Luun regeneroitumisesta väitöskirja ( Cardemil, 2014) Biomateriaalit luussa

Cardedemil C. Luun regeneraatio.Väitöskirja 2014

Titel:	Effects of antiresorptive agents on inflammation and bone regeneration in different osseous sites - experimental and clinical studies
Författare:	Cardemil, Carina
E-post:	carina.cardemil@biomaterials.gu.se
Utgivningsdatum:	29-sep-2014
Universitet:	University of Gothenburg. Sahlgrenska Academy
Institution:	Institute of Clincial Sciences. Department of Biomaterials
Delarbeten:	I. Cardemil C, Omar O, Norlindh B, Larsson Wexell C, Thomsen P. The effects of a systemic single dose of zoledronic acid on post-implantation bone remodelling and inflammation in an ovariectomised rat model. Biomaterials. 2013; 34: 1546-1561. VISA ARTIKEL II. Cardemil C, Elgali I, Norlindh B, Xia W, Emanuelsson L, Omar O, Thomsen P. Strontium-Doped Calcium Phosphate and Hydroxyapatite Granules Promote Different Inflammatory and Bone Remodelling Responses In Normal and Ovariectomised Rats. PLoS One. 2013; 8: e84932. VISA ARTIKEL III. Cardemil C, Thomsen P, Larsson Wexell C. Jaw bone samples from bisphosphonate-treated patients: a pilot cohort study. Submitted. IV. Cardemil C, Granéli C, Palmquist A, Windahl SH, Emanuelsson L, Norlindh B, Larsson Wexell C, Omar O, Thomsen P. Molecular and structural differences in bone remodelling and inflammation in different bone types of the mature OVX rat model. In manuscript.
Datum för disputation:	2014-10-17

Sammanfattning:	ABSTRACT The biological mechanisms involved in bone regeneration in osteoporotic bone and the effect of antiresorptive drugs in relation to surgically inserted biomaterials are not fully understood. Improved osseointegration of titanium implants but also adverse effects of antiresorptive therapies, such as osteonecrotic jaw have been described in the literature. The aims of this research project were, firstly, to investigate and to understand the biological events determining bone regeneration ... mer
ISBN:	978-91-628-9112-1 (electronic) 978-91-628-9108-4 (printed)
URI:	http://hdl.handle.net/2077/35947
Samling:	Doctoral Theses from Sahlgrenska Academy Doctoral Theses from University of Gothenburg / Doktorsavhandlingar från Göteborgs universitet Doctoral Theses / Doktorsavhandlingar Institutionen för kliniska vetenskaper

Tässä kirjassa on kappaleessa 1.2. kuvaus luussa käytetyistä biomateriaaleista:

(1.2.1. Titanium implants, titanium implantaatit)

1.2.2. Bone substitutes, Luuta korvaavat aineet

Suomennan näistä  kappaleen " Luuta korvaavat aineet":

Luun vahvistaminen voidaan saada aikaan useilla eri tavalla kootuilla siirränäisillä.

1. Autografti on siirrännäinen yksilön omasta kudoksesta

2. Allografti on siirrännäinen toisesta ihmisyksilöstä

3. Xenograftit ovat siirrännäisiä jostain toisesta lajista

4. On synteettisiä luusiirrännäiskorvikkeita

• Bone augmentation can be achieved by several different harvested grafts:

1. autografts transferred within an individual
2. allografts transferred to another individual
3. xenografts which are transferred between different species
4. and synthetic bone graft substitutes

Autograftit, siirrännäiset omasta kehosta, ovat sekä osteokonduktiivisia että osteoinduktiivisia.

- osteokonduktiivisia, koska luuta alkaa muodostua resorboituvan siirrännäisen ympärille.

- osteoinduktiivisia , koska vapautuu proteiineja, jotka stimuloivat osteoblasteja tai pre-osteoblasteja muodostamaan uutta luuta.

• Autografts are both osteoconductive as bone is formed around the resorbing graft, and osteoinductive due to the release of proteins which stimulate osteoblasts or pre-osteoblasts to form new bone.

Omaa luusiirrännäistä (allograftia) korvaamaan käytetään allografteja, xenografteja ja synteettisiä luusiirrännäisen korvikkeita; näitä käytetään jos halutaan välttää siirtokohdan sairastumista henkilöllä tai jos luusiirteen saanti on rajoitettua.

Immunologisten riskien vältössä allografti luusiirteet voidaan syväjäädytyksellä kuivata tai syväjäädyttää ja demineralisoida ( mineraalit poistetaan), kun taas xenograftit deproteinisoidaan ( valkuainen poistetaan).

• Allografts, xenografts and synthetic bone grafts are used to replace autografts to avoid donor site morbidity or when bone supply is limited.

• To avoid immunological risks, allogenic bone grafts can be freeze-dried, or freeze dried and demineralised, while xenografts are deproteinised.

Synteettisissa korvikkeissa on polymeerejä, bioaktiivisia keraamisia tuotteita, keraamista kalsium sulfaattia ja myös kalsiumfosfaattia kuten hydroksyapatiittia, beeta-trikalsiumfosfaattia (beta-TCP) tai bifaasista kalsiumfosfaattia (BCP).

• Synthetic substitutes include polymers, bioactive glass ceramics, calcium sulphate and also calcium phosphate ceramics such as hydroxyapatite, beta-tricalcium phosphate ( beta-TCP) or biphasic calcium phosphate (BCP).

Koeputkissa ( in vitro) kalsiumfosfaateilla on erilaisia liukoisuusnopeuksia, jotka saattanevat heijastaa kehossa ( in vivo) tapahtuvia hajoamisia. Eräs kalsiumfosfaattien pääpiirre on niiden huokoisuus (poroosisuus, porosity) ja alustavasti ihanteellinen poruskoko olisi sama kuin mikä trabekulaarisella luulla on. Poroosisuudesta ( huokoisuudesta) on makroporositeettia 50 %, jonka voi kontrolloida sintroiva prosessi ja tällainen huokoisuus sallii kehonnesteiden kierron.

( Wikipedia: sintraus : Sintratut kappaleet jäävät huokoisiksi varsinkin, jos lähtöaine ei ole jauhettu kovin hienoksi. Huokoisuutta hyödynnetään erilaisissa suodattimissa ja laakereissa käytetyissä materiaaleissa teollisuudessa) 

 

Jonisubstituutio kalsiumfosfaatteihin on herättänyt mielenkiintoa mahdollisen biologisen relevanssin takia ja useita erilaisia joneja onkin kokeiltu substituutiossa: Sr, Mg, Si, Zn ja Mn. Mutta in vivo-olosuhteissa vain pieni osa näistä on arvioitu ja vain harvoissa tapauksissa ( in vitro tai in vivo) biologinen vaste on voitu kirjata vieraan jonin läsnäolon vaikutukseksi.

• Calcium phosphates have different rates of solubility in vitro, which may reflect the degradation in vivo. One main characteristic of the calcium phosphates is the porosity and tentatively the ideal pore size would be similar to that of trabecular bone. Macroporosity accounts for 50% of the porosity, which can be controlled by the sintering process, allows body fluid circulation. Ionic substitution in calcium phosphates has attracted attention due to its possible biological relevance and several different ions such as strontium, magnesium, silicon, zinc and manganese have been explored.

• However, only a minor part has been evaluated in vivo and only in a few cases, the in vitro or in vivo biological response can be ascribed to the presence ot the foreign ion.