T.C. Ege Üniversitesi Dişhekimliği Fakültesi Ağiz Diş ve Çene Cerrahisi Anabilim Dali DİŞHEKİMLİĞİ CERRAHİSİNDE KULLANILAN SERT DOKU BİOMATERYALLERİ BİTİRME TEZİ Stj. Diş Hekimi: Olcay BAŞKAYA Danışman Öğretim Üyesi: Doç.Dr. Cemal AKAY İZMİR-2014
ÖNSÖZ Dişhekimliği cerrahisinde kullanılan sert doku biomateryalleri konulu tez çalışmamda desteğini ve yardımlarını esirgemeyen değerli hocam sayın Doç.Dr.Cemal AKAY a ve hiçbir desteğini esirgemeyen aileme teşekkürlerimi borç bilirim. Stj.Diş Hekimi: Olcay BAŞKAYA
İÇİNDEKİLER 1.GİRİŞ... 1 2. BİOMATERYALLER HAKKINDA GENEL BİLGİLER... 2 Biomateryal... 2 2.1.Diş Hekimliğinde Biomateryallerin kullanım amaçları... 2 2.2.Biomateryallerin Sahip Olması Gereken Özellikler... 3 3. DİŞ HEKİMLİĞİNDE KULLANILAN SERT DOKU BİOMATERYALLERİ... 5 3.1.KEMİK GREFTLERİNİN BİYOLOJİSİ... 5 3.2.SERT DOKU BİOMATERYALLERİNİN SINIFLANDIRILMASI... 7 3.2.1.KEMİK KAYNAKLI BİOMATERYALLER... 8 A)Otojen Kemik Grefti,... 8 1- Otolog kortikal kemik... 9 2-Otojen kansellöz kemik... 10 3-Damarlı otogreftler... 11 4-Kemik iliği... 11 B)Homojen Kemik Grefti... 13 1-İzogreft... 13 2-Allogreft... 13 C)Heterojen Kemik Grefti... 17 1-Demineralize edilmiş kemik... 19
2-Proteini çıkarılmış kemik... 19 3.2.2.ALLOPLASTİK BİOMATERYALLER... 20 A)Paris Alçısı... 20 B)Kalsiyum Karbonat... 22 C)Bioaktif Seramikler... 24 1-Bioaktif cam seramikler... 25 2-Kalsiyum fosfat seramikler... 28 a)hidroksilapatit... 29 b)trikalsiyum fosfat... 33 D)Polimerler... 27 1-Politetrafluoroetilen... 34 2-Polietilen... 34 3-Silikon... 35 4-Polyüretan... 35 5-PMMA... 36 6-Proplast... 36 7-Poliamide Meç... 37 3.2.3.KOMPOZİT GREFTLER... 37 A)Kompozit Otojen Sert Doku Grefti... 37
B)Kompozit Allogreft ve Otogreft... 38 C)Kompozit Alloplast ve Otogreft... 38 4.OSTEOGENEZİS DE ROL OYNAYAN BÜYÜME FAKTÖRLERİ... 39 Kemik Morfogenetik Proteinleri (BMP)... 40 Gen Tedavisi... 42 5.SONUÇ... 43 6.KAYNAKLAR... 46
1.GİRİŞ Çene yüz bölgesinde, birçok nedene bağlı olarak ortaya çıkan doku kayıplarının telafisi dişhekimliğinin her zaman ilgi alanı olmuştur. Tümör cerrahisi, doğumsal anomaliler, travma, periodontal yangı ve yaşlanmaya bağlı değişilikler hastalarda ağır doku kayıplarına neden olabilmektedir Kemik dokusu kayıpları hastalarda fonksiyonel ve estetik gibi birçok soruna neden olmaktadır. Gelişimsel ya da sonradan oluşan nedenlerle meydana gelen kemik defektlerinin rekonstrüksiyonu amacıyla bugüne kadar biyolojik veya sentetik yapıda pek çok kemik yedek materyali kullanılmıştır. Vücuda uyumlu olan bu materyallerin bulunması dişhekimliği cerrahisinde önemli yer tutmaktadır. Bu tezin hazırlanmasındaki amaç; dişhekimliği cerrahisinde kullanılan sert doku biyomateryallerini tanıtmak, kullanım alanlarını ve etkinliklerini incelemektir.
2- BİOMATERYALLER HAKKINDA GENEL BİLGİLER Biomateryal: Vücut dokularıyla uyumlu, fonksiyon görebilen maddelere biyomateryal denir. Hastalıklı, harap olmuş ve dejenere dokuların yerine geçen ya da iyileşmeleri sırasında kullanılan, doku içine yerleştirilen sentetik veya doğal orjinli biyouyumlu maddelerdir (1). 2.1. Dişhekimliğinde biomateryallerin kullanım amaçları: Çapı 2 cm den büyük olan odontojen ve nonodontojen kistlerin enükleasyonundan sonra oluşan geniş kemik defektlerinde, kistektomi ve kistektominin bilinen dezavantajlarının giderilmesinde (2), Çeneler bölgesinde yer alan benign ve lokal agresif odontojen tümörlerin tamamen çıkarılmasından sonra oluşan geniş kemik defektlerinin tedavisinde (2), Kemik oluşumu için yapı iskelesi oluşturmak için(3), Travma veya cerrahi sonrası oluşan kemik defektlerini düzenlemek için (3). Dental hastalık sonucu ortaya çıkan kemik kaybını restore etmek için (3). Alveolar kreti düzenlemek ve yeniden şekillendirmek için (3). Fasiyal deformitelerin tedavisinde, Ortognatik cerrahide yarık damak olguların tedavisinde, 2
Atrofik mandibula ve maksilla olgularında burun tabanı, canalis mandibularis ve sinüs maksillaris kemik içi implant ve protez uygulamalarına engel oluşturduğu durumlarda alveol genişliği ve yüksekliği arttırılmasında, Kemik içi implantlarda zamanla ortaya çıkan rezorpsiyonların tedavisinde, Çok parçalı defektli çene kırıklarında ve kırık hatlarında oluşan pseudoartrozların tedavisinde, Osteotomi uygulanan olgularda ortaya çıkan kemik dokusu kayıplarında, Periodontitis nedeniyle oluşan kemik dokusu kayıplarında, Ön bölgede diş çekimi sonrasında oluşan alveol kemiğin daralmasının engellenmesinde, Apikal rezeksiyon tedavisinde, Trigeminal nevralji vakalarında,periferik nörotomiyi takiben sinirin yeniden rejenere olmaması için foramen infraorbitale, foramen incisivum ve foramen mentalenin tıkanmasında kemik greftlerini uygulayabiliriz (4). 2.2.Biomateryallerin sahip olması gereken özellikler: Biyolojik uygunluk: uygulanan biomateryal doku tarafından kabul edilebilir olmalıdır. Spesifik ve non spesifik immun mekanizmaları harekete geçirmeyecek, immun sistem tarafından mümkün olduğu kadar tolere edilebilen bir madde olmalıdır. Bioinert, biokompatibl ve biofonksiyonel olmalıdır. Osteokondüktif veya osteojenik olmalıdır. 3
İmmediat stabilizasyon özelliği olmalı ve stabilizasyonun artmasına olanak sağlayacak şekilde yüzey porözitesi olmalıdır. Toksik olmamalıdır. Kolayca sterilize edilebilmelidir. Enfeksiyona karşı dirençli olmalıdır. Çevre dokuları etkileyebilecek renk özellikleri olmamalıdır. Uygulaması kolay olmalı, uygulama esnasında minumum travmaya neden olmalıdır. Kırılmaya ve bükülmeye karşı dirençli olmalı, elastik olmalı, elastisitesi uygulandığı dokuya yakın olmalı ve interface i geliştirmek ve estetiği sağlayabilmek için kolaylıkla bükülebilmelidir. Bazı özel uygulamalarda materyale önceden form verilmiş blok halinde olmalı ve uygulama sırasında kesilip şekillendirilebilmelidir. Rezorbsiyona dirençli olmalıdır. Uygulama hasta tarafından kabul edilebilir olmalıdır. Uygulaması kesin sonuçlar verebilmelidir. Başarısızlık durumunda kolaylıkla çıkarılabilmeli veya kesilebilmelidir. Saklanması ve depolanması kolay olmalıdır. Ucuz olmalı ve elde edilmesi kolay olmalıdır. Radyografik olarak tespit edilebilmelidir. 4
3-DİŞ HEKİMLİĞİNDE KULLANILAN SERT DOKU BİOMATERYALLERİ 3.1.KEMİK GREFTLERİNİN BİYOLOJİSİ: Kemik doku mühendisliğinin temeli, kemiğin istenen anatomik bölgesinde kemik iyileşmesi için yanıt oluşturmaktır. Klinik başarı, oluşan kemiğin yeniden şekillenmesi sonucu çevre kemik dokusu ile yapısal olarak bütünleşmesi ve oluşan kemiğin fonksiyon görmek için yeterli mekanik dayanıklılığa sahip olması ile belirlenir. Kemik greftlerinin biyolojisini anlamak için bazı kavramların açıklanması gereklidir.(5) Bunlar : Osteointegrasyon: Greftin arada fibröz doku oluşumuna yol açmayacak şekilde alıcı kemik yüzeyine kimyasal olarak tutunabilmesidir. Osteokondüksiyon: Alıcı kemikten vasküler ve perivasküler yapılann grefte ilerlemesi için greftin çatı görevi üstlenerek yüzeyinde yeni kemik oluşumunu destekleyebilmesidir. Osteoindüksiyon: Çevre dokuda diferansiye olmamış mezenşimal hücrelerin osteoblastik fenotipe dönmelerini uyarabilmektir. Osteogenezis: Greft materyali içindeki hücresel elemanlanın, transplantasyon sonrası hayatta kalarak, nakledilen alanda yeni kemik oluştura bilmesidir. Yeni kemik dokusu ortaya çıkabilmesi için öncelikle kemiği meydana getirebilecek yeterli sayıda "osteojenik progenitor hücreler" ortamda bulunmalıdır (5). Kullanılan greft materyalleri osteointegrasyon, osteogenezis, osteokondüktif veya osteoindüktif özelliklerin birine veya birden fazlasına sahiptirler. Bu özelliklerin bazıları sentetik materyallerde ve saflaştırılmış büyüme faktörlerinde 5
de bulunmaktadır. Bu da doku mühendisliğini, mevcut maddelerin kombinasyonlan veya yeni materyaller ile kırık iyileşmesi için en uygun ortamın ve greftleme metotlarının geliştirilmesi yoluna itmiştir. Bu sayede greftleme tekniklerinin maliyetinin azaltılması ve tedavide yeniliklerin elde edilmesi amaçlanmaktadır (5). Kemik iyileşmesinde iki önemli faktör bölgenin damarlanması ve mekanik dayanıklılığıdır. Hastaların genel sağlık durumu ameliyat öncesi dönemde düzeltilmeli ve kemik iyileşmesi yanıtını engelleyecek farmakolojik ajanlar verilmemelidir. İyileşme için mekanik çevre de önemlidir. Kemik iyileşmesi doku gerilimi sınırlı olduğu takdirde en uygun koşullarda gerçekleşir. Aksi takdirde kaynamama ile sonuçlanır (5). 3.2. DİŞHEKİMLİĞİNDE KULLANILAN SERT DOKU BİOMATERYALLERİNİN SINIFLANDIRILMASI 3.2.1.Kemik Kaynaklı Biomateryaller A)Otojen Kemik Grefti (Otogreft) 1-Damarlı Olmayan Otolog Kortikal kemik 2-Otojen Kansellöz Kemik 3-Damarlı (Vaskülarize) Otogreftler 4-Kemik İliği B)Homojen Kemik Grefti (Homogreft) 1-İzogreft 2-Allogreft a)taze dondurulmuş kemik 6
b)dondurulmuş-kurutulmuş kemik c) Solventlerle dehidrate edilmiş kemik greftleri C)Heterojen Kemik Grefti (Heterogreft, Ksenogreft) 1-Demineralize edilmiş kemik 2-Proteini çıkarılmış kemik 3.2.2.Alloplastik Biomateryaller A )Paris Alçısı (Kalsiyum Sülfat Hemihidrat) B )Biocoral (Kalsiyum Karbonat) C ) Bioaktif Seramikler 1-Bioaktif Cam Seramikler a) Bioglass b) Periglass c) Biogran 2-Kalsiyum Fosfat Seramikler a) Hidroksiapatit b) Trikalsiyum Fosfat D)Polimerler 1-Politetrafluoroetilen 2-Polietilen 7
3-Silikon 4-Polyüretan 5-PMMA 6-Proplast 7-Poliamide Meç 3.2.3.KOMPOZİT GREFTLER A)Kompozit Otojen Sert Doku Grefti B)Kompozit Allogreft ve Otogreft C)Kompozit Alloplast ve Otogreft 3.2.1.KEMİK KAYNAKLI BİOMATERYALLER Fasiyal iskelet onarımında yıllardan beri çeşitli kemiksel biomateryaller kullanılmaktadır.bu materyaller bir travma sonucu oluşan defektlerin tedavisinde,konjenital deformitelerin, tümör cerrahisi sonucu oluşan kemik defektlerinin tedavisinde kullanılır. Dekstrüksiyona uğrayan bir dokunun tedavisi için yerleştirilen maddeler greft olarak adlandırılır. Organ ve doku grefti uygulamalarında transplante edilen materyaller immünolojik orjinlere sınıflandırılmaktadır (6). A)Otojen Kemik Grefti (Otogreft) Aynı bireyde bir yerden başka bir sahaya nakledilen grefte otogreft denir. Otolog ya da otojen greft olarak da isimlendirilebilir. 1-Kortikal kemik; Kortikal kemik greftleri, otojen kansellöz kemik greftlerine göre biyolojik uyum olarak daha az başarılıdır. Kortikal kemiğin porozitesinin az 8
olması nedeniyle damarsal yapıların greftin içine doğru ilerlemesi zor ve yavaştır. Kortikal kemik, trabeküler kemiğe göre daha az sayıda osteoblastik progenitor hücre içerir. Kortikal kemikteki hücreler, oksijen diffüzyonu ve besin aktarımının az olması nedeniyle nakledilmeye daha az dirençlidir (5). Kortikal kemik greftlerinin başlıca avantajları; mekanik olarak dayanıklı olmaları ve büyük kemik kayıplarının doldurulmasında miktar olarak yeterli olmalarıdır. 5-6 cm'in üzeri kemik kayıplarında otolog kortikal kemik greftleri iyi seçenektir. Ancak 12 cm'nin üzeri kemik kayıplarında, damarlı olmayan greftlerin başarısız olma oranının %25-50 olması nedeniyle, damarlı greftler tercih edilir (5). Kortikal greftlerin periostunda osteojenik potansiyeli olan az sayıda hücre canlı kalabilmiş olsa da greftteki osteositlerin çoğunluğu nakil sonrasında ölür ve kalan matriks, alıcı sahadan gelen ve osteojenik özellikleri olan hücrelerin üzerine yerleşebilecekleri bir cansız iskelet görevi görür. Nekrotik trabeküllerden oluşan iskeletin üzerine yeni kemik oluşumu ve ardından nekrotik yapıların rezorbsiyonu ile onarılan kansellöz kemik greftlerinin aksine, kortikal greftler yeni kemik oluşumu öncesinde nekrotik osteonların rezorbsiyonuna ihtiyaç duyarlar. Bu da kortikal greftte porozitenin artmasına ve torsiyonel dayanıklılığın azalmasına yol açar. Sonuçta, yeniden damarlanma ve onarım için oluşan kortikal porozite, özellikle büyük kortikal greftlerde görülen greft kırılması, kaynama gecikmesi ya da kaynamama sorunlarının görülmesindeki en önemli nedenlerdendir. Kortikal greftler başlangıçta yapısal dayanıklılığa sahiptirler. Fakat altı ile 18 ay arasında süren yeniden damarlanma ve yeniden yapılanma evrelerinde gücünün yaklaşık üçte birini kaybeder. Zaman içinde normal yapısına yaklaşarak yaklaşık 2 yılda normal kortikal kemiğin gücüne ulaşır. Yine de greftin içinde yer yer rezorbe olmamış canlı olamayan kemik adacıkları varlığını sürdürür (5). 9
2)Kansellöz kemik; Otolog kansellöz kemik greftleri halen spinal füzyon kemik kayıplarının doldurulması ve kırık tedavisinde kemik iyileşmesini sağlayan en etkili greft materyali olarak bilinir. Otojen kansellöz kemik içinde osteojenik kemik ve kemik iliği hücreleri, osteokondüktif kollajen ve mineral matriksi, matriks proteinleri ve osteoindüktif matriks proteinleri nakledilir. Burwell 196O'lı yıllarda yaptığı çalışmalarda, otogreft uygulaması sonrası gelişen yeni kemik dokusunda primitif osteojenik hücrelerin nakil sonrası hayatta kalarak ileri dönemde osteoblastlara dönüştüğünü göstermiştir (5). Greftin sınırlı miktarda alınabilmesi kullanım açısından problem yaratır. Ameliyat süresinin uzaması, istenilen biçim ve boyutlarda hazırlanabilme güçlüğü ve alıcı sahada ameliyat yarası kalması hastalar açısından tekniğin olumsuz yönleridir. Kansellöz kemik osteoindüktif olarak bilinmesine rağmen, indüktif proteinlerin ve sitokinlerin otolog kansellöz greftte aktif olduğuna dair kanıt bulunmamaktadır (5). Kansellöz otogreftlerdeki hücrelerin çoğunluğu özellikle de trabeküler boşluklardakiler greftleme sonrasında ölmesine rağmen yüzeydeki osteoblastlar hayatta kalmasıyla ve yeni kemik oluşturmaya başlarlar. Kansellöz kemik poröz yapıda olduğu için alıcı sahadaki damarlar, osteoblastlar ve osteoblast öncüleri greftte bitlikte periferden merkeze doğru ilerlerler. Damarların invazyonu ile birlikte osteoblastlar ölü trabeküllerin kenarlarında dizilirler ve osteoid yapmaya başlarlar ve ölü kemiğin merkezine kadar osteoid ile kaplarlar. Ardından yeniden yapılanma başlar ve yeni oluşan kemik ve aralarda kalan nekrotik kemik adacıkları osteoklastlar tarafından rezorbe edilir ve yeni 10
oluşturulan kemik ile yer değiştirir. Sonrasında da mekanik güçler doğrultusunda şekillenir. Bu remodelasyon süreci yaklaşık 6 ay ile 1 yıl arasında tamamlanır (5). 3-Damarlı (Vaskülarize) otogreftler Mikrocerrahi tekniklerinin ilerlemesi ile damarlı otogreftler sık kullanılmaya başlanmıştır. Transplantasyon sırasında hem arter hem de ven anastomoz edildiğinde, osteositlerin yaklaşık %90'ı hayatta kalır ve inkorporasyon ve kaynama için kemiğin osteoklastik rezorbsiyonu görülmez. Damarlı olmayan otogreftlerdeki gibi rezorbsiyon ve ardından osteokondüksiyon ve remodelasyon izlenmez ve bundan dolayı damarlı olmayan otogreftlere göre ilk 6 haftalık dönemde daha dayanıklıdırlar. Bu greftler, yapısal bütünlüklerini kaybetmeden koopore olur ve nakledildikleri alanın mekanik özellikleri ve Wolf kanunları doğrultusunda hipertrofiye olurlar. Greft alınabilecek bölgeler fibula, kosta, tibia, kranium ve iliak krettir, fakat en sık tercih edilen damarlı fibula greftidir. Her bölgenin kendine özgü dezavantajları ve morbiditesi olmakla beraber genelde donör saha problemleri ve ameliyat süresinin uzun olması önde gelen sorunlardır (5). 4-Kemik iliği Kemik iliği tek başına osteojenik greft olarak kullanılabilir. Aspirasyon sonrası elde edilen kemik iliği; sitokinler, diğer kemik iliği kökenli hücreler gibi osteoblastik progenitorler ve hızlı revaskülarize olan emilebilir biyolojik fibrin matriks içerir (5). Connoly ve ark., tibiada pseuduartroz olan 20 hastada intramedüller vida ve perkutan yolla kemik iliğinin enjeksiyonu uygulamış ve 18 olguda 11
başanlı sonuçlar elde etmişlerdir. Kemik iliği diğer materyaller ile karıştırılarak kullanıldığında tedavi yanıtını arttırabilir (5). 12
B)Homojen Kemik Grefti (Homogreft) 1-İzogreft: dokudur. Tek yumurta ikizleri arasında yapılan doku transferlerinde transfer edilen 2-Allogreft: Allogreft aynı türden fakat genetik olarak alıcıya hiçbir benzerliği olmayan canlılardan alınan dokulardır. Kemik allogreftleri, değişik genetik tipte farklı İnsanlardan ve kadavralardan çıkarılan kemiklerden elde edilirler (6). Allogreftler; pöroz yapıları içinde progenitor hücrelerin ve endotelyal hücrelerin tutunduğu birçok kimyasal alan içerirler. Aynı zamanda, osteoklastlar tarafından rezorbe edildiklerinde serbest kalan kemik matriks içinde büyüme faktörleri de içerirler. Allogreft kemikte, osteoindüktif özellik taşıyan az miktarda kemik morfogenetik proteini de bulunur. Demineralizasyon işlemi allogreft kemik matriksindeki büyüme faktörlerinin biyoyararlanımını arttırır. Ayrıca demineralizasyon ile viral ya da bakteriyal enfeksiyonun geçmesi de önlenmiş olur (5). Allogreftlerin standart otogreftlere göre avantajları şunlardır: Otojen kemik alımı sırasında ortaya çıkan morbidite önlenir..otogreftin yeterli olmadığı büyük kemik kayıplarında yeterli miktarda greft sağlanır. Otojen kortikal greftlere göre daha büyük miktar ve değişik boyutlarda allojen kortikal kemik sağlanabilir. 13
Jel, toz, blok, fiber ve macun olarak birçok şekilde allogreftler işlenebilir. Bu da amaca yönelik kullanım kolaylığı sağlar. Demineralize kemik matriksleri, kansellöz kemik yongalar, kortikokansellöz ve kortikal greftler, osteokondral greftler ve tüm kemik segmentleri gibi birçok değişik ürün elde edilebilir (9). Allogreftlerin primer formları Dondurulmuş, Dondurulmuş-kurutulmuş (liyofilize) Demineralize dondurulmuş-kurutulmuş Işınlanmış kemik şeklindedir (7). Allogreftlerin antijenik özelliklerini ortadan kaldırmak için kullanılan bazı yöntemler vardır. Bunlar; Liyofilizasyon tekniği; Dokular öncelikle -30 0 C de dondurulur. Daha sonra ısıtılarak içinde kristalleşmiş hale gelen buz,vakum ile çekilir ve kurutulur. Doku içinde donan suyun genleşmesi ve daha sonra vakumla dokunun içinden alınması sonucunda dokuda vakuolizasyon meydana gelir ve doku lifleri arasında boşluklar oluşur. Bu durum dokunun dayanıklılığını etkiler ve sekonder enfeksiyona zemin hazırlar. Özellikle CJD (Creutzfeldt-Jacob hastalığı) virüsleri ve HIV üzerinde etkisiz bir işlemdir. Kemik içindeki hücre ve yağ artıkları bu yöntemle uzaklaştırılır.(4) Derin dondurma tekniği; İlk kez İnclon tarafından 1942 de uygulanan bu teknikte, kadavradan alınan dokular hiçbir işlemden geçirilmeden 30 0 C ile -70 0 C arasında dondurulur. Bu 14
sıcaklık derecelerinin sürekli korunması gerekmektedir. Bu yöntem ekonomik olmakla birlikte bazı dezavantajlara da sahiptir. Çözünen greftler bir daha saklanamaz. Birçok araştırmacıya göre virüslerin inaktivasyonu tam olarak sağlanamaz. Dokuların içindeki mevcut hücre atıkları nedeniyle antijenik etki oluşur. Ayrıca sıcaklığın doğru ayarlanamaması nedeniyle osteojenik ve osteoindüktif etki kayba uğrar (4). Sıvı azot içinde dondurma tekniği; Dokular sıvı azot içinde -196 0 C dondurulur. Özel araçların kullanılması gerektiğinden pahalı bir yöntemdir (4). Lipid arındırma tekniği; Bu amaçla kemik dokularına kloroform, aseton ve metanol ile muamele edilir. Bu yöntem ile hazırlanan greftlerin alıcı doku ile birleşmesi daha hızlı olur. Lipidlerin dokudan tamamen uzaklaştırılması nedeniyle antijenik etki göstermezler. Kemiğin biyomekanik yapısında herhangi bir değişiklik oluşmaz. Kompresyon testi, yağı alınmış ve alınmamış allojen greftler arasında herhangi bir mekanik fark olmadığını ortaya koymuştur (4). Proteinden arındırma tekniği; Kemik dokuları %3 lük H2O2 ile yıkandıktan sonra asetonda bekletilir. Daha sonra etilen oksit gazı ile sterilize edilir. Bu teknik kullanılarak hazırlanan kemik greftlerinde osteoindüktif etki ortadan kalkar. Greft alıcı saha ile kaynaşabilme özelliğini yitirir. Ancak greftin antijenik etkisi son derece azalır (4). 15
Kaynatma ve otoklavize etme tekniği; Minimum 4,3 bar basınçta 134 0 C 18 dakika. otoklavda kalan greft osteoindüktif özelliğini kaybeder. Dokular içinde kalan hücre artıkları nedeniyle antijenik etki gösterir. Kompleks virüsler canlılıklarını korur. Kaynatma son derece etkisiz bir yöntemdir (4). İrradyasyon ve dekalsifikasyon teknikleri; Bazı bakteriler ve virüsler enfeksiyon yapabilme güçlerini koruyabilirler. Antijenik etki problemi bu yöntemde de söz konusudur. Işınla sterilizasyon pratik bir yöntemdir. Dokuya iyi penetre olur. 15 KGy lik dozaj, kemik greftinin biyomekanik özelliğini hiç bozmamaktadır (4). Kemik allogreftleri yoluyla HIV virüsünün alıcı kişiye taşınabilme ihtimali vardır. Kemikte virüs mevcutsa yıkama, dondurarak kurutma gibi yaygın doku bankası prosedürleri virüsü inaktive edemez. Ancak bazı vakalarda dondurmanın virüsü inaktive ettiği gösterilmiştir. Demineralizasyon ve virüsidal ajanla muamelenin ise HIV virüsünü inaktive ettiği gösterilmiştir. Yeterli önlemler alınırsa ve gerekli labaratuar testleri yapılırsa henüz tespit edilmemiş HIV enfekte donörden allogreft almak ve kullanmak ihtimali 1.600.000 dir (7). Transplante edilen kemik alıcı dokuda bir immün reaksiyon ile karşılaşır. Taze allogreftler en antijenik gruptur çünkü dondurma ve dondurup kurutma kemiğin antijenitesini azaltır. Donrulmuş-kurutulmuş kemik allogreftleri mineralize ya da demineralize formda kullanılabilir. Demineralizasyon kemiğin mineral tabakasını kaldırarak kemik kollagenini ve büyüme faktörlerini ortaya çıkarır (7). 16
Şekil-6. Çekim boşluğu allogreft ve implant uygulaması C) Heterojen Kemik Greftleri (Heterogreft, Ksenogreft): Farklı türde bir vericiden alınan greftlere Heterojen Kemik Greftleri denir. Ksenojen greft ismi de kullanılabilir Tespit edilen ilk transplantasyon işlemi,1668 de Jobi Van Meekren tarafından uygulanan ksenogrefttir. İnsanlarda heterojen kemik grefti uygulamaları,17. yy dan beri var olmasına rağmen, maksillofasiyal bölgede kullanımı yenidir. Heterojen kemik greftleri çenelerdeki küçük defektleri doldurmak için önerilmiş ve birçok klinisyen bu greftlerin herhangi bir osteojenik potansiyel sağlamadıklarını, bunun yerine kemik oluşumu için matriks oluşturduklarını belirtmişlerdir. İnsan kemik defektlerinin tedavisinde kullanılırlar. Kabul edilmeme reaksiyonu başta olmak uzere çeşitli başarısızlıklardan dolayı uzun ömürlü kullanıma sahip değildir. Ksenogreftler olabilecek immünolojik komplikasyonlardan dolayı insanlarda kullanım için pek uygun değildir. Bazı organik çözücüler ile hazırlanan ve 17
bu sırada immünojenitesinin çoğunu kaybeden dana kemiği en genel ksenojen greft kaynağıdır. Bu kemik etilen diamin de 24 saat bekletilip organik komponentlerinden ayrıldıktan sonra kalsiyum matriks sterilize edilerek greft kullanıma hazır hale getirilir. Bu şekide hazırlanan greft alıcıda herhangi bir immün reaksiyona neden olmaz. Anorganik dana kemiği ile yapılan çalışmalarda greftin osteotomi alanlarında başarılı sonuçlar verdiği ancak post travmatik deformite ve hipoplastik alan düzeltmelerinde yetersiz kaldığı görülmüştür (6). Kemik morfogenetik proteini olarak da adlandırılan osteojenik protein- 1(rhOP-1),osteoindüktif özelliğe sahiptir. Deproteinize sığır spongiöz kemikte, ensefalopati gibi hastalıkların transmisyon riski önemsizdir. Çünkü kemiğin organik içeriği elimine edilmiştir (10). Terheyden ve arkadaşlarının yaptığı çalışmada ;blok formunda ksenojenik kemik mineral taşıyıcılar üzerinde 600mg rhop-1 kullanılmıştır. Greftler mandibulaya yerleştirilip fiske edilmiştir. Transplantasyondan sonra, kemiğin canlılığını koruduğu ve sonuç olarak bu metodun konvansiyonel vaskülarize kemik greftlerine alternatif olabilecek potansiyele sahip olduğu bildirilmiştir (11). 1) Demineralize edilmiş kemik: Kemikte olan minerallerin demineralize edilmesi ile elde edilir. Kemiğin demineralizasyonu ile kemik matriksinde mevcut olan nonkollogen proteinler ortaya çıkar. Kemik demineralizasyonu düşük derecede sınırlı tutulan nonkollogen proteinlerin geniş fraksiyonları osteoindüksiyon potansiyeline sahiptir (2). 18
2) Proteini çıkarılmış kemik: İnorganik ve proteinsiz kemik, kemiğin organik kısmının çıkarıldığı sadece doğal kalsiyum fosfat materyalinin bırakıldığı materyaldir. Bu materyal doymamış kalsiyum apatit kristallerinden oluşur (2). Bu materyal osteoklastlar tarafından yapılan rezorpsiyonlara maruz kalarak onarım sağlar. Klinik araştırmalarda yalnız kemik ve otojen kemikle birleşiminde başarılı sonuçlar alınmıştır. Kistik kavitelerde, alveol kret ogmentasyonunda ve implantasyon öncesi defektli alanların onarımında kullanılmıştır. Sinüs lifting ameliyatlarında demineralize kemik kullanımı şekil verilmeyen biyomateryallere göre daha sıktır (2). Tablo 1:Otogreft ve allogreftlerin karşılaştırılması (5). otogreft YapısalDayanıklılık osteokondüksiyon osteoindüksiyon osteogenezis Kansellöz Yok +++ +++ +++ Kortikal +++ ++ ++ ++ allogreft Kansellöz-donmuş Yok ++ + Yok Kansellöz kurutulmuş dondurulup Yok ++ + Yok Kotikal-donmuş +++ + Yok Yok Kortikal-dondurulup Yok kurutulmuş 19
Şekil-7.Heterojen kemik grefti kullanımı ile kemik ogmentasyonu 3.2.2.ALLOPLASTİK BİOMATERYALLER Vücut dokularıyla uyumlu, sentetik, organik maddeden arındırılmış biyouyumlu materyallerdir. Osteokondüktif etkilidirler; defekt kenarından oluşumu başlayan yeni kemik dokusuna fiziksel bir mariks ya da iskelet görevi görerek defekti dolduracak şekilde yönlendirme özelliğine sahiptirler. Bağ dokusunun kemik dokusuna dönüşümünü stimüle etmedikleri için osteoindüktif değildirler (12). A)Paris Alçısı (Kalsiyum sülfat hemihidrat) Alçı; alçı taşının yıkılma ürünüdür. Alçı taşı, 110-130 0 C ısıtıldığında, kristalleri içindeki suyun bir kısmını kaybeder, kalsiyum sülfat hemihidrat şeklini oluşturur. Alçı taşının yıkılma yöntemine bağlı olarak iki değişik cins hemihidrat meydana gelir. Alçı taşı, açık havada ısıtılırsa β1-hemihidrat şekli ortaya çıkar ve bu da Paris alçısı olarak bilinir. Alçı taşı, basınçlı buhar tatbikiyle otoklavda 120-130 0 C ısıtılırsa sert alçı şekli elde edilir (13). Kemik içi araştırmalarından yola çıkarak Paris alçısının özellikleri; 1-Tolerans: Paris alçısı uygulamalarında antibiyotik kullanılsın ya da kullanılmasın Paris alçısının reddine dair bir belirtiye rastlanmamıştır. Gerek yumuşak dokular gerekse sert dokular bu maddeyi iyi kabul etmiştir (13). 20
2-Alçının şekil verici özelliği: Bonnerot,alçı ithali ile periostun muhafazısının ve kemik konturunun restorasyonunun mümkün olduğunu bildirmektedir. Lebourg a göre de bu madde mükemmel şekil verici özelliktedir. Sertleştikten sonra da periostun ve yumuşak dokuların normal yerlerinde durmasını sağlamakta ve kemik kavitesine doğru çökmesine engel olmaktadır. İmplante edilen alçı üzerindeki yumuşak dokuların dikilmesi de kolay olmaktadır (13). 3-Alçının yer tutucu görevi: Bazı araştırmacılar patolojik fraktür tehlikesine maruz bir kemiğin sağlamlaştırılmasında alçı implantasyonun iyi bir görev yaptığını savunmuşlardır (13). 4-Alçının rezorbsiyonu: Bell, kas içi denemelerinde alçının 4.7 haftada rezorbe edildiğini bildirmektedir. Calhbaun a göre alçı, köpek çenesinde iki haftada rezorbe edilmektedir. Alçıyı ağız içi ameliyatlarında uygulayan Lebourg ise bu materyalin 3-4 haftada rezorbe edildiğini kaydetmektedir. Radentz ve Colligs, alçının 6 haftada rezorbe edildiğini bildirmektedir (13). Calhaun ve Lebourg,bulgularını yalnızca röntgen tetkiklerine dayandırırken, diğerleri bu sonuçlara histolojik tetkik ile varmıştır. Rezorbsiyon süreleri arasındaki farklar şu nedenlere dayandırılmaktadır: Yalnız radyolojik tetkikle alçının rezorbsiyon süresi kesinlikle saptanmaz. Yapılan bir araştırmada, alçı maddesi kanla iyi beslenen bir bölgeye diğerinde ise daha az vaskülarize bir kısma implante edilmiştir. Alçı partiküllerinin büyüklüğü,rezorbsiyon süresini etkilemektedir ve partiküllerin büyüklüğü oranında rezorbsiyon yavaşlamaktadır. 21
Tüm farklı sonuçlara rağmen alçını oldukça hızlı rezorbe edildiği söylenebilir. İdeal bir implantasyon maddesinin sahip olması gereken bir özelliktir (13). 5-Paris alçısının kemik rejenerasyonu üzerine etkisi: Araştırmacılar paris alçısının kemik rejenerasyonunu hızlandırdığını bildirmektedir. Haeuptly e göre alçı,kemik kavitesine konulan basit bir dolgu maddesi değildir. Bu materyal rejeneratif yeni kemik oluşumunu hızlandırmaktadır. Bunun nedeninin yeni kemik teşekkülü için gerekli kalsiyumu sağlaması olduğu düşünülmektedir. Lebourg ise alçının kemik rejenerasyonunu iade eden ona yol gösteren bir çatı görevi yaptığı fikrindedir.bonerot alçının osteogenezisi stimtüle etmediği fakat subperiostal boşluğu doldurarak rejenerasyona yardımcı olduğunu belirtmiştir (13). Paris alçısı stabildir ve kolayca elde edilebilir. Hem sert hem yumuşak dokularca iyi tolere edilir. Hızlı absorbsiyonu onu büyük defektleri doldurmada yararlı kılar. Kendi absorbe olur yerini kemik dokuya bırakır. Enfekte dokulara farmakolojik preparatlarla karıştırılarak yerleştirilebilir (13,14). Paris alçısı 180 0 C de sterilize edilebilmektedir. Steril distile suyla karıştırılarak kaviteye uygulanır. Alçının serleşmemiş halde uygulanmasının, sertleşmiş parçacıklar halinde uygulanmasına oranla rejenerasyonu arttırdığı belirtilmektedir. Paris alçısı kullanılan ilk alloplastik biyomateryallerdendir. Günümüzde pek kullanım alanı bulamamaktadır (13,14). A)Kalsiyum Karbonat (Biocoral) Mercan, okyanuslarda çok değişik şekillerde ve renklerde, 2500'den fazla türe sahip olarak yaşayan bir canlı türüdür. Koloniler halinde yaşayan doğal mercanın 22
iskeleti bir çok cerrahi alanda 20 yıla yakın bir zamandan beri başarılı şekillerde kullanılmaktadır. Biyouyumunun çok iyi olması, osseokondüktif özelliği, kolay hazırlanması, kolay şekillenmesi ve ucuz oluşu avantajlarındandır. %98-99 kalsiyum karbonat ve %1-2 aminoasit ve oligoelementlerden oluşur. Mercan, kemiğe yapısal olarak yakınlığı ve biyolojik olarak inert bir madde olması nedeni ile ideal bir greft materyalidir. Doğal mercan, osteoklastlar tarafından yavaş yavaş rezorbe edilirken, serbest kalsiyum iyonları osteoblastlar tarafından kullanılarak yeni kemik oluşturulur. Mercan onleylerinde hacimsel azalmanın olmaması umut vericidir, ancak bu materyalin uzun süreli sonuçları bilinmemektedir. Bezins ve arkadaşları 38 hastada subperiosteal onlay greft olarak kullandıkları blok şeklindeki doğal mercan ile tatmin edici fonksiyonel ve estetik sonuçlar elde etmişler, 4 yıl boyunca radyolojik incelemesi yapılan bu hastalarda greftin çok iyi fiziksel rezistans göstererek rezorbe olduğunu, yerini yeni oluşan kemiğe bıraktığını gözlemişlerdir. Guillemin ve arkadaşlarına göre mercan, direk osteoblastik apozisyonlanma için iskelet görevi görür. Mercan rezorbsiyonu ve kemik apozisyonlanması materyalin gözenekli oluşuna bağlanmıştır. Doğal mercan uygulandığında, osteoblastik ve osteoklastik süreç 8-24 hafta arasında gözlenebilmektedir. Ancak, rezorbsiyon derecesi kullanılan greft materyalinin büyüklüğü ile ilgilidir. Greft materyali aşırı büyük olduğunda rezorbsiyon gecikmekte yada parsiyel olmaktadır (15). Biocoral,osteokondüktif özellikte bir biomateryaldir.bu özelliği nedeniyle kemik oluşumu nispeten uzun bir zamanı kapsar.biocoral,defekt içerisinde destek göreve sahiptir.böylece,çevre dokudan kan damarları ile osteoprogenitör hücrelerin defekt bölgesine gelerek rezorbsiyon /depozisyon faliyetleriyle yeni kemik oluşmasına öncülük eder.biocoralin rezorbsiyonundan multinükleer hücrelerin sorumlu olduğu düşünülmektedir (16). 23
Doğal mercan, Biocoral jenerik ismi ile farklı boyut ve şekillerde piyasaya sunulmuştur. Blok formları, plastik ve rekonstrüktif cerrahi ile maksillofasiyal cerrahide onlay greft olarak kullanılırken, granül formları periodontal kemik defektlerinde, çekim kavitelerinde ve küçük kist operasyonlarından sonra kullanılmaktadır. Bu greft materyali hem fonksiyonel hem de estetik kayıplarında rahatlıkla kullanılmaktadır (18). Biocoralin kalsiyum karbonat içeriğinde olması dolayısıyla hidroksiapatitten karbonata geçiş süreci gerektiren diğer greft materyallerinden bu yönüyle üstündür (16) Şekil-8.Biocoral in SEM görüntüsü A)Bioaktif Seramikler 1-Bioaktif cam seramikler Bioglass; kalsiyum tuzları ve fosfat karışımıdır. Greft, amorf bir materyaldir. materyali güçlendirmek amaçlı kristalize yapı kullanışlı değildir. Çünkü araştırmacılara göre, doku sıvısı ile materyalin azalması, kristallerin kaybı maddenin bütünlüğünü kaybetmesine neden olacaktır. Çünkü, porözlü değildir. Dokuların ve 24
kan damarlarının materyalde gelişmesi önlenmiştir. Bu özelliğin biyolojik etkisi henüz bilinmemektedir. Bu materyalin periodontal ve maksillofasiyal uygulamalarda kullanımını destekleyen birkaç çalışma bulunmaktadır. Bu greft,başarılı sonuçlar elde etmede katkıda bulunan iki özelliğe sahiptir. Ev sahibi hücrelerde hızlı oranda reaksiyona girmesi, Bağ dokuda bulunan kollagen ile bağlanma yeteneği. Bioglass ın yüksek derecede bioaktivitesi, onarımı stimüle edebilir ve osteojenezi teşvik edebilir. Çünkü, bioaktivite indeksi fazladır. Sonuç olarak implantasyon alanındaki osteojenik hücreler; partiküllerin yüzeylerine kolonize edebilir, bu yüzeylerde kollagen üretebilir ve osteoblastlar kollagenin üzerine kemik materyalini yerleştirirler. a)bioglass sadece kemiğe değil, aynı zamanda yumuşak bağ dokuya da yapışabilir. Osteojenik ve non osteojenik hücrelerce üretilen kollagen büyüdükçe tabakanın iç yüzeyinde yerleşik hale gelir ve greft materyali ile yapışık bir iç yüzey oluşmasını sağlar. E.Schepers ve arkadaşlarının yaptığı araştırmada, bioaktif cam partiküllerinin kemik lezyonlarında doldurucu olarak kullanımını değerlendirmiştir ve HA materyali ile karşılaştırmıştır (17). Partiküller 5 köpek çenesine implante edilerek ve 1,2,3,6,12.aylarda incelenmiştir. Her iki çalışmada kemik kavitesi duvarında osteokondüktif kemik gelişimi görülmüştür. Fakat bu bioaktif cam granülleri etrafında daha çok gözlenmiştir. Granüller,osteokondüksiyon için çatı olarak kullanılarak kemik duvarından kortikal 25
kemik sınırına doğru bir büyüme gözlenmiştir. Fakat diğer iki materyalde osteokondüktif kemik gelişiminin daha az olduğu tespit edilmiştir. b) Perioglass; perioglass (Block Drug) hem kemiğe hem de özel yumuşak bağ dokuya yapışabilen, sentetik özellik taşıyan Bioglass ın özel bir formudur. Perioglass kalsiyum ve flora ek olarak silikon ve sodyum karışımıdır. Perioglass kullanımı ile, HA kristallerinin kullanımı karşılaştırıldığınd,yeni kemik yoğunluğunda ve oranında artış olabilir. Bu bioaktif sentetik greftleme, kemik içi defektlerde, çekim alanlarının tamiri ve kret agumentasyonunda kullanılabilir. Perioglass kullanımında başarı birçok kritere bağlıdır. Bunlar; tedavi öncesi planlama, defekt debridmanlarının uzaklaştırılması, vaskülarizasyonun sağlanması ve enfeksiyonun kontrolüdür. Hayvan çalışmaları; perioglass ın 2 önemli karaktere sahip olduğunu göstermiştir. Kompaktabilite kolaylığı ve hemostazı sağlaması. Materyal, kemik defektinin içine yerleştirildiğinde sıkıca yapışır ve defektin içine yerleştikten sonra sertleştiği gözlenir. Greftin yerleştirilmesinden birkaç dakika sonra hemoraji durur. Bu hemostaz, materyalin kompaktabilitesi ve yapışkanlğı ile ile ilişkilidir. Zamet ve arkadaşları; 20 hastayı içeren bir çalışma yapmışlardır. Bioaktif cam olarak perioglass kullanılmıştır. Çalışamanın sonucunda,kemikiçi defektlerinin konvansiyonel cerrahi tedavisinde Perioglass kullanımının çok etkili olduğu ispatlanmıştır (18). Johnson ve arkadaşları, tavşanlarda implant çevresi kemikiçi defektlerin rejenerasyonunda Perioglass kullanımını araştırmışlar ve perioglass ile doldurulmuş defektlerde kemik depozisyonu ile osteoid formasyonu tespit etmişler. Bu çalışmada, perioglassla tedavi edilmemiş alanlara göre, tedavi edilmiş alanlarda 1. 2. ve 3. haftalarda daha fazla kemik oluşmuştur. 26
Şekil-9.Kemik içi defekte perioglass uygulaması c) Biogran: Kalsiyum,fosfor, silikon ve sodyum ile karşılaştırılmış bioaktif cam seramiklerden yapılmış olan bu greft materyali,rezorbe olabilir özellik taşımaktadır. Bu materyal hidrofiliktir ve biraz da hemostatiktir. Kanama meydana geldiğinde defekt içinde kalır. Steril saline ve hasta kanı ile ıslatıldığında defekti doldurabilecek şekilde 27
form alır. Kemik transformasyonu ve gelişimi,her bir granül dahilinde gelişir. Bioaktif cam seramik parçacıkları rehberliğinde oluşan osteogenezis, normal fizyolojik yöntemle sürekli remodele olan yeni kemik ile doldurulan defekt alanları gibi multiple alanlarda oluşur. Sonuçta greft rezorbe olarak ve boşluk yeni kemik ile dolmaktadır..furusawa ve Mizunuma nın çalışmasında, sinüs yükseltilmesinden sonra subantral agumentasyonda biogran kullanılmıştır. Histolojik ve biomekanik analizlere göre her iki grupta da yeni kemik formasyonu gözlenmiştir. Rejenere kemik ve doğal kemik dokusunun biomekanik özellikleri benzerdir. Şekil-10.Biogran kullanımı ile sinüs lifting operasyon 2-Kalsiyum fosfat seramikler Büyük çaplı kemik kayıplarının iyileşmesi ve kemiğin önceki fonksiyonlarına kavuşması halen büyük bir problem olarak gözükmektedir. Bu tip lezyonlarda iyileşmeme sıkça görülen bir problemdir. İdeal tedavi yöntemi olarak bilinen otogreftlerin bu tip defektler için yeterli miktarda elde edilememesi ve donör bölgede morbidite görülmesi sebebiyle, alternatif kemik dolgu maddesi arayışları 28
yoğunlaşmıştır. Kalsiyum fosfat bazlı sentetik seramikler içinde yer alan hidroksiapatit ve trikalsiyum fosfat kemik dokusuyla kuvvetli bağ oluşturan osteokondüktif materyaller olduklarından dolayı, büyük çaplı kemik kayıplarının iyileşmesinde kullanılabilme potansiyeline sahiptirler (19). Kemik dolgu maddesi olarak kullanılan kalsiyum fosfat bazlı seramik protezlerin ideal dayanıklılık ve osteokondüktif yapıları üzerinde araştırmalar devam etmektedir. Sentetik seramikler protezlerin dayanıklılıkları kristal yapının düzenlenmesi ve kullanılan maddelerin katı hallerindeki partikül boyutlarınn ayarlanması yoluyla geliştirilebilir. Osteokondüktif özellikleri ise elde edilen protezlerin gözenek yapısına sahip kılınması ile arttırlar. Trikalsiyum fosfat, hidroksilapatite oranla daha hızlı biyolojik parçalanmaya uğradığından, seramik materyallerin osteoindüktif özelliklerini daha da arttırıcı bir nitelik taşır (19). a)hidroksilapatit Klasik yavaş rezorbe olan kalsiyum fosfat seramik örneği hidroksilapatittir. Yüksek derecede kristalize hidroksilapatit in-vivo olarak stabildir ve yılda %5-10 oranında rezorbe olur. Chiroff ve arkadaşları, mercanların yapılarının kortikal ve kansellöz kemikler ile benzer olduğunu bildirmişlerdir. Basit hidrotermal değişiklik sonucu mercan kalsiyum karbonatı mekanik olarak güçlü hidroksilapatite dönüşür. Hayvan ve insanlarda yapılan uygulamalar sonucunda hidroksilapatit poröz implantların fibrovasküler doku ile kaplandığı ve sonra lameller kemiğe döndüğü gözlenmiştir. Oluşan kemik otojen greftlere benzer görünümdedir (5). İdeal bir yapı iskelesi, uygun mekanik destek sağlayan biyouyumlu bir malzemedir. Doğal ekstrasellüler matrikse benzer bir yapıya sahip olmalı, uygun yüzey özellikleri sergilemeli ve osteoblastik hücrelerin adezyonunda, 29
proliferasyonunda ve diferansiyasyonunda bir artışa yol açmalıdır. Hidroksilapatit, kimyasal olarak kemik matriksinin inorganik komponentine benzer bir alloplastik malzemedir. HA sağlıklı bir periostun ve iyi vaskülarize bir kemiğin altına greftlendiği zaman önce bir pıhtıyla entegre olur ve daha sonra çevre dokuya, neo-osteogenezi uyaran fosfat iyonları salgılar (20). Klinik olarak hidroksilapatitin yavaş emilimi bir dezavantajdır. Bu nedenle emilimini arttırmak için değişik uygulamalar geliştirilmiştir. Bunlar; kalsiyum karbonatın dış yüzeyinin hidrotermal olarak hidroksilapatit ile kaplandığı implantlar, hidroksliapatitten elde edilen bifazik kalsiyum fosfat seramikler ve hidroksilapatit ile TCP karışımı olan kompozit materyaller olarak sayılabilirler (5). Bir tümörün veya kistin çıkarılmasından sonraki alveoler atrofi, biçimi uygun olmayan protez tedavisine yol açarak sıklıkla şekilsiz kronlarla veya yapay biçimde oluşturulmuş gingivaları ve eksik papillaları olan köprü şeklindeki protezllerle sonuçlanır. Bu tür olgularda, otojen kemiği doğrudan konakçı kemik yüzeyinin üzerine döşeyerek kemik hacmini restore etmek amacıyla sıklıkla protez tedavisi için otojen onley kemik greftleme teknikleri uygulanmaktadır. Ancak otojen kortikal kemiğin sınırlı miktarda olması ve iyileşme esnasında greftlenen kemiğin rezorbsiyonu ile ilgili bazı problemler söz konusudur (20). Son zamanlarda, yüksek poroziteye sahip, iç içe geçmiş poröz hidroksilapatit seramik (IP-CHA) materyalleri geliştirilmiştir ve ortopedi alanında başarılı bir şekilde kullanılmaktadır. IP-CHA granülleri, hidroksilapatit seramiklerinden yapılmış poröz sinterlenmiş bir gövdeden oluşurlar ve özgün bir gözenek yapısına sahiptirler. Bu sebeple konvansiyonel iç içe geçmiş poröz, hidroksiapatit seramiklere göre konakçı kemik dokusuna daha hızlı bir şekilde tam olarak katılırlar. IP-CHA, alveoler atrofinin 30
iyileşmesi için onlay greftlemenin arttırılmasında alveoler krete daha fazla kalınlık sağlayacak bir kemik grefti alternatifi olarak da faydalı olabilir (23). Kubozono ve arkadaşları, bir bayan hastada kortikal kemik ve IP-CHA granüllerinden oluşan karışık greftlerle maksiller sinüs tabanı ogmentasyonu sonrası implant yerleştirrmişlerdir. Alveoler krettekii kemik hacmi 34 ay sonra aktif kemik rezorpsiyonu olmadan restore olmuştur. IP-CHA, alveoler atrofinin iyileşmesi için onlay greftlemenin arttırılmasında alveoler krete daha fazla kalınlık sağlayacak bir kemik alternatifi olarak faydalı olamaktadır (20). 31
32
Şekil-11.Periapikal kist sonrası onley bone greft ve granüler tip IP-CHA uygulaması ve final restorasyon b) Trikalsiyum fosfat Hidroksilapatit in 1050 0 C nin üzerindeki ısılarda ayrışması sonucu β-tcp oluşur. 1350 0 C nin üzerindeki ısılarda da β-tcp, α-tcp a dönüşür.α-tcp bu yapısını soğuyunca da korur. Kristal yapısı gevşek apatite dönüşmedikçe kendiliğinden apatitlik göstermez.ca/p oranı 1.5 tur (1). Bu materyal apeksifikasyon defektlerinde, periapikal ve periodontal alanlardaki defektlerde, kistik alanlarda ve dişsiz atrofik alveolar arkların yükseltilmesinde kullanılır. Seramik rezorbe olarak yerini kemiğe bırakır. 2-3 duvarlı periapikal defektlerde kullanımı başarılı olmuşken alveoler kret yükseltmelerinde yeterli başarıyı gösterememiştir (21). Trikalsiyum fosfat, çeşitli granüler ve toz formlarında mevcuttur. Mukozaya toksik ve irritan etkisi yoktur (21). En önemli dezavantajı, materyalin son derece kırılgan, düşük dirençli ve düşük gerilim kuvvetine sahip olmasıdır (6). Poröz TCP implantları, TCP tozlarının naftalin gibi taşıyıcılar kullanıldıktan sonra sıkıştırılması ile elde edilir. Elde edilen poroz yapı %35 oranındadır ve oluşan porlar 100-300 jjum boyutlarındadır. TCP, hidroksilapatite göre daha hızlı çözünür ve rezorbe olur. Gözenek yapısının çok küçük olması ve gözenekler arasında bağlantı bulunmaması nedeniyle rezorpsiyon olmadan kemik hücreleri yapının içine ilerleyemez. Bu yüzden TCP'nin granül formu kemik grefti olarak daha kullanışlıdır. Yüksek kalsiyum fosfat iyon konsantrasyonu içeren yüzeyler ve lokal mikroçevre, TCP rezorpsiyonunu etkiler. TCP'nin bulunması ve kalsiyum fosfat kristallerinin lokal 33
depolanması osteoklastları uyarır. Osteoklastik aktivitenin artması ile osteoblastik aktivite de artacağı için yeni kemik oluşumu meydana gelir (5). D)Polimerler -Kan akımının ve vücut sıvılarının kontrolü -Işığın iletilmesi -İlaç verme membranı olarak -Doku rejenerasyonu -Kavite doldurmak amacıyla kullanılır. 1-Polytetrafluoroetilen (PTFE) Sert, hidrofobik, poröz olmayan, çok yüksek işlem ısısı olan, bal mumu gibi ve kimyasal açıdan inert bir polimeridir (21). PTFE, düşük yüzey enerjisi, sürtünme katsayısı ve 200 0 C den 250 0 C ye kadar dayanan mekanik özellikleri ile yüksek derecede kristalize bir yapıdır. Bu özellikleri sayesinde fevkalade kimyasal dirençli, nispeten yumuşak ve son derece yüksek yani 327 0 C erime ısısına sahip bir yapı kazanır. Bu yüzden PTFE sıradan çözücülerle ve erime teknikleriyle işleme konulmaz. Güneş ışığında degrade olmaz. Asitler, bazlar ve organik çözücülerin etkilerine yüksek direnç gösterir (21). Yaygın doku reaksiyonu ve akut inflamasyon yapmaz. Bununla birlikte toz haldeki teflon zayıf inflamasyona neden olabilir. Dokunun snovial tabakasına adezyonu yoktur. Genel olarak kimyasal degredasyon yoktur (21). En az reaktif polimerdendir. Son yıllarda hidroksilapatit ile birlikte kullanılmaktadır. Oda ısısında bile akma özelliğine sahiptir. 2-Polyetilen (PE) 34
PE yüksek ısılarda esnek bir polimerdir. Yüksek kristallik derecesi aktif ajan difüzyonu için elverişsiz bir durum yaratır. Madde sadece poröz formda ya da bir kopolimer olarak aktif ajan alanında yararlı olabilir. Önemli ölçüde doku reaksiyonuna neden olur (21). 3-Silikon Silikonlar uniform mekanik özellikleri, yaşlanma direnci, düşük yüzey enerjisi, hidrofobikliği, elektriği iyi iletebilme özelliği, kimyasal ve biyolojik hareketsizliği ile dikkat çeker (21). Silikon elastomerler cam substratlara çok kuvvetli yapışır ve metaller ile seramiklere iyi adezyon sağlar. Kaplama, enkapsülasyon, elektirik yalıtıcı olarak kullanılır (21). Mekanik dayanıklılığı zayıftır. Esnektir. Düşük ısılarda elastikiyetini korur. 200-300 0 C de stabil, güneş ışığına dayanıklıdır. Pek çok organik çözücüyle çözünür. Silastik organizmada stabildir. Metabolize edilemez. Fizyolojik olarak bilinen en inert maddedir. Mekanik ve termal stabilitesi uzun yıllar dayanır. Küçük mandibuler defektlerin doldurulmasında tercih edilir (21). 4-Polyüretan Üretan zinciri ile nitelendirilirler. Bu zincir molekülünü oluşturan küçük birim olmasına rağmen poliüretanın fiziksel ve kimyasal özelliklerini taşımaz. Poliüretanlar mükemmel gerilme özelliği ve esneklik sergiler. Bunun yanı sıra kimyasal korozyona, abrazyona ve soğuğa da belli oranda dirençlidir. Poliüretanlar çoğu polimerlere, metallere ve seramiklere iyi adezyon sergilerken bu polimerler oda ısısında rijid epoksi adezivlerle yapışacak kadar esnektirler. Bununla birlikte, yükseltilmiş poliüretan esnekliği, onları kriojenik ısılarda daha üstün adeziv yapar (21). 35
Sürtünme katsayısı ve termik iletkenliği düşüktür. Suyu absorbe eder. Asit ve bazlara direnci düşüktür, çoğu organik çözücüde çözülür. Vücutta stabil kalmaz, absorbe edilir. Önemli doku reaksiyonlarına neden olurlar. Dikiş ipi, vasküler protez, dializ membranı, katetin ve diafram olarak kullanılır. Kemik defektlerinin doldurulması amacıyla kullanılmaz (21). 5-PMMA (Polimetilmetakrilat) PMMA, monomer metakrilatın basit kimyasal formülünden oluşan akrilik bir polimerdir. PMMA tozlarının metilmetakrilat sıvı monomerleri ile karıştırılması sonucu serbest radikal bir reaksiyon ile polimerizasyon gerçekleşir. Polimerizasyon dibenzol peroxide ile başlar. Saydamlaştırıcı olarak polimer tozuna baryum sülfat eklenebilir (21). Oluşan akrilik polimer amorftur ve çapraz bağlar içermez. PMMA, sıkıştırılmaya gerilmeden daha dayanıklıdır. Sih ve Berman ın 1980 de yaptığı araştırmaya göre yükselen basınç PMMA nın dayanıklılığını artırır, ısıdan ise etkilenmez. Düşük viskoziteli maddenin düşük dayanıklılığı olduğu bildirilmiştir. Fizyolojik çevrenin kırılganlığa dayanıklılığa etkisini bulmak için pek çok araştırma yapılmıştır. Sonucunda 37C 0 deki sığır serumuna daldırılan havada test ediline göre daha fazla dayanıklılığa sahip olduğu görülmüştür (21). Serbest monomeri doku reaksiyonuna yol açar. Kranial ve facial defektlerde kullanılır.zor şekil verilir (21). 6-Proplast 36
Proplast denilen, politetrafluoroetilen başka materyallerle karıştırılarak kullanılır.ürünün her biri ayrı bir madde ile birleştirilmiş farklı jenerasyonları vardır. İlk jenerasyonda karbon, ikincide, alüminyum oksit,üçüncüde hidroksilapatit kullanıldı. Son 10 yıldır, şakak kemiği ve alt çene ameliyatlarında proplast-teflon implantı kullanılmaktadır (6). Proplast biokompatible bir materyaldir.bu materyal orbita, zygoma, nasal, çene ucu gibi herhangi bir yükle karşılaşmayan bölgelerin ogmentasyonunda,sağlıklı dokuda ve sterilizasyonun ısı yapıldığı şartlarda kullanılabilir (6). 7-Poliamide Meç Termoplastik bir polimerdir.tekrarlayan amid gruplarının oluşturduğu polimerdir.ticari olarak supramid olarak bulunur.kliniksel olarak orbitanın taban implantı veya yüzde, burunda, çenede yuvarlanmış onley materyal kullanılır (6). 3.2.3.KOMPOZİT GREFTLER Kompozit greftler genellikle otojen greft materyali ile bir allogreft veya alloplast kombinasyonundan oluşur.tercih edilen greft materyali otojen grefttir,fakat elde edilen miktar ihtiyacı karşılayamadığı zamanlarda verici materyal miktarını artırmak amacıyla bir allogreft veya alloplast genişletici kullanılır.kompozit greftlerin, birleşimlerinde bulunan materyallerin her birine göre daha fazla yeni kemik oluşumu sağlandığına dair bulgular vardır. A)Kompozit Otojen Sert ve Yumuşak Doku Greftleri Bu tür greftler sert doku ve eşlik yumuşak doku yığınının her ikisini de içerdiğinden Kompozit Greft adıyla anılır.bu greftler gögüs duvarlarından kaldırılır 37
ve sağlam kan damarlarıyla otojen kaburga içerir ya da birleşik superior iliak sirkumflaks arter ile birlikte iliak greftten alınır. Daha sonra arterial sistem mandibulaya doku aktarımı sırasında ya lingual arter ya da fasial arterle birleştirilir. Mümkünse venöz sistemde anostomoze edilir. Bu kompozit greftler daha çok mandibulanın rekonstrüksiyonunun sınırlı uygulamalarında başarılı olmuştur.vasküler anostomoz bölgeye dönen kan damarlarıyla başarılı olmasına ve yumuşak doku canlı kalma eğilimi göstermesine rağmen yumuşak doku kitlesinin merkezindeki kemik adası tam bir vaskülarizasyona ulaşamaz.kompozit greftteki kemik ile mandibulanın kalan kemiği arasındaki anastomozu sıklıkla eksiktir.greftteki kemik adası normal çiğneme güçlerine karşı tümüyle fonksiyonel değildir.sonuç olarak eşlik eden damar anastamozu ile kompozit greftlerin serbest aktarımı tüm mandibular corpus rekonstrüksiyonu olgularının %10 undan daha az bir bölümünde kullanılır (21). B)Kompozit Allogreft ve Otogreft Araştırmacılar ümit verici greft materyalini kabul edebilir bir biçimde korunmuş allojenik kemik ve otojen kemiğin bir kombinasyonu olabileceğini göstermişlerdir.deney hayvanlarında bu doku kompozitlerinin kullanımı ile belirgin osteojenik özellikler gözlemiştir (21). Kompozit allogreft otogreft kullanımı otojen greft dokusu miktarının minimuma indirilmesi gerçeğine dayanır. Bu kombine gerft ile iliak kreten daha az miktarda ilik ve kansellöz kemik çıkarılması mümkün olur. Böylece postoperatif morbidite azalır (21). C)Kompozit Alloplast ve Otogreft Kompozit greft işlemlerindeki bir diger gelişme otojen kemik dokusu ve metal gibi alloplastik materyallerle ilgilidir.metal parçanın amacı titanyum ağınkinden 38