Az allograftok szerepe a csontpótlásban A csontpótló anyagok széles tárházába mind szintetikus, mind állati, mind emberi eredetű csontgraftok tartoznak. Mindnek megvan a maga előnye, hátránya, így folyamatos kutatások folynak az újabb és jobb alternatívák megteremtése érdekében. A szintetikus és állati eredetű anyagok átépülése és a képződő csont minősége is kérdéses lehet, hiszen testidegen anyagokról van szó. Nem véletlen, hogy a saját autograft csontot tekintjük goldstandard-nak. Biomechanikai tulajdonságait tekintve kiváló, szerkezetileg csaknem megegyezik a környező szövetekkel, amely nem csak vázat képez a csontképződéshez, hanem fokozhatja is az osteoblastok aktivitását, illetve önmagában is tartalmazza a sejteket. Felhasználását a donor régió feltárása okozta kellemetlenségek és a limitált elérhető mennyiség korlátozhatja. Ezzel szemben a más emberből származó, úgynevezett allograft csont nem állít elénk ilyen nehézségeket, miközben rendelkezik az autograft csont előnyeivel, a szervezetbe történő integrálódása és biomechanikai tulajdonságai kiválóak. Nem szükséges az alkalmazásához donor régió feltárása, így kisebb műtéti megterhelést jelent a páciensnek és kisebb a posztoperatív szövődmények előfordulásának esélye, rövidül a beavatkozás ideje. Gyakorlatilag korlátlan mennyiségű csont áll rendelkezésre, mely tetszés szerint formálható, így nagyobb defektusok rehabilitációja is lehetséges az alkalmazásával. Mindennek ellenére mégsem terjedt el az allograftok használata a mindennapos gyakorlatban. Felhasználását az előkészítésük, a liofilizáció korlátozza, ugyanis a folyamat közben a benne lévő fehérjék denaturálódhatnak, a csontsejtek nagy része elpusztul, így csökken az oszteoinduktív és oszteogenetikus hatás. Ezt a hátrányt kívánja kompenzálni a BoneAlbumin albumin bevonata, mely sejttenyészetekben már széles körben került alkalmazásra a táptalaj alkotórészeként, ugyanis fokozza a sejtproliferációt, így a csontképződést is. 1
BoneAlbumin albumin bevonattal ellátott csont-allograft A BoneAlbuminszérum albumin bevonata lehetővé teszi, hogy a liofilizált csont-allograft újra oszteoinduktívvá váljon, miközben az oszteokonduktív és biomechanikai tulajdonságai változatlanul kiválóak maradnak. A csont beültetése után az albumin kioldódik a graftból a környező szövetekbe, és ennek köszönhetően fokozódik a csontképző sejtek aktivitása, így gyorsabb csontosodás érhető el, lerövidítve a teljes kezelési időt, átlagosan 3 hónap átépüléssel számolva. Tökéletesebbé válik a csontosodás mértéke és a szöveti integráció, ezáltal csökken a graft reszorpciójának, szekvesztrációjának veszélye, és stabil, biztos alapba készíthető implantációs fogpótlás. Az albumin higroszkópos tulajdonságának köszönhetően a BoneAlbumin vérrel keverve könnyen kezelhető, formálható, így a defektust maximálisan kitölti, fokozva ezzel a gyógyuláson túl az esztétikai hatást is. Emellett az albuminnak antibakteriális hatása is van, így a lehetséges szövődmények előfordulását és súlyosságát csökkenti, a posztoperatív panaszokat mérsékli, összességében a páciensek elégedettségét növeli. A BoneAlbumin előállítása élő donorból történik a páciensek kivizsgálása és beleegyezése után. Csípőprotézis beültetésekor az eltávolításra kerülő combcsont részletet tisztítják, kémiailag sterilizálják, majd a liofilizációval, azaz vákuumban történő fagyasztva-szárítással teszik teljesen mikroorganizmus-mentessé. Ezután kerül rá az albumin bevonat, majd egy újabb liofilizációs folyamattal konzerválják a készítményt. Ennek köszönhetően szobahőmérsékleten, 6 éven át tárolható. Széles körű felhasználását teszi lehetővé, hogy mind granulátum, mind csontblokk formájában előállítható, és CAD/CAM technológiával is készíthető belőle transzplantátum. Jelenleg 1 cm3 kiszerelésben, 0,5-1,5 mm közötti szemcseméretben kapható, granulátum formában. Nagyméretű defektusok pótlására is alkalmas, egyénileg kialakítható, formálható, eleget téve a megnövekedett esztétikai igényeknek. Valójában bármely, már jól bevált csont augmentációs és alveolusprezervációs beavatkozáshoz felhasználható, mint transzplantátum. Emellett cystákfeltöltésére is alkalmas. Célunk, hogy az eddig használt csontpótló anyagok korlátait leküzdjük és azautograft alternatívájává válhasson a mindennapi klinikai gyakorlatban. Az albumin előnyös hatásait a csontregenerációra a Semmelweis Egyetem Klinikai Kísérleti Kutatóés Humán Élettani Intézetében Dr. Lacza Zsombor vezetésével in vitro és in vivo patkány kísérletekkel igazolták, majd az ortopédiai és szájsebészeti klinikai gyakorlatban is felhasználásra került.
BoneAlbumin in vitro A legelső kutatás során különböző csontpótló vázanyagokat vontak be fehérjékkel és vizsgálták, hogyan tapadnak meg rajta a csontvelő illetve fogpulpa eredetű őssejtek, a sejtek felvitele utáni 3. és 18. napon kiértékelve. A hidroxilapatit és a liofilizált marha csontgaft függetlenül a bevonó fehérjerétegtől nem tette lehetővé a sejtek kitapadását a felületre. A humán csont-allografton kezdetben megtapadtak a sejtek, de a 18. napra folyamatosan eltűntek. Ezen a tendencián ugyan javított az I. típusú kollagén és fibronektin bevonat, de jelentős változást nem eredményezett. Azonban a humán szérum albumin bevonatú liofilizált allografton, vagyis a BoneAlbuminon, az előzőkhöz képest jóval több sejt tapadt meg kezdetben, ráadásul a sejtek visszanyerték proliferáló képességüket, így a 18. napra tovább nőtt a számuk, igazolva ezzel az albumin feltételezett jótékony hatásait. Emellett, elektronmikroszkópos vizsgálattal megfigyelték, hogy a sejtek nem egy rétegben helyezkednek el a BoneAlbumin felületén, hanem azok pórusait kitöltve a csont belső területeire is eljutnak, valamint mikro-keménységméréssel igazolták, hogy a fehérje bevonat nem befolyásolta hátrányosan a graftfizikai paramétereit. 1 A különböző bevonatokkal ellátott humán csont-allografton megtapadt őssejtek száma 1
BoneAlbumin In vivo Wistar patkányokban nem gyógyuló csontmodellt hoztak létre combcsontban. A defektet vagy hagyták szabadon gyógyulni, vagy feltöltötték albumin bevonatú illetve bevonatmentes csont-allografttal. 4 hét várakozás után mikroct vizsgálatok alapján egyik kontroll esetben sem történt gyógyulás, bevonat nélküli graft alkalmazásakor 30%-ban, az albumin bevonatú graft esetén 70%-ban történt meg a graft és a host szövet egyesülése, illetve a defektus gyógyulása. A BoneAlbumin emellett javította a képződő csont trabeculáris vastagságát és trabeculáris mintázati faktorának értékét. 2 Hasonló vizsgálatot végeztek patkányok calvariájában létrehozott nem gyógyuló csontmodellen. A 7. hét mikroctvizsgálati eredményei szerint a BoneAlbumin alkalmazásakor szinte teljes gyógyulást értek el, míg a bevonat nélküli graft és a kontroll esetében jelentős defektus maradt a calvariában. Emellett, a BoneAlbumin csoportban magasabb denzitás volt mérhető a mikroct felvételeken, illetve nagyobb mennyiségű és keményebb, merevebb csont keletkezett. 3 A kritikus méret csontmodell BoneAlbuminnal történő feltöltése utánszintén ideális gyógyulást értek el a képződő csont denzitása, struktúrája és ásványi anyag tartalma tekintetében 6 hónapos követés alatt. 4 A csont és a graft kapcsolata a combcsont nem gyógyuló csontmodelljében 2 A csont defekt mérete és a csont denzitása a calvaria nem gyógyuló csontmodelljében 3
BoneAlbumin ortopédiai alkalmazás Az ortopédiában már 2010 óta sikerrel alkalmazzák a BoneAlbumint csípő-és térdprotézisek revíziója, csontdefektek gyógyítása során. A követéses vizsgálatok 1 év után is intenzív csontátépülést mutatnak a graft területén SPECT-CT felvételeken. A szövettani metszeten látható a BoneAlbumin és a befogadó szervezet közti felületen az integráció, a teljes egyesülés és a csontsejtek bevándorlása a graft belseje felé. 5 BoneAlbumin szájsebészeti alkalmazás 2015 márciusa óta rendszeres felhasználója a BoneAlbuminnak a Semmelweis Egyetem Orális Diagnosztikai Tanszék Dento-alveoláris sebészeti osztálya, különböző vizsgálatok keretein belül,dr.simonffy László vezetésével. Az első randomizált kettős vak vizsgálat során 30 betegnek került eltávolításra a két alsó impaktált, teljesen nyálkahártyával fedett bölcsességfoga, amely műtét után vagy hagyták csontpótló anyag nélkül gyógyulni a műtéti területet, vagy alveolusprezervációt végeztekbioossal illetve BoneAlbuminnal. A műtéti területről 6 és 12 hetes CBCT felvételek készültek, melyen látható, hogy a kontroll területhez képest magasabb fokú gyógyulás érhető el prezervációval. A BoneAlbuminnal pótolt terület sokkal inkább hasonló denzitásában és szerkezetében a saját csonthoz, és kisebb fokú demarkációt mutatott, mint a BioOssal feltöltött régiók. Emellett a páciensek is kevesebb posztoperatív panaszról számoltak be vizuális analóg skálán történt kiértékelés alapján a BoneAlbumin esetén a BioOsshoz képest. 6 hetes (bal) és 12 hetes (jobb) CBCT felvétel a BoneAlbuminnal végzett alveolus prezerváció után Graft-host demarkáció BoneAlbuminnal illetve BioOssal végzett alveolus prezerváció után A jövőben vancomycin tartalmú BoneAlbuminnal fognak feltölteni csontdefektustcystectomia után, illetve lateralaugmentált területekbe történik majd implantálás, 3 hónap gyógyulási időt követően.
Összefoglalás A BoneAlbumin előnyei a hagyományos csontpótló anyagokhoz képest: - tökéletes szöveti integráció - gyorsabban indul meg a csont regenerációja, akár 3 hónap alatt átépül és implantátum befogadására alkalmas a csontpótolt terület - az eredeti szövetstruktúrával csaknem megegyező csontszerkezet alakul ki, mely denzitásában, keménységében és merevségében is ideális értékeket mutat - kisebb demarkáció a graft-host határon - enyhébb posztoperatív fájdalom - könnyebb applikáció - rövidebb kezelési idő Indikációs terület: - lateralisaugmentáció - csonthasítás - arcüreg augmentáció - onlay plasztika - alveolusprezerváció - állcsontcysták sebészi ellátása Kiszerelés: - granulátum, 0,5-1,5 mm szemcseméret, 1cm 3 és 5 cm 3 - csontblokk - egyénileg, CAD/CAM technológiával kifaragott csontblokk Irodalom és ábra jegyzék 1: Weszl M., Skaliczki G., CselenyákA., Kiss L., Major T., Schandl K., Bognár E., G. Stadler, A. Peterbauer, Csönge L., Lacza Zs.:Freeze-Dried Human Serum Albumin ImprovestheAdherence and Proliferation of MesenchymalStemCellsonMineralized Human BoneAllografts, Wiley Online Library, 2011.08.22. 2: Skaliczki G.,Schandl K., Weszl M., Major T., Kovács M., Skaliczki J., Szendrői M., Dobó-NagyCs., Lacza Zs.: Serum albumin enhancesbonehealingin a nonunionfemoraldefectmodelinrats: a computer tomographymicromorphometrystudy, Springer-Verlag Berlin Heidelberg, 2013.01.15 3: Dénes B. Horváthy, Gabriella Vácz, Tamás Szabó, Imola C. Szigyártó, Ildikó Toró, Boglárka Vámos, István Hornyák, Károly Renner, Tamás Klára, Bence T. Szabó, Csaba Dobó-Nagy, Attila Doros, Zsombor Lacza: Serum albumin coating of demineralizedbonematrixresultsinstrongernewboneformation, Wiley Online Library, 2014.12.09. 4: Dénes B. Horváthy, Gabriella Vácz, Ildikó Toró, Tamás Szabó, Zoltán May, Miguel Duarte, István Hornyák, Bence T. Szabó, Csaba Dobó-Nagy, Attila Doros, Zsombor Lacza: Remineralization of demineralizedbonematrixincriticalsizecranialdefectsinrats: A 6-month follow-upstudy, Wiley Online Library, 2015.04.24. 5: Klára T., Csönge L., Janositz G., Csernátony Z., Lacza Zs.: Albumin-coatedstructurallyophilizedboneallografts: a clinicalreport of 10 cases, Springer Science+Business Media Dordrecht, 2013.05.16.