PEEK - Material avançado para cranioplastia

Cranioplastia refere-se à operação de preenchimento e reparo do crânio defeituoso com vários materiais de reparo. Atualmente é uma das operações de neurocirurgia mais rotineiras e pode ser realizada em muitos hospitais primários. Estudos comprovaram que a cranioplastia não apenas restaura a forma da cavidade craniana, mas também consegue o efeito de restaurar a estética e também desempenha um papel importante na recuperação da função neurológica do paciente.

A cranioplastia é uma técnica médica com uma longa história. Nossos ancestrais já haviam realizado tais tentativas médicas há milhares de anos. O Museu de Osteologia em Oklahoma, EUA, possui uma coleção de um guerreiro no Peru há 2.000 anos. O crânio do guerreiro foi ferido em batalha e uma placa de metal foi implantada na ferida para reparar a fratura.

Com o rápido desenvolvimento de nível industrial, ciência e tecnologia e métodos de diagnóstico e tratamento, a cranioplastia tornou-se uma operação relativamente comum e rotineira em neurocirurgia. Durante esse processo, os materiais de cranioplastia também passam pelas seguintes etapas:

Material ósseo de xenoenxerto

Em 1668, o médico van Meekeren usou tecido ósseo canino para reparar um defeito no crânio humano, que foi o primeiro xenoenxerto documentado no mundo. Posteriormente, o uso de tecidos ósseos como macacos, coelhos e gado para serem transplantados para humanos apareceu um após o outro. Além das complicações comuns, como infecção pós-transplante e reabsorção óssea, o transplante de osso de xenoenxerto muitas vezes causa danos secundários aos pacientes devido à grande rejeição imunológica de materiais de xenoenxerto pelo corpo humano.

Enxerto ósseo autólogo

Em 1821, o médico Vonwalther realizou o primeiro enxerto ósseo autólogo do mundo para reparar defeitos no crânio. Em 1867, o doutor Lollier propôs o importante papel do periósteo na regeneração óssea. Posteriormente, houve um grande número de relatos na literatura sobre o reparo de defeitos cranianos com retalhos cranianos autólogos, placas externas mandibulares, costelas, cristas ilíacas e retalhos de fíbula. As costelas autólogas feitas em tiras ou em pó são adequadas para reparar pequenos defeitos cranianos. Atualmente, o reparo ósseo autólogo ainda é o padrão-ouro para a reconstrução do crânio. O tecido ósseo autólogo apresenta boa osteocondutividade e histocompatibilidade, sem rejeição e com baixo índice de exposição óssea pós-operatória. Aumento do trauma secundário, alta taxa de reabsorção óssea de osso enxertado e outros problemas, a aplicação clínica é limitada.

Aloenxerto ósseo

O grande número de soldados na Primeira Guerra Mundial e na Segunda Guerra Mundial que sofreram defeitos cranianos devido a tiros e explosões levou a avanços significativos nos métodos de reparação de defeitos cranianos. No início do século 20, houve relatos de uso de transplante de crânio de cadáveres humanos para reparar defeitos cranianos. Os materiais de aloenxerto são frequentemente obtidos de retalhos ósseos de outras pessoas, o que pode resolver o problema de osso autólogo insuficiente em pacientes com grandes defeitos cranianos até certo ponto e atender às necessidades clínicas. A fim de reduzir a reação de rejeição, métodos como método de radiação e esterilização a vapor de alta pressão são comumente usados para tratar o enxerto ósseo. Como a aquisição de materiais alogênicos causa grande trauma ao doador e envolve muitas questões éticas, tem sido pouco utilizada até o momento.

Materiais Polímeros

Polimetilmetacrilato

Este material é forte, estável, resistente ao calor e pode ser penetrado por raios-X. Também é chamado de cimento ósseo porque sua resistência é semelhante à dos ossos humanos. No entanto, é frágil e propenso a rachaduras quando impactado por forças externas, por isso raramente é usado sozinho no reparo craniano. Comparado ao osso autólogo, o polimetilmetacrilato carece de porosidade e não pode ser infiltrado e envolvido por tecido novo após ser implantado no crânio. É propenso a infecções após a operação e é menos usado no momento. Além disso, por ser difícil de ser compatível com o tecido circundante e não crescer com o crânio, é proibido seu uso como material de reparo para defeitos cranianos infantis.

Hidroxiapatita

Sua estrutura molecular e relação cálcio-fósforo são muito semelhantes aos componentes inorgânicos dos ossos normais, e pertence à cerâmica cálcio-fósforo. A hidroxiapatita tem boa biocompatibilidade, osteocondutividade e osteoindutividade. Depois de implantados no corpo, o cálcio e o fósforo serão liberados da superfície do material para serem absorvidos pelos tecidos do corpo e induzir o crescimento de um novo tecido ósseo. Através da tecnologia CAD/CAM, a hidroxiapatita pode ser pré-fabricada em implantes personalizados de acordo com o tamanho e a forma do defeito antes da operação, mas o principal problema é que a fixação intraoperatória do parafuso e a força externa pós-operatória são fáceis de quebrá-la, uma taxa mais alta de infecção pós-operatória . Além disso, a hidroxiapatita também se degrada

rapidamente no corpo, por isso geralmente é usado para reparar pequenos defeitos ósseos deixados pela perfuração do crânio, e grandes defeitos do crânio precisam ser corrigidos com malha de titânio.

Borracha de silicone

Material não metálico amplamente utilizado em cranioplastia no final do século passado. Tem as vantagens de fácil corte e fixação, boa compatibilidade tecidual e baixo preço. Mas suas desvantagens são que o material é mais espesso, a textura é mais macia, a resistência é fraca e as bordas não são fáceis de aderir e facilmente deformadas. O material instável pode facilmente causar fluido subcutâneo ou infecção, deslocamento, reviravolta e exposição. O uso de gel de sílica para reparo é difícil de obter estabilidade oportuna e efeitos de suporte a longo prazo; portanto, a borracha de silicone é gradualmente eliminada.

Material de enxerto de metal

Os metais que podem ser usados para cranioplastia incluem principalmente ouro, prata, alumínio, titânio, etc. O alumínio não é mais usado como material metálico para enxertos ósseos, que se dissolve com o tempo e pode irritar o tecido nervoso do cérebro e induzir epilepsia. O ouro, embora eficaz como material restaurador, não é amplamente utilizado devido à sua textura macia e ao baixo custo. O crânio reparado com placas de prata é propenso a reações oxidativas com o tecido da pele circundante, fazendo com que o retalho de pele mude de cor. Além disso, a prata pura é macia e tem pouca resistência a forças externas. Ele se deforma após ser estressado, danificando assim os tecidos e nervos intracranianos. O titânio começou a ser usado em cranioplastia na década de 1950. O material feito de titânio é seguro, de alta resistência e forte resistência a ácidos e álcalis, e raramente produz rejeição no corpo humano, por isso atualmente é amplamente utilizado na prática clínica. No entanto, o titânio metálico tem alto brilho nas imagens pós-operatórias de TC ou RM. Se ocorrer hematoma ou tumor perto do implante intracraniano após a cirurgia, é difícil julgar pela imagem. Além disso, como o titânio é um material metálico com boas propriedades de transferência de calor, ele pode causar danos ao tecido cerebral intracraniano e aos nervos em um ambiente externo de alta temperatura. Portanto, o titânio metálico ainda não é o material mais ideal para cranioplastia.

OLHADINHA

Polieteretercetona (PEEK), como um polímero linear aromático policíclico linear semicristalino, foi usado pela primeira vez em implantes clínicos em 1998, principalmente em substituições da coluna vertebral e do quadril, devido à sua resistência, durabilidade Devido às excelentes propriedades exibidas na combinação de tenacidade, rigidez e resistência, o uso na medicina clínica continua a se expandir. Em 2007, foi relatada pela primeira vez a experiência do uso do material PEEK na reconstrução de defeitos fronto-orbitários em cirurgia bucomaxilofacial, tornando o material PEEK gradualmente reconhecido pelos neurocirurgiões.

A principal vantagem do material PEEK é que os limiares de elasticidade e resistência são muito próximos aos do osso cortical, tornando-o uma opção valiosa para a reconstrução de defeitos cranianos. O PEEK tem resistência e dureza semelhantes ao osso cortical e é altamente inerte, o que basicamente exclui a liberação de substâncias citotóxicas causadas por fatores de decomposição mecânica ou química. Além disso, devido à estabilidade estrutural do material PEEK em altas temperaturas, ele pode ser esterilizado por calor úmido ou seco sem deformação. Sua condutividade térmica extremamente baixa reduz a possibilidade de danos ao tecido cerebral intracraniano e ao tecido nervoso causados por mudanças na temperatura externa e não afetará os resultados dos exames de imagem dos pacientes. Além disso, o material de poliéter éter cetona também pode ser transformado em um material de moldagem quase idêntico à curvatura biológica do crânio do paciente por meio da combinação de escaneamento de camada fina de TC e tecnologia de impressão 3D por computador, tornando o crânio mais bonito após o reparo. No entanto, o preço dos materiais de polieteretercetona é relativamente alto, o que é difícil para alguns pacientes aceitarem. Portanto, sob a premissa de não considerar o fator preço, o material polieteretercetona é considerado o material mais ideal para cranioplastia.

O material de polieteretercetona (PEEK) autodesenvolvido e produzido pela ARKMED ARK-BioPEEK tem excelente desempenho e baixo preço e é adequado para o reparo e implantação de defeitos cranianos.