1. Wyjaśnij pojęcie „substytucja kości”
2. Wymagania stawiane implantom kostnym
Aby materiałom stosowane do regeneracji tkanki kostnej mogły prawidłowo współdziałać z ludzkim organizmem, muszą spełniać szereg wymagań :
o nie działać cytotoksycznie
o nie wykazywać właściwości kancerogennych (rakotwórczych) i mutagennych
o być biozgodne (proszę przypomnieć sobie definicje biozgodności)
Z mojej pracy doktorskiej: ”Biozgodność materiału można zdefiniować jako zdolność do wywoływania przez materiał odpowiedzi gospodarza, adekwatnej do jego przeznaczenia. Materiały biozgodne, jak i produkty ich degradacji, powinny charakteryzować się: czystością chemiczną, brakiem toksyczności, brakiem działania kancerogennego oraz alergizującego, stabilnością chemiczną w środowisku organizmu żywego, a także nie powinny zaburzać krzepliwości krwi oraz nie wpływać negatywnie na system immunologiczny biorcy. Według nowszej definicji biozgodność to specyficzna reakcja organizmu na biomateriał [17]. Każdy materiał implantacyjny specyficznie oddziałuje ze środowiskiem komórkowym, a analiza reakcji organizmu na wszczep pozwala na ocenę biozgodności w następujących trzech kategoriach:
· pełna biozgodność - otaczające wszczep tkanki goją się tak, jak bez obecności implantu (np. hydroksyapatyt, bioszkła);
· średnia biozgodność (materiał prawie inertny, tzn. prawie obojętny) – następuje wytworzenie tkanki ziarninowej wokół implantu (powstaje różnej grubości otoczka ziarnista, która otacza implant);
· brak biozgodności – po wszczepieniu implantu występują przewlekłe odczyny zapalne, a procesy gojenia przebiegają w sposób patologiczny.”
o nie inicjować reakcji alergicznych (proszę przypomnieć sobie podstawowe jony jakie są niepożądane np. w przypadku implantów metalicznych- powodujące alergię)
o charakteryzować się wysoką czystością
o nie sprzyjać tworzeniu się zakrzepów
o zapewnić odpowiednie właściwości mechaniczne: wytrzymałość na ściskanie i zginanie, odporność na ścieranie, twardość i plastyczność
o posiadać odpowiednią porowatość
„makropory (d>50μm) – ich obecność w biomateriale wpływa na prawidłowe funkcjonowanie nowopowstającej tkanki kostnej.
Uważa się, że minimalna średnica porów umożliwiająca komórkom kostnym infiltrację
wszczepu to 100μm. Średnica 200μm pozwala na rozwój w obrębie wszczepu osteonu
(podstawowej jednostki strukturalnej kości zbitej), natomiast obecność porów powyżej
300 μm umożliwia wrastanie naczyń krwionośnych, a co za tym idzie przerastanie
biomateriału tkanką kostną,
· mikropory (d<50μm) - wpływają na funkcjonowanie oraz prawidłową adhezję
komórek do podłoża oraz na procesy dyfuzyjne. W kościach ssaków mikropory
występują najczęściej w zakresie 10-20μm,
· nanopory – określają porowatość oraz teksturę powierzchni w nanoskali.”
o być bioaktywne
„Materiały osteoindukcyjne (klasa A) - reagujące w organizmie na poziomie komórkowym, wywołujące formowanie się kości de novo, również w miejscach w których normalnie nie występuje tkanka kostna.”
„Materiały osteokonduktywne (klasa B) - mogące służyć za podłoża do wzrostu tkanki kostnej. Kościozastępcze materiały osteokonduktywne zapewniają biozgodną powierzchnię przydatną dla adherowania, proliferacji, a następnie migracji komórek i w efekcie odtworzenia tkanki w obrębie układu kostnego.”
o pobudzać tkankę kostną do regeneracji
o umożliwiać adhezję komórek
o dobrze adaptować się w żywym organizmie
Ponadto istnieje też szereg czynników, które są pożądane, jednak ich obecność nie jest tak niezbędna do pełnienia prawidłowych funkcji implantacyjnych:
o poręczność chirurgiczna – dobre dopasowanie się do kształtu ubytku kostnego
o dobra podatność na zaformowanie
o łatwość sterylizacji
o niskie koszty wyprodukowania
o łatwość uzyskania powtarzalności w zakresie jakości poszczególnych partii materiałów
3. Co to jest bioceramika?
Definicja:
Materiały ceramiczne przeznaczone do wyrobu elementów czasowo lub na stale zastępujących chore tkanki, narządy albo ich części. Przede wszystkim stosuje się je wewnętrznie.
Bioceramika- materiał ceramiczny stosowany jako biomateriał.
Zastosowanie, między innymi:
Ø stomatologia (implanty ceramiczne),
Ø chirurgia rekonstrukcyjna (m.in. implanty ucha środkowego),
Ø ortopedia (m.in. endoprotezy stawu biodrowego),
Ø kardiochirurgia (m.in. do powlekania sztucznych zastawek).
Materiały z wykładów Pani profesor Ślósarczyk-slajdy.
Ø
4. Rodzaje ceramicznych materiałów implantacyjnych stosowanych w medycynie
Dla mnie pytanie niejasne- zaczęłabym odpowiadać o klasyfikacji ze względu na rodzaj materiału
slajdy z wykładów Pani Profesor
5. Podział ceramicznych tworzyw implantacyjnych
Są róże kryteria podziału
Ze względu na zachowanie się w organizmie dzielimy na :
Ø resorbowalne w organizmie (TCP, gips, aragonit, niektóre bioszkła, niektóre tworzywa szkło-ceramiczne)
Ø z kontrolowaną reaktywnością w organizmie ( HAp, bioszkła, szkło-ceramika)
Ø obojętne ( ceramika korundowa, ceramika cyrkonowa, węgiel)
6. Wady i zalety bioceramiki
Zalety :
· Dobra biozgodność – łatwo się adaptują w organizmie
· Wysoka odporność chemiczna -> nie ulegają korozji
· Nie podlegają degradacji w czasie
· Nie drażniąca dla tkanek
· Nie kancerogenna
· Może być sterylizowana wieloma metodami – przydatne z praktycznego punktu widzenia
Wady:
· Kruchość – najpoważniejsza wada w dużym stopniu obniża niezawodność
· Wysoki moduł sprężystości – wielokrotnie wyższy od modułu kości à problemy przy projektowaniu
· Nie wykazują cech charakterystycznych dla tkanek (co to znaczy???)
· Nie są zdolne do modyfikacji swoich właściwości pod wpływem czynników zewnętrznych
· Nie posiadają zdolności do samoistnej regeneracji
7. Otrzymywanie, właściwości i zastosowanie bioceramiki korundowej
Ceramika korundowa stosowana jest jako materiał implantacyjny w postaci litej i porowatej. Postać zwarta została wykorzystana do wytwarzania endoprotez tkankowych, natomiast postać porowata - do wypełniania ubytków kostnych.
Gęsta ceramika korundowa
1. Otrzymywanie
Powszechnie stosowaną metodą jest tzw. proszkowa technologia ceramiczna. Najważniejsze etapy:
Ø przygotowanie proszków
Ø nadanie wyrobom odpowiedniego kształtu w procesie formowania;
Ø spiekanie kształtek;
Ø obróbka po wypaleniu.
Ø Wyjaławianie
2. Właściwości
Duża trwałość chemiczna, dobre właściwości mechaniczne, bardzo dobra biozgodność, wysoka twardość, kruchość
3. Zastosowanie
Elementy protez stawowych i korzeni zębowych
Porowata ceramika korundowa
1. Otrzymywanie – slajdy z wykładów Pani Profesor
Są całkowicie biozgodne; Przerastają w pełni zmineralizowaną tkanką kostną; Posiadają własności przydatne do wielu rodzajów zabiegów; Ich wytrzymałość mechaniczna zapewnia swobodę manipulacyjną w trakcie operacji; Po zintegrowaniu z tkanką kostną tworzą kompozyt o dobrej biofunkcjonalności; Dają się obrabiać w trakcie zabiegu w celu uzyskania żądanego kształtu; Mogą być poddane sterylizacji dowolną metodą.
· Wypełnianie ubytków po usuniętych torbielach kostnych umiejscowionych w okolicy miednicy, przynasad i nasad kości długich oraz kości nadgarstka i stępu;
· Jako nośniki leków
·
8. Tworzywa bioceramiczne poza ceramiką korundową i apatytową.
Dla każdego z tych tworzyw jest osobny wykład więc trzeba to sobie krótko opracować po dwa zdania na każdy temat. Na pewno chodziło głownie o bioceramikę tlenkową ale trzeba wspomnieć też o kalcycie, siarczanie (VI) wapnia oraz o bioceramice uzyskiwanej z koralowców.
12
maciusq