PEEK - Material avanzado para craneoplastia

La craneoplastia se refiere a la operación de rellenar y reparar el cráneo defectuoso con varios materiales de reparación. Actualmente es una de las operaciones de neurocirugía más rutinarias y se puede realizar en muchos hospitales de atención primaria. Los estudios han demostrado que la craneoplastia no solo restaura la forma de la cavidad craneal, sino que también logra el efecto de restaurar la estética y también juega un papel importante en la recuperación de la función neurológica del paciente.

La craneoplastia es una técnica médica con una larga historia. Nuestros antepasados ya habían realizado este tipo de intentos médicos hace miles de años. El Museo de Osteología de Oklahoma, EE. UU., tiene una colección de un guerrero en Perú hace 2000 años. El cráneo del guerrero resultó herido en la batalla y se implantó una placa de metal en la herida para reparar la fractura.

Con el rápido desarrollo del nivel industrial, la ciencia y la tecnología, y los métodos de diagnóstico y tratamiento, la craneoplastia se ha convertido en una operación relativamente común y rutinaria en neurocirugía. Durante este proceso, los materiales de craneoplastia también pasan por las siguientes etapas:

aterial óseo de xenoinjerto

En 1668, el doctor van Meekeren utilizó tejido óseo canino para reparar un defecto del cráneo humano, que fue el primer xenoinjerto documentado en el mundo. Posteriormente, apareció uno tras otro el uso de tejidos óseos como simios, conejos y ganado bovino para ser trasplantados a humanos. Además de las complicaciones comunes, como la infección posterior al trasplante y la reabsorción ósea, el trasplante óseo con xenoinjerto a menudo causa daños secundarios a los pacientes debido al gran rechazo inmunitario de los materiales de xenoinjerto por parte del cuerpo humano.

Injerto óseo autólogo

En 1821, el doctor Vonwalther realizó el primer injerto óseo autólogo del mundo para reparar defectos del cráneo. En 1867, el doctor Lollier planteó el importante papel del periostio en la regeneración ósea. Posteriormente, ha habido un gran número de informes en la literatura sobre la reparación de defectos de cráneo con colgajos de cráneo autólogos, placas externas mandibulares, costillas, crestas ilíacas y colgajos de peroné. Las costillas autólogas en tiras o en polvo son adecuadas para reparar pequeños defectos craneales. En la actualidad, la reparación de hueso autólogo sigue siendo el estándar de oro para la reconstrucción del cráneo. El tejido óseo autólogo tiene buena osteoconductividad e histocompatibilidad, ausencia de rechazo y una baja tasa de exposición ósea posoperatoria. Aumento del traumatismo secundario, alta tasa de reabsorción ósea del hueso injertado y otros problemas, la aplicación clínica es limitada.

Hueso de aloinjerto

La gran cantidad de soldados en la Primera Guerra Mundial y la Segunda Guerra Mundial que sufrieron defectos craneales por disparos y explosiones condujo a avances significativos en los métodos de reparación de defectos craneales. A principios del siglo XX, hubo informes sobre el uso de trasplantes de cráneo de cadáveres humanos para reparar defectos del cráneo. Los materiales de aloinjerto a menudo se obtienen de colgajos óseos de otras personas, lo que puede resolver el problema de hueso autólogo insuficiente en pacientes con defectos craneales grandes hasta cierto punto y satisfacer las necesidades clínicas. Para reducir la reacción de rechazo, los métodos como el método de radiación y la esterilización con vapor a alta presión se usan comúnmente para tratar el hueso de aloinjerto. Debido a que la adquisición de materiales alogénicos causará un gran trauma al donante e implicará muchas cuestiones éticas, en la actualidad rara vez se ha utilizado.

Materiales poliméricos

Polimetacrilato de metilo

Este material es fuerte, estable, resistente al calor y puede ser penetrado por rayos X. También se le llama cemento óseo porque su resistencia es similar a la de los huesos humanos. Sin embargo, es quebradizo y propenso a agrietarse cuando recibe el impacto de fuerzas externas, por lo que rara vez se usa solo en la reparación craneal. En comparación con el hueso autólogo, el metacrilato de polimetilo carece de porosidad y no puede infiltrarse ni envolverse con tejido nuevo después de implantarse en el cráneo. Es propenso a la infección después de la operación y se usa menos en la actualidad. Además, debido a que es difícil que sea compatible con el tejido circundante y no puede crecer con el cráneo, está prohibido usarlo como material de reparación para los defectos del cráneo de los niños.

Hidroxiapatita

Su estructura molecular y relación calcio-fósforo son muy similares a los componentes inorgánicos de los huesos normales, y pertenece a las cerámicas de calcio-fósforo. La hidroxiapatita tiene buena biocompatibilidad, osteoconductividad y osteoinductividad. Después de implantarse en el cuerpo, el calcio y el fósforo se liberarán de la superficie del material para ser absorbidos por los tejidos corporales e inducir el crecimiento de tejido óseo nuevo. A través de la tecnología CAD/CAM, la hidroxiapatita se puede prefabricar en implantes personalizados de acuerdo con el tamaño y la forma del defecto antes de la operación, pero el principal problema es que la fijación del tornillo intraoperatorio y la fuerza externa posoperatoria son fáciles de romper, una tasa más alta de infección posoperatoria . Además, la hidroxiapatita se degrada demasiado rápido en el cuerpo, por lo que generalmente se usa para reparar pequeños defectos óseos dejados por la perforación del cráneo, y los defectos grandes del cráneo deben repararse con una malla de titanio.

Goma de silicona

Un material no metálico muy utilizado en craneoplastia a finales del siglo pasado. Tiene las ventajas de un fácil corte y fijación, buena compatibilidad con los tejidos y bajo precio. Pero sus desventajas son que el material es más grueso, la textura es más suave, la resistencia es pobre y los bordes no son fáciles de adherir y se deforman fácilmente. El material inestable puede causar fácilmente líquido subcutáneo o infección, desplazamiento, volcamiento y exposición. El uso de gel de sílice para reparar es difícil de lograr una estabilidad oportuna y efectos de soporte a largo plazo, por lo que el caucho de silicona se elimina gradualmente.

material de injerto de metal

Los metales que se pueden usar para la craneoplastia incluyen principalmente oro, plata, aluminio, titanio, etc. El aluminio ya no se usa como material metálico para injertos óseos, que se disuelve con el tiempo y puede irritar el tejido nervioso en el cerebro e inducir epilepsia. El oro, si bien es efectivo como material de restauración, no se usa mucho debido a su textura suave y a que no es rentable. El cráneo reparado con placas de plata es propenso a reacciones oxidativas con el tejido cutáneo circundante, lo que hace que el colgajo de piel cambie de color. Además, la plata pura es blanda y tiene poca resistencia a las fuerzas externas. Se deforma después de ser estresado, dañando así los tejidos y nervios intracraneales. El titanio comenzó a usarse en craneoplastia en la década de 1950. El material hecho de titanio es seguro, de alta resistencia y fuerte en resistencia a ácidos y álcalis, y rara vez produce rechazo en el cuerpo humano, por lo que actualmente se usa ampliamente en la práctica clínica. Sin embargo, el metal de titanio tiene un alto brillo en las imágenes postoperatorias de TC o RM. Si se produce un hematoma o un tumor cerca del implante intracraneal después de la cirugía, es difícil juzgar por la imagen. Además, debido a que el titanio es un material metálico con buenas propiedades de transferencia de calor, puede dañar el tejido cerebral y los nervios intracraneales en un entorno exterior de alta temperatura. Por lo tanto, el metal titanio todavía no es el material más ideal para la craneoplastia.

PEEK

La polieteretercetona (PEEK), como un polímero lineal aromático policíclico lineal semicristalino, se utilizó por primera vez en implantes clínicos en 1998, principalmente en reemplazos de columna y cadera, debido a su resistencia, durabilidad debido a las excelentes propiedades exhibidas en la combinación de dureza, rigidez y resistencia, el uso en medicina clínica continúa expandiéndose. En 2007 se reportó por primera vez la experiencia del uso del material PEEK en la reconstrucción de defectos fronto-orbitales en cirugía maxilofacial, haciendo que el material PEEK sea reconocido gradualmente por los neurocirujanos.

La principal ventaja del material PEEK es que los umbrales de elasticidad y resistencia están muy cerca de los del hueso cortical, lo que lo convierte en una opción valiosa para la reconstrucción de defectos craneales. PEEK tiene la fuerza y dureza similar al hueso cortical, y es altamente inerte, lo que básicamente excluye la liberación de sustancias citotóxicas causadas por factores de descomposición mecánicos o químicos. Además, debido a la estabilidad estructural del material PEEK a altas temperaturas, puede esterilizarse por calor húmedo o seco sin deformarse. Su conductividad térmica extremadamente baja reduce la posibilidad de daño al tejido cerebral intracraneal y al tejido nervioso causado por cambios en la temperatura externa, y no afectará los resultados de los exámenes de imágenes de los pacientes. Además, el material de poliéter éter cetona también se puede convertir en un material de moldeo que es casi idéntico a la curvatura biológica del cráneo del paciente a través de la combinación de escaneo de capa delgada CT y tecnología de impresión 3D por computadora, lo que hace que el cráneo sea más hermoso después de la reparación. Sin embargo, el precio de los materiales de polieteretercetona es relativamente alto, lo que es difícil de aceptar para algunos pacientes. Por lo tanto, bajo la premisa de no considerar el factor precio, el material de polieteretercetona se considera el material más idóneo para la craneoplastia.

El material de polieteretercetona (PEEK) de grado de implante médico desarrollado y producido por ARKMED ARK-BioPEEK tiene un rendimiento excelente y un precio bajo, y es adecuado para la reparación e implantación de defectos del cráneo.