PEEK - Продвинутый материал для краниопластики

Краниопластика относится к операции по заполнению и восстановлению дефектного черепа с использованием различных ремонтных материалов. В настоящее время это одна из наиболее рутинных нейрохирургических операций, которую можно проводить во многих первичных больницах. Исследования доказали, что краниопластика не только восстанавливает форму черепной полости, но и достигает эффекта восстановления эстетики, а также играет важную роль в восстановлении неврологических функций пациента.

Краниопластика - это медицинская техника с долгой историей. Наши предки уже тысячи лет назад предпринимали подобные медицинские попытки. В Музее остеологии в штате Оклахома, США, есть коллекция воина из Перу две тысячи лет назад. Череп воина был ранен в битве, и в рану была вживлена металлическая пластина для восстановления перелома.

С быстрым развитием уровня промышленности, науки и технологии, а также методов диагностики и лечения, краниопластика стала относительно распространенной и рутинной операцией в нейрохирургии. Во время этого процесса материалы для краниопластики также проходят следующие этапы:

Костный материал ксеногенного происхождения

В 1668 году доктор ван Мекерен использовал костную ткань собаки для восстановления дефекта черепа у человека, что было первым документированным ксенографтом в мире. Последующее использование костной ткани таких животных, как обезьяны, кролики и скот, для пересадки на человека, появлялось одно за другим. Помимо общих осложнений, таких как послеоперационное инфицирование и резорбция кости, ксеногенная пересадка костей часто вызывает вторичные повреждения у пациентов из-за сильного иммунного отторжения ксеногенных материалов человеческим организмом.

Автологическая костная трансплантация

В 1821 году доктор Фонвальтер провел первую в мире автологическую трансплантацию костей для восстановления дефектов черепа. В 1867 году доктор Лолье предложил важную роль периоста в регенерации костей. Впоследствии было много отчетов в литературе о восстановлении дефектов черепа с помощью автологичных лоскутов черепа, наружных пластин мандибулы, ребер, крестцов и лоскутов фибулы. Автологичные ребра, превращенные в полосы или порошок, подходят для восстановления небольших дефектов черепа. В настоящее время автологичная костная трансплантация все еще является золотым стандартом для реконструкции черепа. Автологичная костная ткань обладает хорошей остеокондуктивностью и гистокомпатибельностью, не вызывает отторжения и имеет низкую частоту послеоперационного обнажения кости. Однако повышается вторичная травма, высокая скорость резорбции вживленной кости и другие проблемы, что ограничивает клиническое применение.

Аллогенная кость

Большое количество солдат в Первой и Второй мировых войнах, страдавших от дефектов черепа от выстрелов и взрывов, привело к значительному прогрессу в методах восстановления дефектов черепа. В начале 20-го века были сообщения об использовании трансплантации черепа умерших людей для восстановления дефектов черепа. Материалы аллогенной природы часто получаются из лоскутов костей других людей, что в определенной степени решает проблему нехватки автологичной кости у пациентов с большими дефектами черепа и удовлетворяет клинические потребности. Для снижения реакции отторжения часто используются методы, такие как метод облучения и стерилизация высоким давлением пара для обработки аллогенной кости. Поскольку получение аллогенных материалов вызывает большую травму у донора и затрагивает множество этических вопросов, они в настоящее время редко используются.

Полимерные материалы

Полиметилметакрилат

Этот материал прочен, стабилен, термостоек и проницаем для рентгеновских лучей. Его также называют костным цементом, потому что его прочность схожа с прочностью человеческих костей. Однако он хрупок и склонен к трещинам при воздействии внешних сил, поэтому его редко используют самостоятельно для ремонта черепа. По сравнению с автологичной костью, полиметилметакрилат лишен пористости и не может быть пронизан и обернут новой тканью после имплантации в череп. Он склонен к инфицированию после операции и в настоящее время его меньше используют. Кроме того, из-за трудности в совместимости с окружающей тканью и невозможности роста вместе с черепом, его запрещено использовать в качестве материала для восстановления дефектов черепа у детей.

Гидроксиапатит

Его молекулярная структура и соотношение кальция и фосфора очень похожи на неорганические компоненты в нормальных костях, и он относится к керамике кальция и фосфора. Гидроксиапатит обладает хорошей биосовместимостью, остеокондуктивностью и остеоиндуктивностью. После имплантации в организм с поверхности материала высвобождаются кальций и фосфор, которые впитываются тканями организма и стимулируют рост новой костной ткани. Через технологию CAD/CAM гидроксиапатит может быть предварительно изготовлен в персонализированные импланты согласно размеру и форме дефекта перед операцией, но основной проблемой является то, что он легко ломается внутриоперационной фиксацией винтами и послеоперационными внешними воздействиями, высокая частота послеоперационной инфекции. Кроме того, гидроксиапатит слишком быстро разлагается в организме, поэтому его обычно используют для восстановления маленьких дефектов костей, оставленных после сверления черепа, и большие дефекты черепа необходимо фиксировать титановой сеткой.

Силиконовый каучук

Неметаллический материал, широко используемый в краниопластике в конце прошлого века. Он имеет преимущества легкости нарезки и фиксации, хорошей совместимости с тканями и низкой ценой. Но его недостатки заключаются в том, что материал толще, текстура мягче, прочность низкая, и края не прилегают легко и часто деформируются. Нестабильный материал легко вызывает подкожную жидкость или инфекцию, смещение, перекручивание и обнажение. Использование кремниевого геля для ремонта трудно достичь быстрой стабильности и долгосрочного эффекта поддержки, поэтому силиконовый каучук постепенно устраняется.

PEEK

Основное преимущество материала PEEK заключается в том, что его упругость и пороги прочности очень близки к тем, что у кортикальной кости, что делает его ценным вариантом для восстановления костных дефектов черепа. PEEK обладает прочностью и твердостью, схожими с кортикальной костью, и является высокоинертным, что в основном исключает высвобождение цитотоксических веществ, вызванных механическими или химическими факторами разложения. Кроме того, благодаря структурной стабильности материала PEEK при высоких температурах его можно стерилизовать влажным или сухим теплом без деформации. Его крайне низкая теплопроводность уменьшает возможность повреждения тканей мозга и нервной ткани внутри черепа из-за изменений во внешней температуре и не повлияет на результаты образовательных исследований пациентов. Кроме того, материал полиэфирэфиркетон также может быть преобразован в моделирующий материал, который практически идентичен биологической кривизне черепа пациента с помощью сочетания тонкослойного сканирования КТ и компьютерной 3D-технологии печати, делая череп более привлекательным после восстановления. Однако стоимость материалов на основе полиэфирэфиркетона относительно высока, что затрудняет их прием для некоторых пациентов. Поэтому при условии, что не учитывается фактор цены, материал на основе полиэфирэфиркетона считается наиболее идеальным материалом для краниопластики.

Саморазработанный и произведенный медицинский имплантатный градус полиэфирэфиркетона (PEEK) от ARKMED ARK-BioPEEK обладает отличной производительностью и низкой ценой, что делает его подходящим для восстановления и имплантации дефектов черепа.