Koponya-rekonstrukció mezenchimális stromasejtek és felszívódó bioanyagok felhasználásával

Háttér: A koponyacsont-rendellenességek gyakran maradnak agyműtét után, általában azért, hogy az agy duzzanata helyreálljon, mielőtt később újra beültetnék az agy védőburkolatát (koponyaplasztika). Ezeket az eljárásokat a koponyaboltozat felett bárhol végezzük, akár egyoldalúan, akár kétoldalasan. Az eredeti csontdarabot (autológ csontlemez = csontlebeny) steril edénybe helyezzük és hűtőszekrényben -40oC-on tároljuk.

Hetekkel vagy hónapokkal később, amikor az agy ellazul, a fejbőr jól meggyógyult, és a beteg egészségi állapota ezt lehetővé teszi, az egyént visszaviszik a műtőbe, és újra beültetik a csontot (autológ koponyaplasztikaként ismert eljárás). Az eljárás célja, hogy helyreállítsa a mögöttes agy kozmézisét és védelmét, és esetenként ismeretlen mechanizmusok révén javíthatja a neurológiai tüneteket is. Sajnos ezeket a célokat nem mindig érik el, és bár technikailag egyszerű, az eljárás ismert, hogy számos komplikációval jár. Ezek közül kettő a legjelentősebb a fertőzés (például a csontlebeny eltávolítása és cseréje) és a reszorpció (a védőfunkció sérül). Összességében az autológ csontbetegek 10%-a fertőződik meg, 10%-uk szorul pótlásra felszívódás miatt és 12%-uk szignifikánsan felszívódik, majd az esetek 32%-ában az autológ csont tönkrement.

A koponyaplasztika sikertelensége esetén minden esetben vissza kell fogadni a beteget, egy második műtétet a csontlebeny eltávolítására, hosszan tartó antibiotikum-terápiát (fertőzés esetén), majd új, egyedileg elkészített lemezt és egy harmadik műtéti beavatkozást igényel.

A legtöbb esetben szintetikus anyagokat, például polimetil-metakrilátot és titánhálót használnak a rekonstrukcióhoz. A rekonstrukciót általában a sebész végzi ilyen anyagok felhasználásával a koponyaplasztika faragásához. Újabban hidroformált titánlemezeket használnak. Ez magában foglalja a hiba CT szkennelését, virtuális rekonstrukciót, öntőformák 3D nyomtatását, a lemez préselését és kézi kikészítését. Noha rendkívül sikeres több mint 150 beteg kezelésében, a titán koponyaplasztika egy életen át a páciensben marad, és nem biológiai anyagként a fertőzések preferált helyeként jelenik meg (az esetek körülbelül 5%-ában). Ezenkívül a neurológiai állapotok értékelésére és kezelésére szolgáló orvosi CT-képek egy életre sérülnek a lemezekről származó fémműtárgyak miatt. Ezenkívül a biztonsági célokra általánosan használt fémszkennelő berendezésekkel való interferencia szintén élethosszig tartó probléma. A fertőzött titán koponyaplasztikán átesett betegeknél egy negyedik felvételre van szükség a fém vagy polimer lemez eltávolításához, kiterjesztett antibiotikumos kezelésre, majd egy ötödik sebészeti beavatkozásra új koponyaplasztika visszahelyezésére.

Mesenchymális stromális sejtek (MSC): Az MSC multipotens felnőtt sejtek, amelyek képesek több mesenchymalis vonal leválasztására. Ezek tapadó fibroblasztoidszerű sejtek, amelyek kiterjedt terjeszkedési képességgel rendelkeznek. A legtöbb szerv kötőszövetében találhatók, és izolálták a csontvelőből, a méhlepényből, a zsírszövetből, a köldökzsinórból, a magzatvízből, a keringő vérből, a különböző magzati szövetekből, a vázizomzat szinoviájából, a fogpépből, a májból, a lépből, a tüdőből és a dermisből. A legtöbb munka a csontvelőből származó MSC-re összpontosított, azonban vannak olyan klinikai jelentések is, amelyek zsírszövetet és placentából származó MSC-t használnak. A különböző forrásokból származó MSC-k nem feltétlenül funkcionálisan egyenértékűek, vagy nem mutatnak azonos differenciálódási potenciált. A csontvelőből származó MSC fő funkciója a jelen vizsgálat szempontjából az, hogy képes megkülönböztetni az oszteogén vonalat. Ez a differenciálódási képesség az, ami miatt ezeket alkalmazták a csontos nem egyesülésre és a kritikus méretű csontváz-deficit kezelésére, és különösen a koponyaüregek rekonstrukciójára. A jelenlegi javaslatban a Royal Perth Kórház Cell and Tissue Therapies W.A. cége kiterjedt tapasztalattal rendelkezik, és TGA (Therapeutics Goods Administration, az ausztrál kormány szabályozó hatósága) engedélyét kérte MSC gyártására és biztosítására a betegek kezelésére.

Az MSC nem immunogén, és elkerüli az alloreaktív T-sejtek és NK-sejtek felismerését. Alacsony szintű HLA I. osztályú expressziót mutatnak, és HLA II. osztályt nem. Nem expresszálnak kostimuláló molekulákat, és nem képesek T-sejt által közvetített immunválaszt indukálni, ezért univerzális donorsejtekként használhatók. Az allogén sejteket széles körben alkalmazták klinikai vizsgálatokban mind immunmodulációban, mind szövetjavításban. Az allogén sejtek használatának előnye, hogy a donor életkora szabályozható. A szakirodalom azt jelzi, hogy a 40 évnél idősebb donoroktól begyűjtött MSC gyengébb. Mivel a koponyaplasztikával kezelt betegek közül sok 40 évesnél idősebb, ebben a vizsgálatban előnyösebb az allogén sejtek alkalmazása. Klinikai humán és állatkísérletek alátámasztják az allogén sejtek használatát.

Koponyaplasztika: A Royal Perth Kórház Orvostechnikai és Fizikai Osztálya világelső az egyedi gyártású implantátumok gyártásában, és tizenöt éve szállít egyedi készítésű titán koponyaplasztikákat. A több mint 150 beteg kezelésében alkalmazott alapmódszer magában foglalja az üreg rekonstrukcióját a betegek CT-vizsgálatán alapuló fejlett szoftverrel. Miután az űrt helyreállították, egy anyaformát hoznak létre a titánlemez préselésére. A lemezt ezután kézzel megmunkálják, és egy előre elkészített hibás modellre ellenőrzik, hogy illeszkedik-e.

Biokerámia: A felszívódó biokerámiákat, például a hidroxiapatitot és a béta-trikalcium-foszfátot évek óta használják csonthiány kezelésére. Például a ChronOS (Synthes GmbH, Oberdorf) csontgraft-helyettesítő egy teljesen szintetikus és felszívódó csontgraft-pótló, amely béta-trikalcium-foszfátból áll, és a szivacsos csonthoz hasonló nyomószilárdságú. Az egymással összekapcsolt porozitás oszteconduktív mátrixként működik a csontsejtek és az erek növekedéséhez. Az ilyen anyagokat trauma utáni csonthibák pótlására, rekonstrukcióra vagy korrekcióra használják nem teherviselő indikációk esetén, és ezek az anyagok általában előírják a szemcsék perfúziójának módszerét a műtőben a páciens saját csontvelőjével. Kimutatták, hogy a biokerámiák felszívódása 6-18 hónap alatt megy végbe (Buser 1998).

Polimer állvány: Számtalan polimer anyagot használnak a műtétekhez, beleértve a koponya-maxillofacialis műtéteket is. A leggyakoribb polimer a politejsav. A PLA, például a 70:30 poli(L-laktid-ko-D,L-laktid) amorf biológiailag lebontható kopolimerből készül, amely végül in vivo felszívódik. A biokerámiákat és polimer anyagokat a TGA jóváhagyta erre az indikációra.