De toekomst: Autologe mesenchymale cellen en synthetische grafts voor botvervanging bij mensen

Problemen met autoloog bot

• Chirurgie is nodig.

Wat tot gevolg heeft >>

• Langere operatietijd.

Wat tot gevolg heeft >>

• Hogere patiënt morbiditeit.
• Beperkte hoeveelheden zijn beschikbaar.
• Onvoorspelbare resorptie: tot 50 % van het getransplanteerde bot kan resorberen tijdens de heling.

Naast eigen weefsel kunnen we middels tissue-engineering verschillende soorten weefsel creëren. Hiervoor hebben we drie bronnen nodig namelijk:

1. Stamcellen (SC)
2. ‘Scaffolds’ om de cellen aan te laten hechten en groeien.
3. GF (groei factor): hormonen en signalen vanuit het lichaam om de stamcellen te kunnen aansturen.

Soorten Stamcellen

1. Embryonale SC; Deze zijn ethisch gelimiteerd. Deze cellen zijn zeer potent en kunnen zich tot elke cel in het lichaam ontwikkelen. Vaak is het lastig om de groei te controleren, waardoor er teratoma’s kunnen ontstaan (oncontroleerbare weefselgroei).
2. IPS (induced pluripotent SC): Kan tot oncontroleerbare weefselgroei leiden. Deze SC worden gebruikt voor medische trials en om medicijnen te testen.
3. Adult SC (multipotent)

Verschillende soorten stamcellen

Embryonale SC ontwikkelen zich tot adulte stamcellen in 6 weken. Adulte SC ontwikkelen zich tot verschillende cellen. Ze zijn multipotent en afhankelijk van de signalen die het lichaam geeft.

Adulte mesenchymale SC:

1. Hematopoëtisch SC: zijn de actieve cellen van het immuunsysteem en bloedvorming en deze cellen circuleren.
2. Mesenchymale SC: zijn passieve cellen die wachten tot ze een signaal krijgen en gaan dan naar de plek waar ze nodig zijn voor actie.

De klinische uitdaging ligt vooral bij behandeling van de mandibula. Er is minimaal een diameter van 4 mm nodig en bij voorkeur 1,5 mm bot rondom het implantaat. Samen komt dit uit op minimaal 7 mm bot wat nodig is en dit kan soms uitdagend kan zijn. De andere uitdaging is de vaak gelimiteerde hoeveelheid gekeratiniseerde gingiva.

In verschillende preklinische onderzoeken is gebleken dat stamcellen graag aan biomateriaal hechten.

Stamcellen en biomateriaal moeten minimaal een uur van tevoren samenkomen, zodat alle stamcellen zich kunnen hechten aan het biomateriaal. Sterk gevasculariseerd bot wordt zo gevormd. Het implantaat heeft twee maanden nodig om te genezen voordat het abutment geplaatst kan worden.

Het ultieme doel in de toekomst is het 3D printen van een botdefect en dit te kunnen vervangen met biomateriaal en mesenchymale stamcellen.

Conclusies uit verschillende publicaties:

Transplantatie van cellen in combinatie met biomateriële scaffolds is superieur ten opzichte van alleen biomaterialen (de scaffolds) bij sinus augmentatie en horizontale augmentatie en is vergelijkbaar met autogeen bot bij een alveolaire cleft reparatie.

De beperkingen van deze studies zijn vooral de hoge kosten. Hopelijk kan er in de toekomst gebruik gemaakt worden van allogene stamcellen.

Dr. Cecilie Gjerde works at the Department of Clinical Dentistry, University of Bergen. Cecilie does research Tissue Engineering and Bone Regeneration using MSC. Their current project is ‘Reborne and Maxibone’.

Verslag door Nika Koolwijk, tandarts, van de lezing van Dr. Cecilie Gjerde tijdens de EuroPerio Series van de European Federation of Periodontology (EFP).