601
Streszczenie
Wprowadzenie: zdolność macierzy kostnej, czyli
części organicznej substancji zewnątrzkomórkowej
kości do pobudzania tworzenia nowej tkanki kostnej
jest dobrze poznana. Za działanie osteoindukcyjne
odpowiedzialne są znajdujące się w tej substancji
białka morfogenetyczne kości.
Cel pracy: opisanie zasad przygotowania w banku
tkanek demineralizowanej macierzy kostnej oraz
omówienie możliwości jej zastosowania w leczeniu
stomatologicznym.
Materiały i metody: dane dotyczące zastosowania
demineralizowanej macierzy kostnej przedstawiono
na podstawie piśmiennictwa i własnych doświad-
czeń.
Wnioski: w leczeniu stomatologicznym, szczególnie
chirurgicznym i periodontologicznym, lekarz mając
do dyspozycji szeroką gamę biomateriałów może
dokonać skutecznego wyboru bez konieczności uży-
cia autoprzeszczepów kostnych, które są uważane za
złoty standard.
Podsumowanie: mimo istniejących wciąż niewia-
domych, inżynieria genetyczna wydaje się być przy-
szłością w regeneracji ubytków kostnych.
Demineralizowana macierz kostna – przygotowanie
i zastosowanie w leczeniu stomatologicznym
Demineralized bone matrix – preparation and application
in dental treatment
Artur Kamiński
1,2
, Monika Zasacka
1
, Hubert Wanyura
2
Z Zakładu Transplantologii i Centralnego Banku Tkanek AM w Warszawie
1
p.o. Kierownika Zakładu: dr med. A. Kamiński
Z Kliniki Chirurgii Czaszkowo-Szczękowo-Twarzowej AM w Warszawie
2
Kierownik Kliniki: prof. dr hab. med. H. Wanyura
Summary
Introduction: The ability of bone matrix – an
inorganic extracellular bone matrix – to induce the
formation of new bone tissue is well-documented.
Morphogenetic proteins embedded in this matrix
bone are recognized factors responsible for
osteoinduction.
Aim of the study: To describe the process of
preparing DBM allografts in tissue banks and to
review their application in dental practice.
Material and methods: Information on demineralized
bone matrix allografts was based on data from
relevant literature and from own experienc.
Results: In dentistry, especially in surgical and
periodontal procedures, the surgeon has a wide
range of biomaterials at his disposal and can make a
successful choice without using an autograft known
as the gold standard.
Conclusions: Despite many unanswered questions,
genetic engineering seems to lead in the right
direction in bone defects regeneration.
HASŁA INDEKSOWE:
biomateriały, demineralizowana macierz kostna,
bank tkanek
KEYWORDS:
biomaterials, demineralized bone matrix, tissue
bank
Czas. Stomatol., 2007, LX, 9, 601-610
© 2007 Polish Dental Society
http://www.czas.stomat.net
602
A. Kamiński i in.
Czas. Stomatol.,
Wprowadzenie
Przeszczepy tkanki kostnej znajdują zastoso-
wanie w leczeniu licznych schorzeń z zakresu
chirurgii szczękowo-twarzowej, chirurgii sto-
matologicznej i periodontologii. W tradycyj-
nym pojmowaniu transplantacji zwykło się my-
śleć o przeszczepach jako o żywej części orga-
nizmu dawcy przeniesionej do ciała biorcy ce-
lem fizycznego i czynnościowego zastąpienia
usuniętego z przyczyn patologicznych narządu.
Allogeniczne, w tym demineralizowane prze-
szczepy kostne, ze względu na fakt, że nie mają
żywych komórek, stąd nie do końca mieszczą
się w tej definicji. Co jednak powoduje, że trud-
no zakwalifikować przeszczepy kostne do gru-
py implantów, czyli do wszczepów niewykazu-
jących czynności życiowych?
Zgodnie z definicją zaproponowaną przez
Muschlera i Lanea oraz adaptowaną przez
Bauera [3, 9, 15], za przeszczep kostny uzna-
my każdy wszczepiony materiał, który po
przeszczepieniu poprzez swoje właściwo-
ści osteogenne (zdolność żywych komórek z
przeszczepu do osteogenezy), osteoindukcyjne
(zdolność do pobudzania okolicznych komórek
biorcy do osteogenezy) lub osteokonduktywne
(zdolność do zapewnienia odpowiedniego łoża
sprzyjającego odkładaniu nowej kości) będzie
wpływał dodatnio na proces gojenia.
Przeszczepianie tkanek jednego człowieka
drugiemu, jest obarczone ryzykiem przeniesienia
chorób. Aby je zminimalizować proces pobiera-
nia, przygotowywania, dystrybucji i dalszej oce-
ny losów przeszczepów tkankowych został po-
wierzony tylko wyspecjalizowanym w tej dzia-
łalności instytucjom jakimi są banki tkanek.
Macierz kostna i białka
morfogenetyczne kości
Idea przeszczepiania obcych tkanek drugie-
mu człowiekowi liczy sobie kilka wieków.
Jednak poważne zainteresowanie tą metodą le-
czenia przypada dopiero na XVIII i XIX wiek.
Jak podaje Komender [10] przyjmuje się, że
po raz pierwszy konserwowaną kość alloge-
niczną przeszczepił Kausch w 1806 roku. W
roku 1930 Levander [13] stwierdził powsta-
wanie ognisk kostnienia w mięśniu w miejscu
wstrzyknięcia alkoholowego ekstraktu kości.
W 1965 roku Urist [27] w doświadczeniach
na modelu szczurzym zaobserwował śródmię-
śniowe powstawanie chrząstki i tkanki kostnej
po wszczepieniu w tym miejscu allogenicznej,
demineralizowanej macierzy kostnej, części
nieorganicznej substancji zewnątrzkomórko-
wej tkanki kostnej (ang. Demineralized Bone
Matrix – DBM).
W późniejszych latach Urist wysnuł hipote-
zę, że za autoindukcję powstawania kości od-
powiedzialne są białka znajdujące się w ma-
cierzy kostnej [28]. Założenie to zostało po-
twierdzone, kiedy w latach 80-tych XX wieku
Wozney i wsp. [cyt. wg 22] prowadzili bada-
nia nad białkami morfogenetycznymi kości
(ang. Bone Morphogenetic Proteins – BMPs).
Oczyścili i scharakteryzowali wieprzowe biał-
ko BMP-3 (osteogeninę), a następnie sklono-
wali ludzkie BMP-2 i BMP-4. Liczne badania
potwierdziły osteoindukcyjny charakter demi-
neralizowanej macierzy kostnej.
Konserwowany, kostny przeszczep, pozba-
wiony żywych komórek w trakcie procesu
przygotowywania, traci swój potencjał oste-
ogenny, lecz zachowuje właściwości osteoin-
dukcyjne i osteokondukcyjne dzięki struktu-
rze i składowi macierzy zewnątrzkomórko-
wej (ang. extracellular matrix – ECM). Około
75% masy tkanki kostnej stanowi minerał. Jest
to głównie hydroksyapatyt, chociaż w kości
stwierdzono także obecność węglanu, cytry-
nianu sodu, magnezu i fluoru oraz śladowe
ilości innych pierwiastków [16]. Odwapnienie
603
2007, LX, 9
Demineralizowana macierz kostna
substancji zewnątrzkomórkowej kości eks-
ponuje zawartą w niej komponentę organicz-
ną. W około 90-92% stanowi jej fibrylarne
białko kolagen tworzący w kości włókna ty-
pu I. Pozostałe 8-10% to niekolagenowe biał-
ka macierzy kostnej takie jak: osteopontyna,
sjaloproteina kostna (ang. Bone Sialoprotein
– BSP), proteina-1 macierzy zębowej (ang.
Dentin Matrix Protein-1 – DMP-1), sjaloprote-
ina zębowa (ang. Dentin Sialoprotein – DSP),
osteonektyna, witronektyna, tetranektyna, gla-
-proteiny; gla-proteina macierzy kostnej (ang.
Matrix Gla Protein – MGP), proteoglikany,
glikoproteiny; osteokalcyna, pozakomórkowa
fosfoproteina macierzy kostnej (ang. Matrix
Extracellullar Phosphoglycoprotein – MEPE),
kwaśna kostna glikoproteina 75 (ang. Bone
Acidic Glycoprotein-75 – BAG-75), trombo-
spondyna, fibronektyna i fibrylina [16].
Białka morfogenetyczne kości (BMPs) to
wyodrębniona grupa glikoprotein zalicza-
na do polipeptydowych czynników wzrostu.
Obejmuje ona 16 czynników wzrostu (BMP1
– BMP16) i oprócz BMP-1, który nie jest regu-
latorem osteogenezy, lecz wpływa na przemia-
ny kolagenu, pozostałe czynniki są zaliczane
do nadrodziny Transformujących Czynników
Wzrostu Beta (ang. Transforming Growth
Factor beta – TGF-β) [16]. Cząsteczka BMP
jest dimeryczną molekułą, złożoną z dwóch
polipeptydowych łańcuchów połączonych
pojedynczym wiązaniem siarczkowym [18].
Grupa związków BMPs wraz z innymi czyn-
nikami wzrostu kości takimi jak np.: insulino-
podobny czynnik wzrostu-I (ang. Insuline-like
Growth Factor – IGF-I), czynnik wzrostu po-
chodzenia płytkowego (ang. Platelet-derived
Growth Factor – PDGF), wpływa między in-
nymi na prawidłową przebudowę oraz na re-
generację tkanki kostnej w przypadku urazu
[19]. Związki te stymulując transformację nie-
zróżnicowanych komórek mezenchymalnych
w kierunku chondroblastów i osteoblastów po-
wodują odkładanie nowej tkanki kostnej.
Proces regeneracji tkanki kostnej jest re-
akcją kaskadową [18]. Przeszczepiona, demi-
neralizowana macierz kostna poprzez przyłą-
czanie fibronektyny z osocza staje się miej-
scem wiązania dla okolicznych komórek me-
zenchymalnych. Zawarte i uwalniane z ma-
cierzy czynniki morfogenetyczne pełnią czyn-
ność chemotaktyczną i mitogenną, powodując
w trzecim dniu od przeszczepienia wzmożoną
proliferację komórek mezenchymalnych.
Około 5 dnia można już obserwować pro-
ces różnicowania się chondroblastów, który
osiąga apogeum około 7-8 dnia. Następnie hi-
pertroficzna tkanka chrzęstna zaczyna ulegać
mineralizacji. Dochodzi wówczas do angio-
genezy i wnikania okolicznych naczyń. Około
10-11 dnia obserwuje się najbardziej wzmo-
żony proces różnicowania i proliferacji oste-
oblastów oraz zastępowania tkanki chrzęstnej
kością. Powstała tkanka kostna ma początko-
wo charakter kości splotowatej, pozbawionej
tradycyjnej dla tkanki struktury. Z czasem jest
ona przebudowywana i zastępowana tradycyj-
ną dojrzałą tkanką o charakterystycznej budo-
wie, złożonej z systemów Haversa [20].
Przeszczepy tkankowe kości
i demineralizowana macierz kostna
Przeszczepy autogeniczne
Najkorzystniejsze, z punktu widzenia trans-
plantologii, są przeszczepy autogeniczne, gdy
dawcą i biorcą przeszczepu jest ten sam pa-
cjent. Dokonując przeszczepu własnej kości
chorego minimalizuje się ryzyko przeniesienia
chorób zakaźnych oraz zagrożenia związane
z wystąpieniem reakcji immunologicznej na
przeszczep. Jeżeli stosuje się autoprzeszczep
unaczyniony, to w jego obrębie zachowują
się żywe komórki. Stąd poza właściwościami
604
A. Kamiński i in.
Czas. Stomatol.,
indukcyjnymi ma on również charakter oste-
ogenny.
Wykorzystanie własnej tkanki pacjenta jest
jednak często niemożliwe lub trudne do wy-
konania biorąc pod uwagę fakt, że od żyjące-
go pacjenta można pobrać niewielką ilość jego
własnej kości. Stanowi to dodatkowe obciąże-
nie i ryzyko śródoperacyjne oraz pooperacyj-
ne. Mogą wystąpić takie powikłania, jak: krwa-
wienia, zakażenia, przewlekły ból w miejscu
pobrania [2]. Z tych powodów w ambulatoryj-
nym leczeniu stomatologicznym autoprzesz-
czepy nie mają częstego zastosowania.
Przeszczepy ksenogeniczne
Odpowiednią ilość materiału kościozastęp-
czego można zapewnić wykorzystując pocho-
dzące od zwierząt tzw. przeszczepy ksenoge-
niczne. Stosowane przeszczepy tkanki kost-
nej pochodzenia wołowego, np. Bio-Oss, ze
względu na ryzyko przeniesienia chorób ob-
cogatunkowych muszą być sterylne oraz do-
datkowo, w trakcie procedury przygotowa-
nia poddawane procesowi deproteinizacji w
celu obniżenia ich dużej immunogenności oraz
wielogodzinnego wyżarzania w celu denatura-
cji i zwęglenia [6]. Ubocznym skutkiem tych
działań jest zmniejszenie ich potencjału oste-
oindukcyjnego, gdyż wraz z innymi białkami
usuwane są także białka BMPs.
Materiały syntetyczne
Obok przeszczepów ksenogenicznych, dru-
gą grupą materiałów szeroko dostępnych na
rynku są materiały syntetyczne. Stosowanymi
materiałami syntetycznymi są przede wszyst-
kim fosforany i siarczany wapnia. W przy-
padku materiałów syntetycznych nie można
mówić o właściwościach osteogennych, zaś
ich rolę w procesie odbudowy kości przypisu-
je się bardziej właściwościom osteokonduk-
cyjnym niż osteoindukcyjnym. Zapewniają
one w miejscu ubytku porowatą powierzchnię
sprzyjającą procesowi regeneracji oraz stano-
wią miejscowy rezerwuar minerału. Stosuje
się je raczej w niewielkich ubytkach kostnych,
gdzie otaczające tkanki zapewniają potencjał
gojenia lub jako dodatek do kości autogenicz-
nej oraz w połączeniu z plazmą bogatopłytko-
wą lub autogenicznym szpikiem kostnym.
Siarczany wapnia są jednymi z najwcześniej
zaproponowanych, nieorganicznych substytu-
tów kości. Jak podaje Eppley i wsp. [7] już w
1892 roku Dreesman opisał ich zastosowanie
w leczeniu ludzi. Obecnie częściej stosuje się
preparaty fosforanu wapnia. Jest to dość sze-
roka grupa związków składających się z obu
pierwiastków. Le Gros [12] podzielił dostępne
na rynku fosforany wapnia na 4 grupy:
1) hydroksyapatyty HA [Ca
10
(PO
4
)
6
(OH)
2
]
– naturalne (wołowe lub z koralowca) i syn-
tetyczne,
2) fosforany ß-trójwapniowe
ß-TCA [Ca
3
(PO
4
)
2
],
3) dwufazowe fosforany wapnia – preparaty
złożone ß-TCA/HA,
4) niespiekane fosforany wapnia.
Przeszczepy allogeniczne
Kompromisem, pod względem dostępności i
jakości, pomiędzy autoprzeszczepem a kseno-
przeszczepem lub materiałami syntetycznymi
są przeszczepy allogeniczne [15]. Są to prze-
szczepy pochodzące od innego dawcy tego
samego gatunku. Tak, jak w przypadku prze-
szczepów obcogatunkowych, tak i tu istnieje
pomimo stosowanych działań prewencyjnych
mających na celu wyeliminowanie dawców
zakaźnie pozytywnych ryzyko przeniesienia
chorób zakaźnych od dawcy lub powstałych
w trakcie procesu przygotowania przeszcze-
pu. Drugim zagrożeniem jest immunogenność
tkanki pochodzącej z obcego organizmu i za-
wierającej obce, powierzchniowe antygeny
605
2007, LX, 9
Demineralizowana macierz kostna
zgodności tkankowej. Stwierdzono, że stoso-
wanie świeżych przeszczepów kości alloge-
nicznej wywołuje u biorcy reakcję odrzucania
porównywalną do opisanej przez Medawara i
Billinghama reakcji odrzucania skórnych allo-
przeszczepów u myszy [18].
W celu zminimalizowania ryzyka zaka-
żenia biorcy i reakcji immunologicznej na
przeszczep, wszystkie, przygotowywane w
Zakładzie Transplantologii i Centralnym
Banku Tkanek AM w Warszawie przeszczepy,
przechodzą, jako ostatni etap przygotowania,
sterylizację radiacyjną dawką 35 kGy. Nie tyl-
ko końcowa sterylizacja ma na celu wyelimi-
nowanie ryzyka dla przyszłego biorcy. Już na
samym początku, zanim od dawcy zostaną po-
brane tkanki, obowiązują ścisłe zasady postę-
powania selekcyjnego. Jeśli tylko jest to moż-
liwe należy od bliskich lub znajomych dawcy
uzyskać wyczerpujący wywiad środowiskowy
w celu ustalenia czy nie istnieją fakty związa-
ne z trybem życia dawcy wykluczające go z
procedury donacji. O ile uzyskanie wywiadu
może być czasami niemożliwe do wykonania
to drugi etap kwalifikacji dawcy jest już abso-
lutnie niezbędny.
Lekarz przed pobraniem tkanek jest zobo-
wiązany do zaznajomienia się z całą doku-
mentacją medyczną dawcy (przyczyna zgonu,
szczegóły dotyczące leczenia, podawane leki i
preparaty) oraz do przeprowadzenia wnikliwe-
go badania dawcy ze zwróceniem szczególnej
uwagi na wszelkie potencjalne lub ewidentne
oznaki ryzyka lub objawy chorób zakaźnych
(ślady po igłach, tatuaże, objawy zakażenia).
Ostatnim etapem warunkującym dopusz-
czenie tkanek są badania serologiczne dawcy.
W Polsce, zgodnie z wytycznymi światowych
standardów, są one wykonywane pod kątem
HIV, HBV, HCV i kiły. Materiał może zostać
przekazany dalej do przetwarzania tylko po
otrzymaniu negatywnego wyniku badań sero-
logicznych. Ma to na celu ochronę nie tylko
przyszłego biorcy, lecz również personelu ban-
ku tkanek mającego styczność z materiałem
biologicznym w czasie jego obróbki.
Przeszczepy allogeniczne po etapie oczysz-
czenia i odtłuszczenia mogą być poddawane w
banku tkanek różnym procesom konserwacji.
Dla przykładu można tu wymienić takie meto-
dy jak: głębokie mrożenie, liofilizację, płuka-
nie w roztworach izotonicznych. Jedną z prost-
szych i mającą różne warianty pod względem
zakresu temperatur i użytego medium jest me-
toda konserwacji kości w niskich temperatu-
rach. Proces zamrażania wpływa korzystnie
na obniżenie immunogenności, zaś przebudo-
wa kostna, choć początkowo wolniejsza, to po
okresie 3-12 miesięcy nie odbiega znacznie od
przebudowy kości autogenicznej [18].
W badaniach doświadczalnych wykonanych
w Centralnym Banku Tkanek i w późniejszych
badaniach klinicznych [5, 11] stwierdzono, że
przeszczepy konserwowane przez głębokie za-
mrażanie, a następnie sterylizowane radiacyj-
nie w temperaturze – 72ºC w przeciwieństwie
do przeszczepów liofilizowanych w tempera-
turze pokojowej zachowują właściwości oste-
oindukcyjne.
Głęboko mrożone, allogeniczne przeszcze-
py kostne są głównym produktem przygoto-
wywanym przez Centralny Bank Tkanek w
Warszawie. Poza tradycyjnymi przeszczepami
kostnymi przygotowuje się również demine-
ralizowane (odwapnione) przeszczepy alloge-
niczne kości (ryc. 1). W porównaniu z trady-
cyjnymi przeszczepami procedura ich przygo-
towania jest dłuższa (ryc. 2), gdyż poza etapem
pobrania, oczyszczenia, obróbki mechanicz-
nej, odtłuszczenia, dochodzi dodatkowo pro-
ces odwapniania. Wykonuje się go, stosując
takie czynniki odwapniające jak 0,5 lub 0,6N
HCl (kwas solny) albo EDTA (sól dwusodowa
kwasu etylenodwuaminoczterooctowego).
606
A. Kamiński i in.
Czas. Stomatol.,
Według
definicji
Amerykańskiego
Stowarzyszenia Banków Tkanek (ang.
American Association of Tissue Banks –
AATB) przeszczep z demineralizowanej ko-
ści nie może zawierać więcej jak 8% resztko-
wego Ca
2+
[7]. Proces demineralizacji nie na-
rusza organicznych składników macierzy [8],
a równoczesne zastosowanie kwasu powodu-
je skuteczniejsze oczyszczenie przeszczepu ze
składników krwi, przyczyniając się do niższej
immunogenności DBM [24] oraz wpływa in-
aktywująco na wirusy [25, 26], przez co ist-
nieje mniejsze ryzyko przeniesienia chorób
zakaźnych [7].
Z tych właśnie względów w Centralnym
Banku Tkanek w Warszawie do sterylizacji
DBM stosuje się niższą dawkę sterylizującą
przeszczep wynoszącą 25 kGy. Ma to wpływ
na lepszą jego jakość. Po odwapnieniu, uzyska-
na kość jest pozbawiona mechanicznych cech
przeszczepu tradycyjnego, lecz dzięki „uwol-
nieniu” czynników wzrostu ze zmineralizowa-
nej struktury, uzyskuje się lepsze właściwości
osteoindukcyjne [28, 29]. Jest to istotne wszę-
dzie tam, gdzie ubytek kostny nie ma dużych
rozmiarów, bądź gdzie funkcje podporowe,
stabilizacyjne przeszczepu nie mają tak wiel-
kiego znaczenia, natomiast zależy nam na in-
tensywnej osteoindukcji. Ma to często miejsce
np. w stomatologii.
Aby „dopasować” przeszczep kostny do wy-
magań miejsca zastosowania oraz, aby ulep-
szyć jego właściwości testuje się i stosuje róż-
ne postaci macierzy kostnej oraz łączy się ją z
różnymi materiałami. Banki tkanek i firmy me-
dyczne przygotowują DBM w formie proszku,
żelu, past, listków. DBM jako komponent jest
dostarczany do ubytku w połączeniu z różne-
go rodzaju nośnikami takimi jak np: glicerol,
żel kolagenowy, kwas hialuronowy, lecytyna,
Ryc. 1. Zdjęcie przedstawiające opakowanie demi-
neralizowanej macierzy kostnej przygotowywanej
w Zakładzie Transplantologii i Centralnym Banku
Tkanek AM w Warszawie. W prawym dolnym rogu
opakowania widoczny znacznik, który po sterylizacji
radiacyjnej przeszczepu zmienia barwę z pomarań-
czowej na czerwoną.
Ryc. 2. Schemat procedury przygotowania prze-
szczepu demineralizowanej macierzy kostnej stoso-
wanej w Zakładzie Transplantologii i Centralnym
Banku Tkanek AM w Warszawie.
607
2007, LX, 9
Demineralizowana macierz kostna
fosforan wapniowy [7]. Mimo różnych badań
porównawczych nie stwierdzono istotnej prze-
wagi terapeutycznej którejkolwiek substancji
ani nie ustalono standardu użycia konkretnego
nośnika dla danej jednostki chorobowej.
Aby móc stosować DBM w ubytkach gdzie
wymagana jest wytrzymałość mechanicz-
na przeszczepu, łączy się zdemineralizowa-
ną macierz z tradycyjnym uwapnionym kost-
nym przeszczepem allogenicznym lub z auto-
genicznym co dodatkowo dodaje przeszcze-
powi właściwości osteogennych. Osteogenny
charakter można także zapewnić poprzez połą-
czenie tkanki kostnej z wcześniej pobranym i
przygotowanym szpikiem kostnym pacjenta.
Kolejnym preparatem dodawanym do prze-
szczepu kostnego w celu wzmocnienia z kolei
osteoindukcyjnego charakteru całości jest pla-
zma bogatopłytkowa (ang. Platelet Rich – PRP
Plasma). Uzyskiwany z autologicznej krwi żel
posiada płytki krwi oraz zawarte w nich, po-
budzające miejscowo regenerację czynniki
wzrostu takie jak: TGF ß, PDGF i IGF-1 [1].
Wykonywane są również badania nad wyko-
rzystaniem połączenia nośnika macierzy kost-
nej z rekombinowanymi białkami morfoge-
nicznymi kości rBMP.
Zastosowanie demineralizowanej
macierzy kostnej w stomatologii
W praktyce stomatologicznej ubytki kostne
spowodowane przez różne czynniki, mogą po-
wstawać zarówno w wyniku niszczącego dzia-
łania toczącego się w danej okolicy procesu
chorobowego, jak również być efektem ubocz-
nym samego leczenia. Można dla przykładu
wymienić ubytki w kości powstałe na skutek
urazów, stanów zapalnych przyzębia, zapaleń
tkanek okołowierzchołkowych, torbieli, nowo-
tworów oraz ubytki po dokonanych ekstrak-
cjach zębowych i resekcjach wierzchołka ko-
rzenia zęba. Już samo usunięcie zęba powodu-
je obniżenie wyrostka zębodołowego w miej-
scu ekstrakcji i utratą od 40% do 60% z wyso-
kości i szerokości kości w przeciągu około 2
lat [17]. Leczenie za pomocą przeszczepów ma
zapobiegać dalszej utracie tkanki, odtworzyć
prawidłową strukturę lub przygotować łoże
kostne, jak ma to miejsce np. przy procedurze
podniesienia dna zatoki szczękowej.
W około 95% przypadków dyskwalifikacji
pacjentów z leczenia implantologicznego nie
wynika z przyczyn ogólno-medycznych lub
finansowych, lecz z niewystarczającej ilości
kości potrzebnej do wprowadzenia implantu
[17]. Zastosowanie DBM w przypadkach pod-
noszenia dna zatoki szczękowej jest korzystne
ze względu na osteoindukcyjny charakter tego
materiału, jednak sypka jego struktura nastrę-
cza pewne trudności przy aplikacji. Nie ma
on także wystarczającej wytrzymałości me-
chanicznej.
Z tych powodów w chirurgii szczękowo-
-twarzowej i stomatologicznej, tak jak w za-
biegach z zakresu ortopedii, stosuje się i bada
połączenia DBM z innymi materiałami. Aby
poprawić cechy mechaniczne kości odwap-
nionej miesza się ją z preparatami o więk-
szej twardości, np. z nieodwapnioną kością
allogeniczną [4], odbiałczoną kością kseno-
geniczną, fosforanami trójwapniowymi [23].
W wykonanym w 2006 roku badaniu Schwarz
i wsp. [23] porównywali przy podnoszeniu
dna zatoki szczękowej skuteczność zastoso-
wania DBM w połączeniu z innymi materia-
łami i z zastosowaniem kwasu hialuronowego
jako nośnika. Rozrobienie proszku kostnego
z kwasem hialuronowym pozwoliło na ufor-
mowanie łatwiejszej w zastosowaniu pasty.
Oceniana za pomocą tomografii komputero-
wej regeneracja tkanki kostnej była podobna w
przypadku wszystkich badanych materiałów, z
nieznaczną przewagą preparatu połączonego
608
A. Kamiński i in.
Czas. Stomatol.,
DBM z Bio-Oss. Nowopowstałej kości było
najmniej tam gdzie zastosowano DBM z ß-
-TCA. Potwierdzono, że stosowanie DBM z
dostępnymi komercyjnie preparatami popra-
wiający właściwości mechaniczne i użytko-
we jest skuteczne przy tego typu zabiegach.
Ponadto wykazano, że użycie nośnika takie-
go jak kwas hialuronowy ułatwia zabieg i nie
wpływa hamująco na powstawanie kości.
Ze względu na rosnącą liczbę pacjentów z
brakami w uzębieniu z przyczyn periodonto-
logicznych, także w tej dziedzinie stomato-
logii są prowadzone liczne badania nad wy-
korzystaniem materiałów kościozastępczych.
Optymalne leczenie periodontologiczne ma na
celu regenerację prawidłowej struktury przy-
zębia. Porównywano różne typy preparatów
stosowanych w miejscu ubytku kości wy-
rostka zębodołowego oraz oceniano ich sku-
teczność w połączeniu z błonami zaporowy-
mi w metodzie sterowanej regeneracji tkanek
(ang. Guided Tissue Regeneration – GTR).
Wyniki tych badań wydają się być jednak nie-
jednoznaczne. Zastosowanie, np. w badaniu
na szczurach DBM w połączeniu z zaporową
błoną PTFE (nieresorbowalna błona politetra-
fluoroetylenowa), w porównaniu z zastosowa-
niem samej błony, nie wykazało znaczących
różnic [14].
Do innych wniosków doszli Reynolds i wsp.
[21] po analizie wszystkich prac anglojęzycz-
nych, jakie ukazały się w bazach MEDLINE i
EMBASE od roku 1966 i 1974 do roku 2002,
dotyczących zastosowania materiałów kost-
nych w leczeniu chorób przyzębia. Na pod-
stawie porównania wyników badań dokona-
nych przez różne zespoły stwierdzili, że za-
stosowanie przeszczepów kostnych podnosi
poziom przyczepu łącznotkankowego i redu-
kuje głębokość kieszonki patologicznej w po-
równaniu do leczenia metodą otwartego płata.
Nie stwierdzili natomiast znaczących różnic
w parametrach klinicznych leczenia po zasto-
sowaniu różnych materiałów jak: autoprzesz-
czep kostny, hydroksyapatyt, przeszczepy ce-
ramiczne. Porównując wyniki leczenia z zasto-
sowaniem samego materiału kościozastępcze-
go z leczeniem z zastosowaniem błony zaporo-
wej, stwierdzono lepsze wyniki w przypadku
metody leczenia łączonego.
Podsumowanie
Prowadzone od lat badania kliniczne z wy-
korzystaniem biomateriałów wykazują ko-
rzystny efekt ich zastosowania. Przyspieszają
gojenie, uzupełniają lub wręcz stymulują po-
wstawanie nowej tkanki kostnej w miejscu
ubytku. Mimo tego, że pojawiają się nowe ma-
teriały i biopreparaty oraz stosowania nowych
ich kombinacji, a także nowych nośników ma-
tryc, nadal za „złoty standard” uważa się au-
togeniczne tkankowe przeszczepy. Gdy użycie
własnej kości pacjenta nie jest możliwe warto
jednak zastosować taki przeszczep, który poza
właściwościami osteokondukcyjnymi będzie
miał też charakter osteogenny lub ostoinduk-
cyjny. Stąd stosuje się przeszczepy z odwap-
nionej macierzy kostnej lub zdemineralizowa-
nej kości albo materiałów syntetycznych, lecz
w połączeniu z autologiczną kością, szpikiem
lub masą płytkową.
Badania wykonane przez różne ośrodki nie
wykazały ewidentnej przewagi stosowania w
danej jednostce chorobowej konkretnego ma-
teriału kościozastępczego lub ich kombinacji.
Dlatego ich wybór często jest wynikiem pre-
ferencji lekarza stosującego przeszczep, do-
stępnością danego materiału i środków finan-
sowych.
Wytwarzane, rekombinowane czynniki
wzrostu np. rhBMP można zastosować w wyż-
szych stężeniach niż te, jakie osiągają natural-
ne BMP w tkance kostnej. Badania z ich wy-
609
2007, LX, 9
Demineralizowana macierz kostna
korzystaniem wykonywane są głównie na mo-
delach zwierzęcych. Koncentrują się one także
na znalezieniu odpowiednich nośników, któ-
re umożliwiałyby stopniowe uwalnianie sub-
stancji odpowiedzialnych za regenerację do
środowiska i ustaleniu bezpiecznych stężeń
oraz poznaniu skutków ich działania, szcze-
gólnie tych ubocznych i oddalonych w czasie.
Zastosowanie metod inżynierii tkankowej w
leczeniu ubytków kostnych wymaga jeszcze
wielu badań. Wydaje się, że jest to bardzo obie-
cujący kierunek.
Piśmiennictwo
1. Altmeppen J, Hansen E, Bonnlander G L,
Horch R E, Jeschke M G: Composition and
characteristic of an autologous thrombocyte
gel. J Surg Res 2004, 117: 202-207.
2. Arrington E D, Smith W J, Chambers H G,
Bucknell A L, Davino N A: Complications of
iliac crest bone graft harvesting. Clin Orthop
Relat Res 1996, 329: 300-309.
3. Bauer T W, Muschler G F: Bone Graft
Materials: An overview of the basic science.
Clin Orthop Related Res 2000, 371: 10-27.
4. Cammack G V, Nevis M, Clem D S, Hatch J P,
Melloning J T: Histologic evaluation of min-
eralized and demineralized freeze-dried bone
allograft for ridge and sinus augmentations.
Int J Periodontics Restorative Dent 2005, 25:
231-237.
5. Dziedzic-Gocławska A, Ostrowski K,
Stachowicz W, Michalik J, Grzesik W: Effect
of radiation sterylization on the inductive
properties and the rate of remodeling of bone
implants preserved by lyophilization and
deep-freezing. Clin Orthop 1991, 272: 30-37.
6. Elves M W, Salama R: A study of the develop-
ment of cytotoxic antibodies produced in re-
cipients of xenografts of iliac bones. J Bone
Joint Surg 1974, 56B: 331-339.
7. Eppley B L, Pietrzak W S, Blanton M W:
Allograft and alloplastic bone substitutes: A
review of science and technology for the cra-
niomaxillofacial surgeon. J Craniofac Surg
2005, 16: 981-989.
8. Hollinger J O, Mark D E, Goco P, Quigley
N, Desverreaux R W, Bach D E: A compari-
sion of four particulate bone derivatives. Clin
Orthop 1991, 267: 255– 263.
9. Kneser U, Schaefer D J, Polykandriotis E,
Horch R E: Tissue engineering of bone: the
reconstructive surgeon’s point of view. J Cell
Mol Med 2006, 10: 7-19.
10. Komender J: Przeszczepy biostatyczne kon-
serwacja i zastosowanie. PZWL, Warszawa
1997, 33-43.
11. Komender J, Malczewska H, Komender A:
Therapeutic effects of transplantation of ly-
ophilized and radiation-sterilized, allogenic
bone. Clin Orthop 1991, 272: 38-49.
12. LeGeros R Z: Properties of osteoconduc-
tive biomaterials. Calcium phosphates. Clin
Orthop 2002, 395: 81-98.
13. Levander G: On the formation of new bone in
bone transplantation. Acta Chir Scand 1934,
74: 425-426.
14. Mardas N, Kostopoulos L, Stavropoulos A,
Karring T: Osteogenesis by guided tissue re-
generation and demineralized bone matrix. J
Clin Periodontol 2003, 30: 176-183.
15. Muschler G F, Lane J M: Orthopedic Surgery.
Red. M B Habal, A H Reddi in: Bone Grafts
and Bone substitutes. WB Saunders Co,
Philadelphia 1992, p. 375-407.
16. Niedźwiedzki T, Kuryszko JJ: Biologia Kości.
PWN, Warszawa 2007, 38-55.
17. Palti A, Hoch T: A concept for the treatment
of various dental bone defects. Implant Dent
2002, 11: 73-77.
18. Reddi A H: Bone morphogenetic proteins:
from basic science to clinical applications. J
Bone Joint Surg 2001, 83-A, Suppl 1.
19. Reddi A H: Role of morphogenetic proteins in
skeletal tissue engineering and regeneration.
Nat Biotechnol 1998, 16: 247-252.
20. Reddi A H, Anderson W A: Collagenous bone
matrix-induced endochondral ossification he-
610
A. Kamiński i in.
Czas. Stomatol.,
mopoiesis. J Cell Biol 1976, 69: 557-572.
21. Reynolds M A, Aichelmann-Reidy M E,
Branch-Mays G L, Gunsolley J C: The effica-
cy of bone replacement grafts in the treatment
of periodontal osseous defects. A systematic
review. Ann Periodontol 2003, 8: 227-265.
22. Sandhu H S, Khan S N, Suh D Y, Boden S D:
Demineralized bone matrix, Bone morphoge-
netic proteins, and animal models of spine fu-
sion: an overview. Europ Spine J 2001, 10:
122-131.
23. Schwartz Z, Goldstein M, Raviv E, Hirsch A,
Ranly D M, Boyan B D: Clinical evaluation of
demineralized bone allograft in a hyaluronic
acid carrier for sinus lift augmentation in hu-
mans: a computed tomography and histomor-
phometric study. Clin Oral Impl Res 2007,
18: 204– 211.
24. Skowronski P P, An Y H: Bone graft materials
in orthopaedics. MUSC Orthop J 2003, 6: 58-
66.
25. Swenson C L, Arnoczky S P: Demineralization
for inactivation of infection retrovirus in sys-
tematically infected cortical bone. In vitro
and in vivo experimental studies. J Bone Joint
Surg Am 2003, 85-A: 323-332.
26. Tomford W W, Mankin H J: Bone banking.
Update on methods and materials. Orthop
Clin North Am 1999, 30: 565-570.
27. Urist M R: Bone formation by autoinduction.
Science 1965, 160: 893-894.
28. Urist M R, DeLange R J, Finerman G A:
Bone cell differentiation and growth factors.
Science 1983, 220: 680-686.
29. Urist M R, Mikulski A, Lietze A: Solubilized
and insolubilized bone morphogenic protein.
Proc Natl Acad Sci 1979, 76: 1828-1832.
Otrzymano: dnia 13.VIII.2007 r.
Adres autorów: 02-004 Warszawa, ul. Chałubińskiego 5
Tel./Fax: 022 6217543
e-mail: akamin@ib.amwaw.edu.pl