Bottransplantaten: nieuwe ontwikkelingen

veel spinale aandoeningen die worden behandeld met een operatie vereisen een procedure genaamd spinale fusie. Spinale fusie is de samenvoeging of fusie van een of meer wervels om pijn te verminderen en de wervelkolom te stabiliseren. Tijdens een spinale fusie, een breed scala van implantaten, schroeven en kooien kunnen worden gebruikt om de fusie te verbeteren. De fusie wordt echter alleen als succesvol beschouwd wanneer de botten biologisch samengroeien en een vaste massa vormen.

om deze biologische fusie te helpen verwezenlijken, moeten bottransplantaten of andere biologische producten die de botgroei bevorderen worden gebruikt. Momenteel zijn er veel verschillende soorten biologics die chirurgen kunnen gebruiken om te helpen bereiken solide spinale fusie. Het is erg belangrijk voor patiënten en chirurgen om alle opties te begrijpen en hoe elk van deze biologische producten werkt. Aangezien het succes van elk varieert, moet zorgvuldig worden overwogen bij het kiezen van een entmateriaal.Autogeen bottransplantaat
de gouden standaard van bottransplantatie is het nemen van het eigen bot van de patiënt. Dit wordt autogeen bottransplantaat genoemd. Dit betekent dat op het moment van de operatie, de chirurg maakt een aparte incisie en neemt een klein stukje bot uit een gebied van het lichaam waar het niet nodig is. Typisch, autogene bottransplantaten worden genomen uit het bekken of de iliacekam. Autogeen bot enten heeft uitstekende fusiesnelheden en is uitgegroeid tot de standaard waarmee alle andere Biologica worden gemeten. Veel chirurgen geven de voorkeur aan autogene bottransplantaten omdat er geen risico is dat het lichaam het transplantaat afstoot omdat het afkomstig is van het eigen lichaam van de patiënt.

er zijn nadelen van autogene bottransplantatie, waaronder de noodzaak van een extra incisie, pijn en pijn die vaak lang duren nadat de operatie is genezen, evenals mogelijke complicaties zoals toegenomen bloedverlies en verlengde tijd in de operatiekamer. Complicaties zoals deze komen voor bij ongeveer 10% -35% van de patiënten en variëren in hun ernst. Zelfs bij het gebruik van het eigen bot van een patiënt worden niet altijd 100% fusiepercentages bereikt, daarom zijn er ook andere fusietechnieken ontwikkeld.

Allograft bottransplantaat
om de problemen in verband met het gebruik van het eigen bot van de patiënt tot een minimum te beperken, zijn een aantal andere fusietechnieken ontwikkeld waarbij biologische producten worden gebruikt als vulstof voor het transplantaat of als vervangingsmiddel voor het transplantaat. Een veel voorkomende bron van bottransplantaatvervanging of extender is het gebruik van allograft bot. Een allograft bottransplantaat is Bot geoogst van kadavers of overleden personen die hun bot hebben gedoneerd voor gebruik bij de behandeling van levende patiënten. Dit wordt vaak gebruikt in vele vormen voor spinale fusies variërend van cervicale interbody fusies lumbale interbody fusies en kan uitstekende structurele ondersteuning bieden.

het nadeel van allograft structureel bot is dat het de botgroei niet erg goed bevordert en daarom zeer zwak is in het stimuleren van een spinale fusie. Hoewel het met succes wordt gebruikt voor kortstondige fusies in de cervicale wervelkolom, is het niet een krachtig genoeg biologisch stimulerend middel om ons in staat om dit met succes te gebruiken om een spinale fusie in de thoracale of lumbale wervelkolom te bereiken. Studies hebben aangetoond dat bij gebruik van allograft bot als het enige transplantaat materiaal, de fusiepercentages in de thoracale en lumbale wervelkolom zijn zeer slecht en het percentage falen is zeer hoog.

gedemineraliseerde botmatrix
soms kan allograftbot worden gedemineraliseerd, een proces waarbij sommige eiwitten die de botvorming stimuleren, uit het bot worden geëxtraheerd. Deze proteã nen worden verwerkt en beschikbaar in diverse vormen. Dit type product wordt gedemineraliseerde botmatrix genoemd en kan gemakkelijk worden gebruikt in plaats van of als een verlenger voor het eigen bot van de patiënt. Hoewel het met succes stekels in dierstudies heeft gesmolten, is er geen bewijs dat dit een krachtig genoeg stimulus is om met succes een menselijke wervelkolom te smelten en wordt daarom niet aanbevolen voor gebruik zonder de toevoeging van het eigen bot van de patiënt. Het wordt alleen aanbevolen als een beendertransplantaat extender en niet als vervanging.

andere transplantaten
er zijn verschillende stoffen zoals keramiek, calciumfosfaten en andere synthetische materialen die een soortgelijke biomechanische eigenschappen en structuur hebben als die van kadaverbot; ze zijn echter niet biologisch actief en stimuleren zelf geen spinale fusie. Deze producten worden momenteel alleen aanbevolen voor gebruik als bottransplantaat extenders. Er is recente interesse in supercharging van deze materialen door het toevoegen van beenmerg aspiratie. Dit is een procedure waarbij beenmergcellen worden opgenomen in een spuit en doordrenkt op de structurele drager, zoals het keramiek of kadaverbot. Aangezien deze producten op zichzelf niet biologisch actief zijn, kan de toevoeging van beenmergcellen van de patiënt hen meer biologische activiteit geven. Dit wordt momenteel getest; nochtans, zijn er geen goede studies op lange termijn in mensen die dit om efficiënt in het bevorderen van spinale fusie aantonen te zijn. Tot op heden hebben de resultaten aangetoond dat deze techniek inferieur is aan het gebruik van het eigen autogene bottransplantaat van de patiënt. Er zijn verscheidene synthetische dragers die worden ontwikkeld die ook stimulatie met beendermergcellen nodig zullen hebben om één of ander type van biologische activiteit te hebben. Helaas hebben studies aangetoond dat deze dragers ook ver achterblijven bij het gebruik van het eigen bot van de patiënt.

bloedproducten
een ander gebied van biotechnologisch belang is het gebruik van bloedproducten zoals bloedplaatjesgels die uit het eigen bloed van de patiënt worden genomen. Dit gel-achtige materiaal wordt gemaakt door het isoleren van een concentratie van bloedplaatjes, die belangrijke stollingsfactoren; van het eigen bloed van de patiënt. De bloedplaatjes gel bevat vele groeifactoren die kunnen helpen bij botvorming en kan een belangrijke rol spelen in de vorming en rijping van bot fusie. Het voordeel van het gebruik van bloedplaatjes gels is dat ze gemakkelijk worden verwijderd uit het bloed van de patiënt met zeer weinig complicaties. Het grote nadeel is dat ze geen osteoinductieve eiwitten bevatten, wat betekent dat ze niet krachtig genoeg stimulerende middelen zijn om botvorming te induceren. Ze kunnen worden gebruikt als transplantaatverlenger, maar niet als transplantaatvervanging. Alle hierboven besproken producten zijn niet zo effectief gebleken als het gebruik van het eigen autogeen bot van de patiënt voor spinale fusie. Ze worden allemaal beschouwd als transplantaatverlengers en kunnen het eigen bottransplantaat van de patiënt aanvullen, maar mogen niet in plaats van het eigen bot van de patiënt worden gebruikt.

Botmorfogenetische eiwitten
de volgende categorie producten wordt groei-en differentiatiefactoren genoemd. Dit zijn zeer krachtige stimulantia voor botvorming en kunnen worden gebruikt als transplantaatvervangingen. Deze eiwitten spelen een sleutelrol in het natuurlijke botvormingsproces van het lichaam en worden op natuurlijke wijze aangetroffen op plaatsen waar spinale fusie plaatsvindt. Deze eiwitten kunnen worden geproduceerd, geconcentreerd en geplaatst in het lichaam in gebieden waar botvorming nodig is en zijn krachtig genoeg om botvorming te stimuleren zonder de noodzaak voor het nemen van het eigen bot van de patiënt. Deze eiwitten werden ontdekt door Dr. Marshall Urist, een orthopedisch chirurg aan de UCLA Department of orthopedic Surgery in Los Angeles, CA. Door zijn baanbrekende werk ontdekte hij deze eiwitten en noemde ze botmorfogenetische eiwitten, of BMP ‘ s.

er zijn verschillende BMP ‘ s die van nature in het lichaam voorkomen en vele spelen een cruciale rol bij de botvorming. De meest veelbelovende eiwitten zijn BMP-2 en BMP-7. Deze twee proteã nen zijn uitgebreid bestudeerd in dieren en mensen met zeer veelbelovende resultaten. Beide proteã nen hebben getoond om spinale fusie met succes gelijk of zelfs superiorly aan autogeen bottransplantaat te bevorderen. Ze bereiken dit door het stimuleren van “regelmatige” cellen om te zetten in botvormende cellen. Dit resulteert op zijn beurt in een stevige spinale fusie. BMP-2, de meest uitgebreid bestudeerde groeifactor, heeft aangetoond dat spinale fusies sneller en met hogere succespercentages worden bereikt wanneer alleen gebruikt in vergelijking met het autogene bottransplantaat van de patiënt. Het gebruik van BMP-2 in spinale fusies zal elimineren de noodzaak voor het nemen van het eigen bot van de patiënt, evenals de bijwerkingen en mogelijke complicaties van de enting procedure. BMP-2 heeft voorlopige goedkeuring van de FDA ontvangen en zal hoogstwaarschijnlijk de eerste groeifactor zijn die beschikbaar is voor algemeen gebruik bij menselijke patiënten voor spinale fusie.

rhBMP-2 is onlangs goedgekeurd door de Food and Drug Administration (FDA) voor specifieke toepassingen. Raadpleeg uw chirurg om te leren of u een kandidaat bent.

commentaar door Iain Kalfas, MD

dit artikel beschrijft kort maar nauwkeurig de huidige status van botfusietechnologie en de toepassing ervan op spinale chirurgie. Hoewel een uitgebreide ervaring met het gebruik van autotransplantaat succesvolle resultaten heeft aangetoond in het bereiken van een solide spinale fusie, de negatieve aspecten van het oogsten van het eigen bot van de patiënt heeft geleid onderzoekers en clinici om nieuwe en minder invasieve manieren te onderzoeken om vergelijkbare resultaten te bereiken. Onderzoek op het gebied van botfysiologie en biochemie vordert snel en, zoals de auteur erop wijst, kan uiteindelijk helpen de omvang van grote spinale fusie operaties in de toekomst te minimaliseren.