Rejeneratif dental tıpta kolajen membranlar

Jason® membranı ve collprotect® membranı

botiss Jason® membranı ve botiss collprotect® membranı – Straumann Biyomateryaller portföyünde bulunan iki membran – domuz kolajeni tip I ve III'ten üretilmiştir. Her iki membran doğal üç boyutlu ve açık poröz kolajen yapıyı korurken tüm hücresel olan ve kolajenik olmayan bileşenleri gideren standardize çok evreli bir temizlik süreciyle üretilirler. Bu bakımdan tolerans çalışmaları ve ayrıca klinik çalışmalar biyouyumluluklarını ispatlamıştır (Rothamel et al. 2012, Barbeck et al. 2015, Merli et al. 2015, Panagiotou et al. 2015).

Bir bariyer membran için gereklilikler, tip ve karakteristikler

Pratikte, dental endikasyonlar için tasarlanmış bir bariyer membran şu kriterleri karşılamalıdır: konak doku ile entegrasyon, biyouyumluluk, hücre oklüzivliği, besin maddeleri için geçirgenlik ve kullanım kolaylığı (Hardwick et al. 1994). Kolajen, tüm memelilerin bağ dokularında bulunan majör ve yüksek ölçüde korunmuş bir protein olduğundan ve böylece yüksek bir homoloji seviyesi sunduğundan GTR veya GBR işlemleri için hayvan kökenli çeşitli kolajen membranlar tasarlanmıştır. Omurgalılarda tanımlanmış 28 farklı kolajen tipi içinden tüm serinin en yaygın ve iyi tanımlanmış üyesi kolajen tip I'dir (Shoulders ve Raines 2009, Fratzl 2008, Kadler et al. 2007). İnsanlarda kolajenler vücuttaki mutlak protein içeriğinin yaklaşık %30'unu oluştururlar ve cilt, kemik, tendon vs. gibi tüm dokular ve organlarda bulunabilirler. Ekstraselüler matriks ve kan damarı oluşumu, hücre adezyonu ve göç etmesi ve ayrıca doku morfogenezi ve onarımı dahil çok sayıda biyolojik aktiviteyle ilişkili önemli proteinlerdir (Kadler et al. 2007, Sakar et al. 2012). Uzamış lifler, ağ oluşturan kolajenler ve fibrille ilişkili kolajenler veya transmembranöz kolajen bölgeleri olarak bulunurlar (Shoulders ve Raines 2010, Fratzl 2008) ve önemli gerilme dirençleri sayesinde dokuda stabilite ve elastisite sağlarlar. Kolajen molekülleri endotelyal (Howard et al. 1976) veya düz kas hücreleri (Schlumberger et al. 1991) gibi farklı hücreler tarafından ama temel olarak fibroblastlar tarafından sentezlenir (Silvipriya et al. 2015).

Kolajen degradasyonu ve doku yeniden modellenmesi ve yara iyileşmesindeki işlevi

Belirli proteazlar (kolajenazlar) kolajen moleküllerinin parçalanmasını düzenler. Karakteristik katalitik bölgeleriyle molekülü tanımlanmış parçalara ayırabilirler. Kolajenin degradasyonu ve biyosentezi birkaç süreç için temel adımlardır. Doku mühendisliği yaklaşımları için kullanılan diğer maddeler veya bileşiklerin aksine doğal kolajenler mekanik güçlere hızlı adaptasyonları ve bilginin biyomekanik sinyallere dönüştürülmesiyle doku yeniden modellenmesi veya yara iyileşmesi gibi çeşitli olayların kontrolü nedeniyle çok etkili biyomateryallerdir (Chang ve Buehler 2014). Kolajenler ayrıca hemostatik reaksiyonlarda majör bir rol oynarlar. Trombositler hücre yüzeyinde açıkta kolajene spesifik reseptörler içerir ve bir ligandın bağlanması degranülasyon ve kan pıhtılaşmasını indükler. Bu nedenle kolajen, yara stabilizasyonuna yardımcı olur ve böylece tıpta ve farmakolojide bir hemostatik ajan ve biyolojik pansuman olarak geniş ölçüde kullanılmıştır (Patino et al. 2002, Nuyttens et al. 2011). Ayrıca yara iyileşmesi süreciyle ilişkili gingival ve periodontal ligaman fibroblastları gibi çeşitli hücre tipleri için bir kemoatraktan görevi yapar (Postlethwaite et al. 1978). Oral kaviteye iyileşme döneminde maruz kaldığında kolajen, enflamatuar olmayan bir şekilde hızla degradasyona uğrar ve bu nedenle kolajen membranlar zorlu flep işlemlerinde bile kullanılabilir (Schwarz et al. 2006).

Dental tıpta GBR/GTR için kolajen membranlar

Dental tıpta kullanılan kolajen membranlar temel olarak tendon, dermis, cilt veya perikard kökenlidir ve genellikle sığır veya domuzdan köken alır (Bunyaratavej et al 2001). Farklı tekniklerle üretilebilirler. Genel olarak kolajen kısım önce izole edilip sonra iyonik gücü veya pH değerini değiştirerek veya sıcaklığı arttırıp sonrasında bir hava buharlaştırma adımı kullanılarak saflaştırılır ve damıtılır. Sonunda saflaştırılmış kolajen dondurularak kurutulur ve sterilize edilir (Patino 2002).

Mekanik davranış ve degradasyon süresi benzersiz bir tedavi seçeneği dizisi sunar

Aynı hayvan türünden köken alsalar da Jason® membranı ve collprotect® membranı farklı domuz dokularından köken aldıklarından farklı mekanik özellikler ve rezorpsiyon davranışına sahiptir. Jason® membranı domuz perikardından yani memeli kalbini çevreleyen fibröz bir doku kesesinden köken alır. Perikard kalbin aşırı genişlemesini önler ve kan hacmi değişiklikleri sırasında kalp kasının serbestçe hareketini mümkün kılan az miktarda seröz sıvı içerir. Perikardın kalp kasının güçlerine dayanması gerektiğinden olağanüstü yoğun bir kolajenik yapıya sahiptir ve böylece membranda gerilme direnci ve rijidite ile çok yönlü yırtılma direnci oluşturur. Bu şekilde kemik ogmentasyon işlemlerinde Jason® membranı yavaş enzimatik degradasyona uğrar ve böylece bariyer fonksiyonunu uzun süre koruyarak bu membranı genişletilmiş kret ogmentasyonları ve sinüs tabanı kaldırma ile ek lateral ogmentasyon gibi daha büyük defektlerin tedavisine uygun hale getirir. Genişlemiş büyük kemik defektleri, defektin tam iyileşmesi kan damarı oluşumu ve kan oluşturan hücrelerin olaya katılmasına bağlı olduğundan ve bunlar kenarlardan başlayıp defekt alanının ortasına doğru ilerlediğinden uzun bir iyileşme süresi gerektirir (Schenk et al. 1992). Bunun sonucunda defektin boyutu bir membranın bariyer işlevini sürdürmesinin istendiği zamanı tespitinde ana belirleyicidir. (Zellin et al. 1995). Buna göre fenestrasyonlar veya periodontal lezyonlar gibi daha küçük ve orta büyüklükte defektler, orta derecede bariyer süreli bir membran gerektirir ve collprotect® membranı Jason® membranına göre daha hızlı degradasyon gösterir. collprotect® membranı domuz dermisinden üretilmiştir ve açık poröz ve aynı zamanda yoğun bir kolajen ağı vardır. Doğal domuz derisinin doğal açık gözenekleri, defekt alanına kan damarları göç etmesini kolaylaştırır ve böylece altta yatan yara bölgesinin hızlı vaskülarizasyonunu mümkün kılar (Rothamel et al. 2011) ve öte yandan membran, yumuşak doku içe büyümesine karşı bir bariyer oluşturur. Mekanik bariyerler olarak farklı performansları dışında Jason® membranı ve collprotect® membranının kalınlığı da farklıdır. Jason® membranı yaklaşık 0,2 mm şeklinde düşük bir kalınlığa sahiptir ve özellikle ince biyotiplerde yumuşak doku manipülasyonunu kolaylaştırır. collprotect® membranı biraz daha kalındır (~0,4 mm) ve otolog veya allojenik kemikle ogmentasyon için tercih edilen materyal olabilir. Bu tür greftler genellikle 3 ila 4 ay içinde tam yeniden modellenme gösterir ve bu nedenle uzun süreli bir bariyer işlevi gerektirmez. Benzer şekilde collprotect® membranı gibi orta derecede bariyer süreli bariyer membranlar periodontal kemik defektlerinin tedavisi için de yeterlidir.

Bariyer membranlarla tedavi sonrasında periodontal rejenerasyon

Çözünebilir kolajen membranlar periodontal kemik içi lezyonlar ve furkasyon defektlerinin tedavisinde başarıyla kullanılmıştır. Geleneksel flep cerrahisiyle karşılaştırıldığında bir kolajen bariyer membran gingiva epiteli ile rezidüel sağlam periodontal ligaman arasına yerleştirildiğinde 1,1 mm - 1,58 mm büyüklüğünde bir ortalama klinik tutunma kazancı (CAL) elde edilmiştir (Needleman et al. 2002, Needleman et al. 2006,  Stoecklin-Wasmer et al. 2013). Buna ek olarak, sistematik derlemeler rejeneratif periodontal tedavide rezorbe olmayan membranlarla karşılaştırıldığında benzer klinik  sonuçlara işaret eder (Laurell et al. 1998, Parrish et al. 2009), ancak rezorbe olmayan materyalin çekinceleri mevcut değildir. Sertlikleri nedeniyle rezorbe olmayan membranlar flep perforasyonuna yatkındır ve yumuşak doku dehisansı ve membranın açığa çıkması riskini arttırarak rejeneratif süreci bozabilir ve sonunda cihazın çıkarılmasını gerektirebilir (Simion et al. 1994, Gher et al. 1994, Watzinger et al. 2000).

Mükemmel uygulama özellikleri sayesinde kullanımı kolay membran çözümleri

Mekanik ve degradasyon davranışları dışında Jason® ve collprotect® membranı ayrıca mükemmel uygulama özelliklerine sahiptir. Her iki materyal ıslak veya kuru olarak uygulanabilir. Kuru koşullarda membranların göreceli kalınlığı partikülat kemik grefti materyali ile doldurma sırasında defekte veya sokete dik yerleştirmeyi mümkün kılar. Buna göre steril salin solüsyon veya kanla rehidrasyon sonrasında esnek hale gelirler ve ogmentasyon alanına kolayca yerleştirilip yüzey konturlarına uyarlanabilirler. Gerekirse ıslak koşullarda tekrar konumlandırma da membranın kendine yapışması riski olmadan mümkündür. Her iki membran pinlerle tutturulabilir ama mükemmel yapışma özellikleri nedeniyle çoğu durumda sabitleme gerekmez. Mükemmel yırtılma direnci sayesinde Jason® membranı hem dikilebilir hem de vidalanabilir. Benzer şekilde her iki membran, defekt alanına uyacak şekilde makas veya bistüriyle şekillendirilebilir. Dental tıpta modern teknikler hem optimum doku rejenerasyonu hem estetik endişelerin giderilmesini hedefler. Son birkaç on yıl içinde kolajenden yapılmış bariyer membranların bu hedeflerin elde edilmesinde çok önemli oldukları gösterilmiştir. Hem Jason® membranı hem collprotect® membranı 300.000'den fazla dental uygulamada mükemmel uygulama özellikleri göstermiş, kontrollü degradasyon  paternleri sunmuş ve mükemmel biyouyumluluk ile karakterize olmuştur ve böylece bu membranlar implant diş hekimliği ve periodontolojide uygulamalar için ideal tercih haline gelirler.