Was sind die verschiedenen Arten von synthetischen Knochentransplantaten?
Bei der Knochentransplantation werden natürliche oder synthetische Ersatzstoffe verwendet, um fehlende oder gebrochene Knochen zu ersetzen. Auf diese Weise kann das eigene Knochengewebe des Patienten neues Gewebe erzeugen, um die bei der Transplantation verwendeten synthetischen Materialien zu ersetzen. Ein synthetisches Knochentransplantat verwendet kommerziell hergestellte Inhaltsstoffe, die strukturell ähnlich sind und ähnliche biomechanische Eigenschaften aufweisen wie das Knochengewebe. Ein synthetisches Knochentransplantat kann aus Materialien wie Keramik, entmineralisierter Knochenmatrix, Koralle oder einer Mischung davon hergestellt werden. Synthetische Knochentransplantate werden zwar immer noch viel seltener verwendet als Transplantate, die aus dem eigenen Knochen des Patienten hergestellt werden. Sie eliminieren jedoch das Risiko von Infektionen und Schmerzen, die mit der Entnahme einhergehen, und können in großen Mengen verwendet werden.
Knochenersatzmaterial hat drei Hauptfunktionen: osteogen, osteoinduktiv und osteokonduktiv. Ein osteogenes Material hilft dabei, neues Knochengewebe und neue Zellen zu bilden. Osteoinduktive Transplantate regen die Zellen an, sich in Osteoblasten zu verwandeln. Osteokonduktive Transplantate fungieren als dreidimensionale Struktur, auf der neues Gewebe wachsen kann. Ein synthetisches Knochentransplantat enthält normalerweise nur eine oder zwei dieser Eigenschaften.
Die Mehrheit der synthetischen Knochentransplantate verwendet Keramikmaterialien, die porös sind und Struktur für das Knochenwachstum bieten. Keramiken, die Calciumphosphatmaterialien enthalten, wie die abgeleitete Hydroxyapatitverbindung und das Tricalciumphosphat-Komposit, sind osteokonduktiv, osteogen und können manchmal osteoinduktiv sein. Einige Keramikmaterialien wie Bioglas enthalten keine natürlichen Wachstumsproteine und werden normalerweise mit Knochenmark und anderen Knochenwachstumsproteinen infundiert, um die Zellregeneration zu fördern. Diese Materialien dienen als Gerüst für neues Knochengewebe und lösen sich einfach auf, sobald die neue Knochenstruktur vorhanden ist.
Demineralisierte Knochenmatrix (DBM) enthält Kollagen und Wachstumsmaterialien, die den Knochen von Leichen entnommen wurden. DBMs enthalten natürliche osteoinduktive Proteine, sogenannte Bone Morphogenetic Proteins (BMP), die die Bildung von neuem Knochengewebe stimulieren. DBM wird in Form von Pasten, Gelen, Kitten oder Pulvern angeboten, da beim Extrahieren der Komponenten eine umfangreiche Verarbeitung erforderlich ist. Ein anderes Material wird normalerweise mit DBM kombiniert, wenn das Knochentransplantat strukturelle Eigenschaften benötigt.
Korallenknochentransplantate werden aus dem Exoskelett von Meereskorallen hergestellt. Ein synthetisches Knochentransplantat aus Korallen ähnelt der Struktur des menschlichen Knochengewebes, enthält jedoch auf natürliche Weise keine Wachstumsproteine. Koralle ist für Patienten vorzuziehen, die sich einer größeren rekonstruktiven Operation unterziehen, da das Material in großen Mengen aufgenommen werden kann und eine starke Struktur für das Knochenwachstum bietet.
Verbundtransplantate sind eine Mischung aus Keramik und DBM. Durch die Kombination der beiden Materialien verfügt das Transplantat über die Struktur und die Wachstumsproteine, die zur Bildung von neuem Knochengewebe erforderlich sind. Die meisten synthetischen Materialien liefern nur die Stärke oder die Proteine, die benötigt werden. Daher können Komposittransplantate ein Gerüst für die Bildung neuer Knochen bilden und das Wachstum neuer Zellen fördern.