การเสริมใบหน้าและวัสดุชีวภาพ

การตัดสินใจเลือกวัสดุชีวภาพสำหรับการปลูกถ่ายนั้นต้องอาศัยความเข้าใจเกี่ยวกับพยาธิวิทยาของปฏิสัมพันธ์ระหว่างวัสดุกับเนื้อเยื่อ รวมถึงการตอบสนองของโฮสต์ วัสดุปลูกถ่ายทั้งหมดจะกระตุ้นให้เกิดการสร้างแคปซูลของเนื้อเยื่อเกี่ยวพันที่สร้างกำแพงกั้นระหว่างวัสดุปลูกถ่ายและโฮสต์ ปฏิกิริยาที่ไม่พึงประสงค์เป็นผลมาจากการตอบสนองต่อการอักเสบที่ยังไม่ได้รับการแก้ไขจากวัสดุปลูกถ่าย พฤติกรรมของการปลูกถ่ายยังขึ้นอยู่กับลักษณะการกำหนดค่าของบริเวณที่ปลูกถ่าย เช่น ความหนาของผิวหนังที่อยู่ด้านบน การเกิดแผลเป็นของเนื้อเยื่อ และโครงสร้างของกระดูกด้านล่าง ซึ่งอาจทำให้เกิดสภาวะที่การปลูกถ่ายไม่มั่นคงได้ ตัวอย่างเช่น การปลูกถ่ายที่อยู่ลึกลงไปและปกคลุมด้วยเนื้อเยื่ออ่อนหนาๆ มีโอกาสน้อยที่จะถูกเปิดเผยหรือเคลื่อนตัว ปัจจัยสำคัญอื่นๆ เช่น การป้องกันภาวะเลือดออก เลือดคั่ง และการติดเชื้อ ทั้งในระหว่างและหลังการผ่าตัด มีส่วนช่วยในการป้องกันปฏิสัมพันธ์ระหว่างวัสดุปลูกถ่ายและโฮสต์ และเพิ่มเสถียรภาพของการปลูกถ่าย

การปลูกถ่ายที่เหมาะสม

วัสดุปลูกถ่ายที่เหมาะสมควรมีความคุ้มทุน ไม่เป็นพิษ ไม่ก่อให้เกิดการก่อมะเร็ง เป็นที่ยอมรับของผู้รับ และทนทานต่อการติดเชื้อ นอกจากนี้ยังควรเป็นแบบเฉื่อย ขึ้นรูปได้ง่าย ขึ้นรูปได้ง่าย ฝังได้ง่าย และสามารถคงรูปร่างเดิมไว้ได้อย่างถาวร ควรเปลี่ยนรูปร่างและปรับเปลี่ยนได้ง่ายตามความต้องการของบริเวณที่รับระหว่างการผ่าตัด โดยไม่กระทบต่อความสมบูรณ์ของวัสดุปลูกถ่าย และทนทานต่อการฆ่าเชื้อด้วยความร้อน

ลักษณะของพื้นผิวที่เหมาะสมมีความสำคัญต่อการวางและการทำให้รากเทียมมีเสถียรภาพ ในทางกลับกัน การทำเช่นนี้ยังช่วยให้การถอดและเปลี่ยนรากเทียมทำได้สะดวกยิ่งขึ้นโดยไม่ทำลายเนื้อเยื่อโดยรอบ การตรึงรากเทียมหมายความว่ารากเทียมจะคงอยู่ในตำแหน่งตลอดอายุขัยของผู้ป่วย วัสดุสำหรับรากเทียม เช่น อีลาสโตเมอร์ซิลิโคน จะกระตุ้นให้เกิดการสร้างแคปซูลโดยรอบที่ยึดรากเทียมไว้ในตำแหน่ง ในขณะที่โพลีเตตระฟลูออโรเอทิลีน (ePTFE) ที่มีรูพรุน ซึ่งมีการห่อหุ้มน้อยกว่า จะตรึงรากเทียมโดยที่เนื้อเยื่อจะงอกออกมาเพียงเล็กน้อย ปฏิสัมพันธ์ระหว่างวัสดุแต่ละประเภทกับสิ่งมีชีวิตของผู้รับมีข้อดีเฉพาะในสถานการณ์ทางคลินิกที่แตกต่างกัน วัสดุที่กระตุ้นให้เนื้อเยื่องอกออกมาอย่างมากและตรึงถาวรมักไม่เป็นที่ต้องการ โดยเฉพาะอย่างยิ่งหากผู้ป่วยต้องการเปลี่ยนแปลงการแก้ไขในปีต่อๆ ไป กระบวนการห่อหุ้มตามธรรมชาติของซิลิโคนและการงอกออกมาบนพื้นผิวน้อยที่สุดในรากเทียม ePTFE ช่วยให้รากเทียมไม่เคลื่อนไหวได้ในขณะที่สามารถเปลี่ยนรากเทียมได้โดยไม่ทำลายเนื้อเยื่ออ่อนโดยรอบ

รูปร่างของรากเทียมที่เหมาะสมควรมีขอบที่เรียวแหลมซึ่งผสานเข้ากับพื้นผิวกระดูกที่อยู่ติดกัน ทำให้เกิดการเปลี่ยนผ่านไปยังบริเวณที่รับสารโดยรอบที่สัมผัสไม่ได้และรับรู้ไม่ได้ รากเทียมพลาสติกที่ปรับตัวได้ดีกับโครงสร้างที่อยู่ด้านล่างจะเคลื่อนไหวได้น้อยลง รูปร่างของพื้นผิวด้านนอกควรเลียนแบบโครงสร้างทางกายวิภาคตามธรรมชาติของบริเวณนั้น รากเทียมซิลิโคน Conform ใหม่ (Implantech Associates, USA) ได้รับการออกแบบมาเพื่อปรับปรุงความเข้ากันได้กับพื้นผิวกระดูกที่อยู่ด้านล่าง ตัวอย่างเช่น รากเทียมที่หล่อด้วยพื้นผิวตาข่ายประเภทใหม่จะลดหน่วยความจำรูปร่างของซิลิโคนอีลาสโตเมอร์และปรับปรุงความยืดหยุ่น การปรับตัวที่ดีขึ้นกับพื้นผิวกระดูกที่ไม่เรียบจะลดโอกาสของการเคลื่อนตัวและป้องกันการเกิดช่องว่างระหว่างรากเทียมและกระดูกที่อยู่ด้านล่าง ความสนใจใหม่ในงานวิจัยและการพัฒนาไบโอแมทีเรียลนำไปสู่การพัฒนารากเทียมแบบคอมโพสิต (ประกอบด้วยซิลิโคนและ ePTFE) ซึ่งสัญญาว่าจะรวมข้อดีของไบโอแมทีเรียลทั้งสองแบบเข้าด้วยกันเมื่อใช้ในศัลยกรรมใบหน้า (การสื่อสารส่วนตัว Implantech Associates และ Gore, 1999)

ไบโอแมทีเรียลสำหรับการปลูกถ่าย

• วัสดุพอลิเมอร์/พอลิเมอร์โมโนลิทิก
  • ซิลิโคนโพลีเมอร์

นับตั้งแต่ทศวรรษ 1950 เป็นต้นมา ซิลิโคนมีประวัติการใช้งานทางคลินิกอย่างแพร่หลายมาอย่างยาวนาน โดยมีโปรไฟล์ความปลอดภัย/ประสิทธิผลที่ยอดเยี่ยมและสม่ำเสมอ ชื่อทางเคมีของซิลิโคนคือโพลีซิโลเซน ปัจจุบัน มีเพียงซิลิโคนอีลาสโตเมอร์เท่านั้นที่สามารถประมวลผลได้ทีละชิ้นโดยใช้การสร้างแบบจำลองด้วยคอมพิวเตอร์ 3 มิติและเทคโนโลยี CAD/CAM (การออกแบบด้วยความช่วยเหลือของคอมพิวเตอร์/การผลิตด้วยความช่วยเหลือของคอมพิวเตอร์) ลักษณะเฉพาะของการผลิตมีผลกระทบต่อความเสถียรและความบริสุทธิ์ของผลิตภัณฑ์ ตัวอย่างเช่น ยิ่งซิลิโคนมีความแข็งเท่าใด ก็ยิ่งเสถียรมากขึ้นเท่านั้น ซิลิโคนที่มีความแข็งดูโรมิเตอร์น้อยกว่า 10 จะเข้าใกล้คุณสมบัติของเจล และเมื่อเวลาผ่านไป "กัดกร่อน" หรือสูญเสียเนื้อหาโมเลกุลภายในบางส่วนไป อย่างไรก็ตาม การศึกษาล่าสุดเกี่ยวกับซิลิโคนเสริมหน้าอกด้วยเจลไม่พบความเชื่อมโยงที่ชัดเจนระหว่างซิลิโคนกับการเกิดโรคผิวหนังแข็ง โรคแพ้ภูมิตัวเอง โรคหลอดเลือดอักเสบ คอลลาเจนโนส หรือโรคภูมิต้านทานตนเองอื่นๆ อีลาสโตเมอร์ซิลิโคนที่มีความหนาแน่นสูงจะมีความเฉื่อยทางเคมีสูง ไม่ชอบน้ำ เสถียรมาก และไม่ก่อให้เกิดปฏิกิริยาพิษหรืออาการแพ้ ปฏิกิริยาของเนื้อเยื่อต่อซิลิโคนที่มีความหนาแน่นสูงจะมีลักษณะเป็นแคปซูลที่มีเส้นใยโดยไม่มีเนื้อเยื่อเจริญเติบโต ในกรณีที่ไม่มั่นคงหรือวางตำแหน่งโดยที่เนื้อเยื่ออ่อนไม่ครอบคลุมเพียงพอ อาจทำให้เกิดการอักเสบเล็กน้อยและอาจทำให้เกิดซีรัมได้ การหดเกร็งของแคปซูลและการเสียรูปของซิลิโคนเกิดขึ้นได้น้อย เว้นแต่ซิลิโคนจะวางในตำแหน่งที่ผิวเผินเกินไปหรือเคลื่อนตัวไปทางผิวหนังที่อยู่ด้านบน

• • พอลิเมทิลเมทาคริเลต (อะคริลิค) พอลิเมอร์

พอลิเมอร์โพลีเมทิลเมทาคริเลตจะจำหน่ายในรูปของผงผสม และเมื่อถูกเร่งปฏิกิริยาแล้วจะกลายเป็นวัสดุที่มีความแข็งมาก ความแข็งและความแข็งกระด้างของรากเทียมอะคริลิกเป็นปัญหาในหลายสถานการณ์ที่จำเป็นต้องใส่รากเทียมขนาดใหญ่ผ่านรูเล็กๆ รากเทียมที่เสร็จแล้วจะพอดีกับรูปร่างของกระดูกด้านล่างได้ยาก

• • โพลีเอทิลีน

โพลีเอทิลีนสามารถผลิตได้หลายระดับความสม่ำเสมอ ปัจจุบันรูปแบบที่นิยมใช้มากที่สุดคือแบบมีรูพรุน โพลีเอทิลีนที่มีรูพรุนหรือที่รู้จักกันในชื่อ Medpore (WL Gore, สหรัฐอเมริกา) มีความเสถียรและเกิดปฏิกิริยาอักเสบน้อยที่สุด อย่างไรก็ตาม โพลีเอทิลีนชนิดนี้มีความหนาแน่นและขึ้นรูปยาก รูพรุนของโพลีเอทิลีนทำให้เนื้อเยื่อเส้นใยเจริญเติบโตได้มาก ซึ่งทำให้รากเทียมมีเสถียรภาพดี อย่างไรก็ตาม การเอาออกโดยไม่ทำลายเนื้อเยื่ออ่อนโดยรอบนั้นยากมาก โดยเฉพาะอย่างยิ่งหากรากเทียมอยู่ในบริเวณที่มีเนื้อเยื่ออ่อนปกคลุมบางๆ

• • พอลิเตตระฟลูออโรเอทิลีน

พอลิเตตระฟลูออโรเอทิลีนประกอบด้วยกลุ่มวัสดุที่มีประวัติการใช้งานทางคลินิกเป็นของตัวเอง ชื่อทางการค้าที่รู้จักกันดีคือ Poroplast ซึ่งไม่ได้ผลิตในสหรัฐอเมริกาอีกต่อไปเนื่องจากภาวะแทรกซ้อนที่เกี่ยวข้องกับการใช้งานในข้อต่อขากรรไกร ภายใต้แรงกดทางกลที่รุนแรง วัสดุจะแตกสลายตามด้วยการอักเสบอย่างรุนแรง ติดเชื้อ ทำให้เกิดแคปซูลหนา และในที่สุดอาจหลุดออกหรือนำออก

• • พอลิเตตระฟลูออโรเอทิลีนที่มีรูพรุน

วัสดุนี้ผลิตขึ้นในตอนแรกเพื่อใช้ในการผ่าตัดหัวใจและหลอดเลือด จากการศึกษาในสัตว์พบว่าวัสดุนี้ช่วยให้เนื้อเยื่อเกี่ยวพันเจริญเติบโตได้จำกัด ไม่เกิดการสร้างแคปซูล และเกิดการอักเสบน้อยที่สุด การตอบสนองของการอักเสบที่ติดตามระยะเวลาได้เปรียบเมื่อเปรียบเทียบกับวัสดุอื่นๆ ที่ใช้ปรับรูปหน้า พบว่าวัสดุนี้เหมาะสำหรับการเสริมเนื้อเยื่อใต้ผิวหนังและสำหรับการผลิตซิลิโคนเสริมรูปร่าง เนื่องจาก ePTFE ไม่มีการเจริญของเนื้อเยื่ออย่างมีนัยสำคัญ จึงมีข้อได้เปรียบในการเสริมเนื้อเยื่อใต้ผิวหนัง เนื่องจากสามารถปรับเปลี่ยนและนำออกได้ในกรณีที่มีการติดเชื้อ

• พอลิเมอร์เชื่อมขวาง

พอลิเมอร์ตาข่าย เช่น Marlex (Davol, USA), Dacron และ Mersilene (Dow Corning, USA) มีข้อดีที่คล้ายคลึงกัน นั่นคือ พับ เย็บ และขึ้นรูปได้ง่าย อย่างไรก็ตาม พอลิเมอร์ตาข่ายเหล่านี้ช่วยให้เนื้อเยื่อเกี่ยวพันเจริญเติบโตได้ ซึ่งทำให้การเอาตาข่ายออกทำได้ยาก พอลิเอไมด์ตาข่าย (Supramid) เป็นอนุพันธ์ของไนลอนที่ดูดความชื้นได้และไม่เสถียรในร่างกาย ทำให้เกิดปฏิกิริยากับสิ่งแปลกปลอมที่อ่อนแอซึ่งเกี่ยวข้องกับเซลล์ยักษ์ที่มีนิวเคลียสหลายเซลล์ ซึ่งเมื่อเวลาผ่านไป จะทำให้รากเทียมเสื่อมสภาพและดูดซึมกลับ

• โลหะ

โลหะส่วนใหญ่ได้แก่ สเตนเลส ไวทาเลียม ทองคำ และไททาเนียม ยกเว้นบางกรณี เช่น สปริงเปลือกตาบนหรือการบูรณะฟัน ซึ่งใช้ทองคำ ไททาเนียมเป็นโลหะที่เลือกใช้สำหรับการฝังในระยะยาว เนื่องมาจากมีความเข้ากันได้ทางชีวภาพสูง ทนต่อการกัดกร่อน มีความแข็งแรง และการลดทอนรังสีเอกซ์ระหว่างการทำเอกซเรย์คอมพิวเตอร์น้อยที่สุด

• แคลเซียมฟอสเฟต

วัสดุที่มีส่วนประกอบเป็นแคลเซียมฟอสเฟตหรือไฮดรอกซีอะพาไทต์ไม่กระตุ้นการสร้างกระดูก แต่ทำหน้าที่เป็นพื้นผิวที่กระดูกจากบริเวณใกล้เคียงสามารถเจริญเติบโตได้ ผลึกไฮดรอกซีอะพาไทต์ในรูปแบบเม็ดจะใช้ในศัลยกรรมใบหน้าและขากรรไกรเพื่อเสริมกระบวนการสร้างถุงลม ส่วนวัสดุในรูปแบบบล็อกจะใช้เป็นวัสดุเสริมในการผ่าตัดกระดูก อย่างไรก็ตาม พบว่าไฮดรอกซีอะพาไทต์ไม่เหมาะกับการเสริมหรือออนเลย์ เนื่องจากมีความเปราะบาง ขึ้นรูปและปรับรูปร่างได้ยาก และไม่สามารถปรับตัวให้เข้ากับความไม่เรียบของพื้นผิวกระดูกได้

การปลูกถ่ายอวัยวะ, การปลูกถ่ายแบบโฮโมกราฟต์ และการปลูกถ่ายแบบเซโนกราฟต์

การใช้เนื้อเยื่อปลูกถ่ายอวัยวะ เช่น กระดูก กระดูกอ่อน และไขมันจากร่างกายตนเอง ได้รับผลกระทบจากภาวะแทรกซ้อนที่บริเวณที่บริจาคและวัสดุจากผู้บริจาคที่มีจำกัด เนื้อเยื่อปลูกถ่ายกระดูกอ่อนที่ผ่านการแปรรูปจะใช้สำหรับการสร้างจมูกใหม่ แต่สามารถสลายตัวและเกิดพังผืดได้เมื่อเวลาผ่านไป วัสดุอื่นๆ และรูปแบบฉีดมีจำหน่ายในเชิงพาณิชย์

วิศวกรรมเนื้อเยื่อและการสร้างรากฟันเทียมที่เข้ากันได้ทางชีวภาพ

ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา วิศวกรรมเนื้อเยื่อได้กลายเป็นสาขาที่ครอบคลุมหลายสาขา คุณสมบัติของสารประกอบสังเคราะห์ถูกดัดแปลงเพื่อส่งมอบกลุ่มเซลล์ที่แยกจากกันไปยังผู้รับ ซึ่งสามารถสร้างเนื้อเยื่อที่มีหน้าที่หลากหลายได้ วิศวกรรมเนื้อเยื่อมีพื้นฐานมาจากความก้าวหน้าในสาขาต่างๆ มากมาย รวมถึงวิทยาศาสตร์ธรรมชาติ การเพาะเลี้ยงเนื้อเยื่อ และการปลูกถ่าย เทคนิคเหล่านี้ช่วยให้เซลล์ถูกแขวนลอยได้ ซึ่งให้สภาพแวดล้อมสามมิติสำหรับการสร้างเมทริกซ์เนื้อเยื่อ เมทริกซ์จะดักจับเซลล์ ส่งเสริมการแลกเปลี่ยนสารอาหารและก๊าซ จากนั้นจึงสร้างเนื้อเยื่อใหม่ในรูปแบบของวัสดุเจลาติน การปลูกถ่ายกระดูกอ่อนจำนวนหนึ่งได้ถูกสร้างขึ้นโดยอาศัยหลักการใหม่ของวิศวกรรมเนื้อเยื่อเหล่านี้ ได้แก่ กระดูกอ่อนข้อต่อ กระดูกอ่อนวงแหวนหลอดลม และกระดูกอ่อนหู การฉีดอัลจิเนตโดยใช้เข็มฉีดยาประสบความสำเร็จในการสร้างกระดูกอ่อนในร่างกายเพื่อรักษาอาการไหลย้อนจากกระเพาะปัสสาวะสู่ท่อไต ส่งผลให้เกิดการสร้างรังของเซลล์กระดูกอ่อนที่มีรูปร่างไม่สม่ำเสมอ ซึ่งป้องกันไม่ให้ปัสสาวะไหลย้อนกลับ วิศวกรรมเนื้อเยื่อสามารถสร้างกระดูกอ่อนที่มีรูปร่างแม่นยำได้ และปัจจุบันกำลังพัฒนาการปลูกถ่ายใบหน้าที่มีรูปร่างหลากหลายประเภท ซึ่งประกอบด้วยเซลล์ที่เข้ากันได้กับภูมิคุ้มกันและสารแทรกในเนื้อเยื่อ การนำเทคโนโลยีดังกล่าวมาใช้จะช่วยลดจำนวนภาวะแทรกซ้อนในบริเวณที่บริจาค และเช่นเดียวกับการปลูกถ่ายแบบอื่นๆ จะช่วยลดระยะเวลาในการผ่าตัดได้

[ 1 ], [ 2 ], [ 3 ], [ 4 ], [ 5 ]