Biomaterialen som används vid benförlust i käkben spelar en aktiv roll i läkningsprocessen

Avhandling benersättning

Det finns ett stort behov av benförbättrande tekniker för behandling vid benförlust av käkben och tandimplantat för att ersätta skadade eller förlorade tänder. Guided Bone Regeneration (återbildning) GBR är sedan länge en av de mest dokumenterade och använda teknikerna i den kliniska vardagen. GBR skyddar bendefekten med hjälp av konstgjorda membran/benersättningsmaterial. Men de bakomliggande biologiska mekanismerna för denna princip är inte fullständigt klarlagda ännu, och detta är det huvudsakliga syftet för denna avhandling.

– Marknaden för GBR förväntas växa på grund av den ökande efterfrågan på och behovet av tandimplantat, särskilt bland befolkningen i utvecklingsländerna. Trots stora ansträngningar inom utveckling av membrandesign, används oftast vid benregenerativa procedurer det biomaterial som är baserat på biomaterialets kliniska hanterbarhet, snarare än för ett lämpligt systematiskt tillvägagångssätt för att förbättra de biologiska resultaten, säger Alberto Turri, specialist i parodontologi. Han jobbar som övertandläkare på Brånemarkkliniken i Göteborg, där han utför implantatkirurgi med eller utan behov av benuppbyggnad.

Alberto Turri

Membranen har komplext biologiskt beteende och interagerar med skadad vävnad.
Forskningsresultaten i avhandlingen visar nu att de olika typer av membran som vanligtvis väljs av klinikerna* uppvisar ett mer komplext biologiskt beteende, som aktivt interagerar med de omgivande skadade vävnader. Och även i viss utsträckning finjusterar kaskaden av molekylära och cellulära händelser som reglerar sårläkningsdynamiken.

– I studie I, en klinisk retrospektiv studie, med patienter som genomgått behandling med implantat för singeltandsförlust i kombination med benuppbyggnad (GBR), visade resultatet på ett samband mellan bendefektens storlek (små defekter), kort läkningstid samt tidiga och sena komplikationer och marginal benförlust kring implantaten.
I Studie II och IV utvärderades både resorberbara och icke resorberbara membran i en experimentell modell med avseende på regenerativ förmåga. Analyser utfördes vid olika tidpunkter med qPCR, histologi, histomorfometri, elektronmikroskopi, Western Blot och immunhistokemi.

– I båda studierna kunde vi påvisa att membranen hade en aktiv roll i läkningsprocessen eftersom de attraherade celler av olika fenotyper, som sekventiellt uttryckte faktorer och signaler relaterade till initial inflammation, benbildning, vaskularisering (studie II och IV) och mjukvävnadsläkning (studie IV) under hela läkningsperioden och oavsett membrantyp. Dessutom kunde vi bekräfta ”barriärfunktionen” hos membranen vilket förhindrar inväxt av mjukvävnad i bendefekter och resulterade i optimal benläkning.

Schematisk ritning och motsvarande SEM-mikrofotografier av solid PTFE (d-PTFE) och ”dubbelskiktad” expanderad PTFE (e-PTFE) med två olika expansionsgrader på de två sidorna av membranet: den övre sidan (mot mjukvävnaden) var biaxiellt expanderad med ett olika expansionsförhållande och en halvsluten struktur, medan botten- (mot ben) sidan var biaxiellt expanderad med ett liknande expansionsförhållande och en öppen struktur. (fig 3 sid 19 i avhandlingen)

I Studie III utvecklades en klinisk plattform för att studera och utöka kunskapen om tidig bakteriepåväxt (biofilm) på olika typer av membran. Där såg man att biomaterialen fiberorienterade e-PTFE membran uppvisade signifikant mindre biofilm jämfört med det mer solida d-PTFE membranet**.

– Sammanfattningsvis ger resultaten från min avhandling viktig information om de molekylära, cellulära och mikrobiella händelser som sker i samband med GBR-behandling. Resultaten visar också att detta är kopplat till membranets struktur och dess påverkan såsom koordinator i samband med sårläkningen.

Källa: Sahlgrenska akademin, Göteborgs universitet

MER FAKTA
* Detta pga sina ”passiva” barriäregenskaper i förhållande till morfologin hos bendefekten (det vill säga dess form och uppbyggnad) som ska regenereras.
** d-PTFE och e-PTFE – polytetrafluoroetylen är två typer av icke resorberbara membran; d-PTFE är ett mer homogent fiberorienterat membran och dubbel e-PTFE är ett solid membran bestående av olika fibernätverk. (PTFE är ett biomaterial som är svårt att bryta ner. Förutom användningsområdet inom GBR har PTFE använts i många år inom hjärt-kärlsjukvård för suturmaterial, kärlgraft och hjärtklaffar. Källa >>)

Disputation – Alberto Turri inom ämnet biomaterialvetenskap

”On the biological behavior of barrier membranes: implications for Guided Bone Regeneration. Clinical and Experimental studies”

Tid: Fredag den 28 januari kl. 09:00 – 11:30

Plats: Föreläsningssalen vån. 5, Biomaterialvetenskap, Arvid Wallgrens backe 20, Göteborg

Huvudhandledare: Christer Dahlin

Bihandledare: Omar Omar och Peter Thomsen

Opponent:  Pernilla Lundberg, institutionen för odontologi, Umeå universitet, Umeå

Betygsnämnd:  Göran Kjeller, Jan Derks och Nadja Naenni