De toekomst: op maat gemaakte scaffolds voor uitgebreidere botaugmentaties

Hebben we meer nodig dan wat we vandaag de dag beschikbaar hebben voor botaugmentatie?

– Noemenswaardige vooruitgang is gemaakt.

– Problemen die nog altijd aanwezig zijn bij uitgebreide botdefecten (met name verticale defecten) zijn:

– Uitgebreidheid van nieuwe botvorming

– Resorptie door de tijd heen (fysiologisch)

– Bewerking/fixatie

– Dimensionale stabiliteit van het geregenereerde bot

– De algehele voorspelbaarheid en techniek gevoeligheid

– Het concept van Guided Tissue Regeneration (GTR) is van kritisch belang voor orofaciale weefsel engineering.

– The ‘scaffold’ is de sleutel overweging: er zijn nog steeds significante problemen en verbetering is nog steeds noodzakelijk.

Door gebruik te maken van een scaffold in plaats van een membraan wordt gefaciliteerd voor dimensionaal stabiele botvorming.

De scaffold

– Creëert ruimte en behoudt de ruimte

– Geschikte resorptie graad

– Porositeit voor goede vascularisatie

– Idealiter niet humaan/dierlijke origine: alloplastisch materiaal

– Flexibiliteit/ aanpassingsvermogen voor een modulaire aanpak voor klinische problemen van uitgebreide complexiteit

– Op maat gemaakte constructies zijn hierdoor mogelijk met behulp van 3D printen

Het nadeel van op maat gemaakte scaffolds is dat ze verwijderd moeten worden en het voordeel is dat de exacte maat en vorm controleerbaar zijn.

Concept van scaffolds

Verschillende materialen kunnen en worden gebruikt. Dr. Sosa maakt vooral gebruik van een resorbeerbaar biopolymeer: Polycaprolactone (PCL)

Voordelen

– TGA (Therapeutic Goods Administration) approved: Goedgekeurd en gereguleerd door de overheid.

– Uitstekende bio compatibiliteit: Het wordt goed geaccepteerd door het lichaam.

– Alloplastisch (synthetisch = geen dierlijke of menselijke aard).

– Verminderde resorptie graad, waardoor meerdere fase van bot remodelling kunnen plaatsvinden en zorgt voor stabiliteit op lange termijn.

– Kan geproduceerd worden in veel fases van nano-vezels tot macrostructuren die gewicht kunnen dragen.

– Maakt op maat gemaakt/individuele scaffold ontwerpen mogelijk.

Nadelen

– Lage bio activiteit: Het indiceert geen weefselvorming.

– Lage resorptie graad.

Wat is het beste materiaal?

• Bioceramics (TCP) is een alternatief voor polymeren.

Voordelen

Ze hebben een verbeterde bioactiviteit en snellere resorptie.

Nadelen

Ze zijn van broze aard, wat invloed heeft op de fixatie van het materiaal, de dimensionale stabiliteit en de printbaarheid.

Het ultieme materiaal is mogelijk een polymeer/bioceramic composiet.

Klinische overwegingen

Kunnen we bot in situ laten groeien?

– Kan het extra skeletaal groeien (verticale augmentatie)?

– Is het dimensionaal stabiel?

– Kunnen we het gebruiken voor implantaat reconstructie?

Nieuw gevormd bot zonder fixatie met een scaffold resorbeert. Met behulp van een scaffold wordt het volume behouden.

Scaffold

– Faciliteert verticale botaugmentatie

– Steunt dimensionale stabiliteit

– Staat implantaat plaatsing toe

Hoe kunnen scaffolds het beste worden toegepast?

In combinatie met bewezen behandelinterventies:

– Groeifactoren

– EMD

– PDGF

– FGF-2

– BMP-2

– Hemoderivaten: zijn het meest gunstige product uit het bloed: i-PRF van de patiënt wordt ingebracht in combinatie met de scaffold

– Stam/progenitor cellen

– Medicatie toediening

Sleutel overwegingen voor de vertaling

– Biologische en preklinische studies.

– Werkflow en ontwerp: volledig digitaal

Gebruik een tissue engineering aanpak: toepassing van bioactief en biologisch afbreekbaar, ondersteunende en poreuze scaffolds.

Specifiek

– Ontwikkel een methode om een patiënt CT-scan te kunnen omzetten in een 3D printbare (materiaal en kwaliteit) G-code (structuur, porositeit).

– Het toelaten van de vorming van patiënt specifieke functionele weefsel scaffolds.

Toekomstig biomateriaal bij bot regeneratie: is op maat gemaakt met scaffolds. Dit creëert en behoudt ruimte.

Prof. Saso Ivanovski is Director van het Centre for Orofacial Regeneration, Reconstruction and Rehabilitation in Australië.

Verslag door Nika Koolwijk, tandarts, van de lezing van prof. Saso Ivanovski tijdens de EuroPerio Series van de European Federation of Periodontology (EFP).