur. Allojenik BSM'lerin işlenmesi için temel olarak iki farklı yaklaşım kullanılabilir: Materyal belirli bir mineralize kemik yapısından dekalsifikasyon yoluyla kolajende kalan büyüme faktörlerinin osteoindüksiyon potansiyelinin optimizasyonu için arındırılır. Bu demineralize kemik matriksi (DBM, ayrıca demineralize dondurularak kurutulmuş kemik allogrefti (DFDBA) olarak bilinir) yaklaşımı donör dokunun mineralize bileşenlerinin işlenmesiyle (mineralize dondurularak kurutulmuş kemik allogrefti, FDBA) karşılaştırılabilir. Bu yaklaşımda doku enfeksiyöz veya immünolojik olarak aktif olabilecek bileşenlerinden ayrılır. Bu durum trabeküler matriksle doğal kemik yapısını bırakır ve hem organik faz (kolajen) hem mineral faz korunur.

Fiziksel ve mekanik özellikler otojen bir grefte eşdeğer olduğundan allojenik BSM'nin osteokondüksiyon potansiyeli açısından otolog kemiğe benzer olduğu düşünülür. Birçok Avrupa ülkesinde bulunan, insan kökenli bir kemik grefti, botiss biomaterials GmbH şirketinden maxgraft® ürünüdür. Bu işlenmiş allojenik kemik grefti granüller, bloklar, halkalar vs. gibi çeşitli standardize şekillerde bulunmaktadır veya alternatif olarak ayrı frezelenmiş ve şekillendirilmiş bir blok grefti olarak bulunur ve böylece çeşitli endikasyonlar için kullanılabilir. Büyük defektler olduğu durumlarda işlenmiş insan donör kemiğinden blok tarzı bir matriks hazırlanabilir ve böylece iliyak krest veya kraniyal bölgelerden invaziv kemik alınmasından kaçınılabilir. Organ donörü seçimi ve donörün HIV, HBV ve HCV gibi enfeksiyöz ajanlar açısından test edilmesi sonrasında BSM için kimyasal temizlik, hazırlık ve sterilizasyon işlemleri yapılır. Ayrı defekt için özelleştirilmiş bir çözüm, görüntüleme temelinde planlanan ve sonra frezelenen, hastaya özel bir kemik bloğunun kullanımını içerir (maxgraft® bonebuilder, botiss biomaterials GmbH). Bireysel bir allojenik greft çözümü olarak hasta için özelleştirilmiş ayrı implantlar CADCAM tekniğinde CBCT tarama yoluyla oluşturulabilir. Bunlar botiss tarafından oluşturulur ve sonra “Cells and Tissuebank Austria (CTBA)” tarafından üretilir. Prefabrike halka yapıda (maxgraft® bonering) botiss şirketi tarafından sağlanan allojenik greft, kemik ogmentasyon ve implantasyonun aynı anda gerçekleşmesini mümkün kılarak ikinci bir işlem gereksinimini ortadan kaldırır. Bu greftler eşzamanlı implant yerleştirme ile birlikte yatay veya dikey kemik defektleri veya sinüs tabanı ogmentasyonunda kullanılabilir. Son literatür bulguları sinüs tabanı ogmentasyonlarında demineralize allojenik BSM kullanımına benzer sonuçlar göstermektedir. Kanıta dayalı çalışmaların sonuçları da alveoler kret ogmentasyonları, kemik içi defektler ve implant yerleştirme için bu tür BSM kullanımını desteklemektedir^6-9.

Ksenojenik kemik greftleri

Allojenik BSM’nin aksine ksenojenik doku, hayvan veya bitki kökenlidir. Bu bağlamda en sık kullanılan materyaller açık arayla sığır kökenli BSM'lerdir. Allojenik greftlerde olduğu gibi matriks bileşen, osteokondüksiyonu kontrol etmek amacıyla ksenojenik greftlerin işlenmesi sırasında yerinde bırakılır. Trabeküler yapı, termal işleme sonrasında yerinde kalır. Burada dokunun damar oluşumu ve sonrasında osteoblastların greftin içe büyümesi için bir iskele olarak osteokondüktivitesi özellikle avantajlıdır. Bunun sonucunda biyomoleküler olarak etkin bileşenler inaktif duruma getirilerek hidroksiapatit seramik matriks bırakılır. Bu deaktivasyon süreci sayesinde patojen bulaşmaması özellikle faydalıdır. Ayrıca immünolojik etkinin düşük olarak değerlendirilebilir. Ticari olarak sağlanan ürünlerin çoğu yeni kemik oluşumu için trabeküler bir matriks oluşturmak üzere tasarlanmıştır. Bunların bir örneği, sığır kemiğinden işlenmiş bir materyal olan cerabone® (botiss biomaterials GmbH) ürünüdür. At kemiği veya deniz yosunlarından elde edilen greftler de mevcuttur. En fazla bilimsel kanıt, açık arayla sığır ksenojenik BSM'leri için mevcuttur. Sığır kemik materyali insan kemiğine benzer fiziksel ve mekanik özelliklere sahiptir ve böylece osteokondüksiyon ve vaskülarizasyon açısından benzer sonuçlar elde edilebilir.

Cerabone® doğal kanselöz kemik yapısını korurken aynı zamanda olası enfeksiyöz ajanları güvenilir bir şekilde gideren benzersiz bir yüksek sıcaklık süreciyle hazırlanır. Kalan trabeküler destek yapı sayesinde orijinal greft hacmi korunabilir^{10, 11}. cerabone® avantajları arasında yüksek saflığı ve hacmin sürdürülmesi, ara bağlantı yapan bir gözenek yapısı ve işleme sayesinde enfeksiyon riskinin en aza indirilmesi vardır¹². Sığır kökenli tüm BSM'lerin ortak bir özelliği iyileşme sırasında nispeten düşük yeniden modellenme potansiyelidir. Bunun sonucunda kemik grefti in situ olarak yavaşça çözünen bir osteokondüktif iskele halinde kalır.

Alloplastik greftler

Alloplastik greftler sentetik olarak üretilmiş maddelerden oluşur. İnsan kemiğinin trabeküler kemik matriksini taklit ederek sentetik materyal, benzer osteokondüktif ve osteoentegratif kapasiteye sahip olur. Başlangıç materyaline bağlı olarak alloplastik materyaller şu şekilde bölünebilir: seramikler (trikalsiyum fosfat, hidroksiapatit, biyocamlar, cam iyonomerleri), polimerler (polimetil metakrilat, polilaktitler/poliglikolidler ve diğer kopolimerler), simanlar (kalsiyum fosfat simanlar) ve metaller (titanyum). Dayanıklılık ve çözünebilirlik bu materyaller seçilirken özellikle önemlidir.

Seramikler

Alloplastik hidroksiapatit seramikler [Ca10(PO4)6(OH)2] bu grubun en sık kullanılan örnekleridir. Kalsiyum fosfatlar (hidroksiapatit (HA), alfa-trikalsiyum fosfat (α-TCP) ve beta-trikalsiyum fosfat (β-TCP)) sinterleme, osteokondüktif ve osteoentegrasyon özelliklerine sahip, biyouyumlu, immünojenik olmayan ve yavaş çözünür bir matriks üretir^13-16. Kristalin formda hidroksiapatit insan kemiğinin sert maddesinin temelini oluşturup içeriğinin yaklaşık %40'ını meydana getirdiğinden bu tür seramikler kemik replasmanında kullanım için olası adaylardır. İnovatif sinterleme teknikleri osseoentegrasyon ve biyodegradasyon için uygun şartları oluşturabilir. Burada bu amaçlar için 150–600 μm gözenek çapları ideal kabul edilir¹⁴.

Bu grubun tam sentetik, ticari olarak sunulan bir örneği maxresorb® (botiss biomaterials GmbH) ürünüdür. %60 hidroksiapatit (HA) ve %40 beta-trikalsiyum fosfattan (ß-TCP) oluşan maxresorb®, standardize üretim süreci sayesinde homojen ara bağlantılı bir gözenek yapısı içerir. Gözenek büyüklükleri 200 - 800 μm ve genel porozite ~%80 olarak vaskülarizasyon ve hücre göçü için uygun bir iskele sağlar.¹⁸

Muayenehaneci diş hekimi için endikasyonlar

İmplantolojide greft için başlangıçta belirtilen endikasyonlara dönersek “Greft kullanımı için implantolojiyle ilişkili endikasyonlar” konusunda en son kılavuz ilkeler temelinde şu öneriler yapılabilir:

Dehisans defekti (kemik içi defekt): Çoğu durumda BSM kullanımı tam defekt rejenerasyonuyla sonuçlanmıştır.

Yatay/dikey defektler: BSM'lerin kullanılması 6 aydan sonra ogmentasyon ve implant kayıpları için %5 altında değerlerle yatay (3,6-5,6 mm) ve dikey (2,0-5,6 mm) boyutsal kazançlar sağlamıştır. Yeni oluşmuş kemik açısından Ksenojenik BSM'ler allojenik greftlere üstün olmuştur.

Sinüs tabanı yükseltme: Ksenojenik BSM'ler (%95,6) ve allojenik BSM'ler (%93,3) alloplastik materyallere (%81) üstündü.

Eksternal sinüs tabanı yükseltme: BSM'lerin kullanılması neredeyse %97 oranında kümülatif implant sağkalımıyla sonuçlandı. Otolog kemik partiküllü greftlerden daha kötüydü.

İnternal sinüs tabanı yükseltme: BSM'lerin kullanılması neredeyse %94,8-100 oranında kümülatif implant sağkalımıyla sonuçlandı. Bu bağlamda BSM'lerin kullanılmasıyla ilgili genel bir öneride bulunulmadı.

Bu nedenle alloplastik kemik greftlerinin kullanımının özellikle alveoler dehisans defektleri (8 mm yüksekliğe kadar) tedavisi ve ayrıca sinüs tabanı kaldırmada özellikle iyi sonuçlar verebileceği varsayılabilir. Tüm dikey-yatay durumlarda ve nispeten büyük defektler için tamamen allojenik greftlerle ogmentasyonlar daha kritik bir yaklaşımla ele alınmalıdır. Güncel öneriler otolog kemik greftleriyle işlemlerde allojenik BSM'lerle takviyenin faydalarına işaret eder. Geniş defektlerin rekonstrüksiyonu daha iyi neovaskülarizasyon, hücre permeasyonu ve osteokondüksiyonu kolaylaştırmak amacıyla ideal olarak gözenek çapı 150 - 600 μm aralığında olan büyük gözenekli BSM'lerle yapılmalıdır.

Özet

Bireysel endikasyona bağlı olarak diş hekimi halen geniş bir kanıta dayalı kemik grefti aralığı içinden seçim yapabilir. Temel olarak hem doğal hem allojenik BSM'ler ya tek başlarına ya da endojen kemiğe ek olarak çene defektlerinin rekonstrüksiyonu için kullanılabilir. Bu amaçla ilgili materyal gruplarının avantajları ve dezavantajları ve olası kontrendikasyonlarının her vaka için ayrı temelde değerlendirilmesi gerekecektir. Tedaviyi planlamadan önce diş hekimi allojenik veya ksenojenik kemik greftlerinin kullanımı nedeniyle hasta için göreceli riskler ve osteojenik etkinliğin bireysel ve hastaya yönelik bir değerlendirmesini yapmalıdır. “Greft materyalleri” konusunun karmaşıklığı ve çok yönlülüğü temelinde sonuçta kullanılan materyal ne olursa olsun herhangi bir ogmentasyon işlemi öncesinde hastaya dikkatli ve kapsamlı bir şekilde bilgi verilmesi son derece önemlidir. Alloplastik materyallerin kullanımı için göreceli ve mutlak kontrendikasyonlar: immünyetmezliği olan hasta (immün yetmezlik, interlökin-1 polimorfizmleri), genel olarak zayıf oral hijyen (korumaya değmeyecek dental durum, şiddetli kronik periodontit), kemik rezorpsiyonunu inhibe eden ilaçlarla (bisfosfonatlar) tedavi ve önceki oral-maksillofasiyal radyoterapidir.

Son olarak ilgili kemik greftini kullanılırken doğru tekniğin çok önemli olduğu vurgulanmalıdır. Uygun kemik greft materyali tercihi dışında implantın uzun dönemli başarısı için temel faktörler membran uygulama, uygun insizyonlar ve yumuşak doku yönetimidir.

Referanslar

1 Z. Sheikh, S. Najeeb, Z. Khurshid, V. Verma, H. Rashid, and M. Glogauer, “Biodegradable Materials for Bone Repair and Tissue Engineering Applications,” Materials 8(9), 5273 (2015). 2 E. Tolman, “Reconstructive procedures with endosseous implants in grafted bone: a review of the literature,” Int J Oral Maxillofac Implants 10(3), 275-294 (1995). 3 E.Nkenke and F. Stelzle, “Clinical outcomes of sinus floor augmentation for implant placement using autogenous bone or bone substitutes: a systematic review,” Clin Oral Implants Res 20 Suppl 4(124-133 (2009). 4 M. Peleg, A. K. Garg, C. M. Misch, and Z. Mazor, “Maxillary sinus and ridge augmentations using a surface-derived autogenous bone graft,” J Oral Maxillofac Surg 62(12), 1535-1544 (2004). 5 K. U. Gomes, J. L. Carlini, C. Biron, A. Rapoport, and R. A. Dedivitis, “Use of allogeneic bone graft in maxillary reconstruction for installation of dental implants,” J Oral Maxillofac Surg 66(11), 2335-2338 (2008). 6 G. Chaushu, O. Mardinger, S. Calderon, O. Moses, and J. Nissan, “The use of cancellous block allograft for sinus floor augmentation with simultaneous implant placement in the posterior atrophic maxilla,” J Periodontol 80(3), 422-428 (2009). 7 G. Chaushu, M. Vered, O. Mardinger, and J. Nissan, “Histomorphometric analysis after maxillary sinus floor augmentation using cancellous bone-block allograft,” J Periodontol 81(8), 1147-1152 (2010). 8 A. Acocella, R. Bertolai, E. Ellis, 3rd, J. Nissan, and R. Sacco, “Maxillary alveolar ridge reconstruction with monocortical fresh-frozen bone blocks: a clinical, histological and histomorphometric study,” J Craniomaxillofac Surg 40(6), 525-533 (2012). 9 R. A. Wood and B. L. Mealey, “Histologic comparison of healing after tooth extraction with ridge preservation using mineralized versus demineralized freeze-dried bone allograft,” J Periodontol 83(3), 329-336 (2012). 10 F. Riachi, N. Naaman, C. Tabarani, N. Aboelsaad, M. N. Aboushelib, A. Berberi, and Z. Salameh, “Influence of material properties on rate of resorption of two bone graft materials after sinus lift using radiographic assessment,” Int J Dent 2012(737262 (2012). 11 D. Panagiotou, E. Ozkan Karaca, S. Dirikan Ipci, G. Cakar, V. Olgac, and S. Yilmaz, “Comparison of two different xenografts in bilateral sinus augmentation: radiographic and histologic findings,” Quintessence Int 46(7), 611-619 (2015). 12 D. Tadic and M. Epple, “A thorough physicochemical characterisation of 14 calcium phosphate-based bone substitution materials in comparison to natural bone,” Biomaterials 25(6), 987-994 (2004). 13 M. Bohner, “Calcium orthophosphates in medicine: from ceramics to calcium phosphate cements,” Injury 31 Suppl 4(37-47 (2000). 14 H. Schliephake, N. Zghoul, V. Jager, M. van Griensven, J. Zeichen, M. Gelinsky, and T. Wulfing, “Effect of seeding technique and scaffold material on bone formation in tissue-engineered constructs,” J Biomed Mater Res A 90(2), 429-437 (2009). 15 S. Takagi, L. C. Chow, M. Markovic, C. D. Friedman, and P. D. Costantino, “Morphological and phase characterizations of retrieved calcium phosphate cement implants,” J Biomed Mater Res 58(1), 36-41 (2001). 16 R. Smeets, A. Kolk, M. Gerressen, O. Driemel, O. Maciejewski, B. Hermanns-Sachweh, D. Riediger, and J. M. Stein, “A new biphasic osteoinductive calcium composite material with a negative Zeta potential for bone augmentation,” Head Face Med 5(13 (2009). 17 M. Hallman and T. Nordin, “Sinus floor augmentation with bovine hydroxyapatite mixed with fibrin glue and later placement of nonsubmerged implants: a retrospective study in 50 patients,” Int J Oral Maxillofac Implants 19(2), 222-227 (2004). 18 K. Zurlinden, M. Laub, D. S. Dohle, and H. P. Jennissen, “Immobilization and Controlled Release of Vascular (VEGF) and Bone Growth Factors (BMP-2) on Bone Replacement Materials,” in Biomedical Engineering / Biomedizinische Technik, (2012), p. 989.