Development of Craniofacial Bone Defect Reconstruction Implant Based on Fibre-Reinforced Composite with Photopolymerisable Resin Systems. Experimental studies in vitro and in vivo.
Tuusa, Sari (2007-11-30)
Development of Craniofacial Bone Defect Reconstruction Implant Based on Fibre-Reinforced Composite with Photopolymerisable Resin Systems. Experimental studies in vitro and in vivo.
Tuusa, Sari
(30.11.2007)
Turun yliopisto
Julkaisun pysyvä osoite on:
https://urn.fi/URN:ISBN:978-951-29-3402-7
https://urn.fi/URN:ISBN:978-951-29-3402-7
Kuvaus
Siirretty Doriasta
Tiivistelmä
Valokovetteiseen kuitukomposiittiin perustuvan implantin kehittäminen kallon ja kasvojen alueen luupuutosten korjaamiseen. Kokeellisia in vitro- ja in vivo –tutkimuksia
Kallon ja kasvojen alueen luupuutosten korjaus on perustunut tähän mennessä pääasiassa luusiirteiden sekä metallisten fiksaatiolevyjen ja ruuvien käyttöön. Erityisesti syöpäkasvainten, synnynnäisten epämuodostumien tai tapaturmien aiheuttamien alaisten luupuutosten korjaamisessa kallon ja/tai kasvojen alueella tarvitaan luotettavia biomateriaaleja, koska luusiirteillä tai metalleihin perustuvilla menetelmillä ei pystytä vauriokohtaa parhaalla mahdollisella tavalla korjaamaan. Tässä väitöskirjassa tutkittiin kuituvahvisteisen komposiittimateriaalin (FRC) käyttökelpoisuutta biostabiilina, metalleja korvaavana vaihtoehtoisena materiaalina luupuutosten korjaamisessa käyttäen mallina kanin otsan ja kallon luihin tehtyjä defektejä.
Väitöskirjan kokeellisessa osassa kuvataan implantin tuotekehityksen vaiheita alkaen ensimmäisistä in vitro -testeistä resiini-impregnoiduilla kuitukomposiiteilla, ja päätyen in vivo -eläinkokeisiin, joissa kuituvahvisteista komposittia testattiin implanttimateriaalina erikokoisten luupuutosten korjauksessa kanin otsan ja kallon alueella. Ensimmäisessä in vitro-tutkimuksessa FRC-materiaali valokovetettiin laboratorioolosuhteissa luu- ja verikontaktissa, ja kovetetut näytekappaleet inkuboitiin vedessä, jonka jäännösmonomeeripitoisuudet analysoitiin nestekromatografia (HPLC)- menetelmällä. Tutkimuksen mukaan luu- ja verikontaktissa polymerointi ei lisännyt merkittävästi jäännösmonomeerien vapautumista FRC-materiaalista. Toisessa in vitro tutkimuksessa testattiin erilaisia adheesiomenetelmiä implantin luuhun kiinnittämisessä.
Tämän tutkimuksen tarkoituksena oli löytää vaihtoehtoja implantin kiinnittämiselle luuhun ilman ruuveja ja nastoja. Tutkimuksessa havaittiin, että kuitukomposiitin riittävä kiinnitys kallon luun pintaan adhesiiveja käyttäen vaati luun pinnan mekaanista ja kemiallista esikäsittelyä. Kolmessa kanin otsaluu- tai kriittisen koon kallodefektimalliin perustuvassa eläinkokeessa arvioitiin kuitukomposiittiimplantin aiheuttamia biologisia reaktioita. Näiden tutkimusten perusteella voitiin havaita, että sidekudokset kasvavat E-lasikuituun (E=electrical, sähkölasikuitu) perustuvan kuituhuopamateriaalin sisään. Myös uudisluun muodostuminen ja sen mineralisaatio on mahdollista huovan sisällä. Bioaktiiviset lasirakeet edesauttoivat luunmuodostusta kuitukomposiitin yhteydessä käytettynä. Täydellistä luudefektien paranemista ei eläinkokeissa saavutettu, vaan defektit paranivat vain osittain. Biologinen vaste resiini-impregnoidulle komposiitti-implantille maksimissaan 12 viikon implantoinnin jälkeen oli riippuvainen myös muovimatriisin polymerisaatioajasta. Molemmat kokeissa käytetyt resiiniseokset jälkilämpöpolymeroitiin valokovetuksen lisäksi.
Kallon ja kasvojen alueen luupuutosten korjaus on perustunut tähän mennessä pääasiassa luusiirteiden sekä metallisten fiksaatiolevyjen ja ruuvien käyttöön. Erityisesti syöpäkasvainten, synnynnäisten epämuodostumien tai tapaturmien aiheuttamien alaisten luupuutosten korjaamisessa kallon ja/tai kasvojen alueella tarvitaan luotettavia biomateriaaleja, koska luusiirteillä tai metalleihin perustuvilla menetelmillä ei pystytä vauriokohtaa parhaalla mahdollisella tavalla korjaamaan. Tässä väitöskirjassa tutkittiin kuituvahvisteisen komposiittimateriaalin (FRC) käyttökelpoisuutta biostabiilina, metalleja korvaavana vaihtoehtoisena materiaalina luupuutosten korjaamisessa käyttäen mallina kanin otsan ja kallon luihin tehtyjä defektejä.
Väitöskirjan kokeellisessa osassa kuvataan implantin tuotekehityksen vaiheita alkaen ensimmäisistä in vitro -testeistä resiini-impregnoiduilla kuitukomposiiteilla, ja päätyen in vivo -eläinkokeisiin, joissa kuituvahvisteista komposittia testattiin implanttimateriaalina erikokoisten luupuutosten korjauksessa kanin otsan ja kallon alueella. Ensimmäisessä in vitro-tutkimuksessa FRC-materiaali valokovetettiin laboratorioolosuhteissa luu- ja verikontaktissa, ja kovetetut näytekappaleet inkuboitiin vedessä, jonka jäännösmonomeeripitoisuudet analysoitiin nestekromatografia (HPLC)- menetelmällä. Tutkimuksen mukaan luu- ja verikontaktissa polymerointi ei lisännyt merkittävästi jäännösmonomeerien vapautumista FRC-materiaalista. Toisessa in vitro tutkimuksessa testattiin erilaisia adheesiomenetelmiä implantin luuhun kiinnittämisessä.
Tämän tutkimuksen tarkoituksena oli löytää vaihtoehtoja implantin kiinnittämiselle luuhun ilman ruuveja ja nastoja. Tutkimuksessa havaittiin, että kuitukomposiitin riittävä kiinnitys kallon luun pintaan adhesiiveja käyttäen vaati luun pinnan mekaanista ja kemiallista esikäsittelyä. Kolmessa kanin otsaluu- tai kriittisen koon kallodefektimalliin perustuvassa eläinkokeessa arvioitiin kuitukomposiittiimplantin aiheuttamia biologisia reaktioita. Näiden tutkimusten perusteella voitiin havaita, että sidekudokset kasvavat E-lasikuituun (E=electrical, sähkölasikuitu) perustuvan kuituhuopamateriaalin sisään. Myös uudisluun muodostuminen ja sen mineralisaatio on mahdollista huovan sisällä. Bioaktiiviset lasirakeet edesauttoivat luunmuodostusta kuitukomposiitin yhteydessä käytettynä. Täydellistä luudefektien paranemista ei eläinkokeissa saavutettu, vaan defektit paranivat vain osittain. Biologinen vaste resiini-impregnoidulle komposiitti-implantille maksimissaan 12 viikon implantoinnin jälkeen oli riippuvainen myös muovimatriisin polymerisaatioajasta. Molemmat kokeissa käytetyt resiiniseokset jälkilämpöpolymeroitiin valokovetuksen lisäksi.
Kokoelmat
- Väitöskirjat [2771]