czas-09.indd

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

, Hubert Wanyura

Z Zakładu Transplantologii i Centralnego Banku Tkanek AM w Warszawie

p.o. Kierownika Zakładu: dr med. A. Kamiński
Z Kliniki Chirurgii Czaszkowo-Szczękowo-Twarzowej AM w Warszawie

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

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

(PO

)

(OH)

]

– naturalne (wołowe lub z koralowca) i syn-

tetyczne,

2) fosforany ß-trójwapniowe

ß-TCA [Ca

(PO

)

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

[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