Knoglevækst

9.6 Parodontale anvendelser af bioaktive glas

Strukturerne, der støtter tænderne, er komplekse. De omfatter hårde væv i form af trabekulær og kortikal knogle og også bløde væv, såsom knoglemarv og det parodontale ligament (Abbasi et al., 2015). Som vi har set, påvirker parodontose alle disse væv, og behandlingen har omfattet en række forskellige tilgange, hvoraf brugen af granulært bioaktivt glas har vist sig at være særlig effektiv.

Tabet af knogle fra alveolarområdet anses for at være det definerende resultat af parodontose og skyldes progressionen af parodontose som følge af bakteriel infektion. Andre væv i parodontium påvirkes også negativt, men det er ødelæggelsen af knoglen, der er det mest alvorlige. Dette skyldes, at det er tab af knogle, der i sidste ende resulterer i løshed og eventuelt tab af tænderne (Papapanou og Tonetti, 2000).

Omfanget af knogletabet vurderes generelt klinisk ved hjælp af røntgenbilleder. Resultatet af en sådan vurdering bruges som hjælp til at diagnosticere tilstanden og til behandlingsplanlægning med henblik på at rette op på de skader, som sygdommen har forårsaget (Papapanou og Tonetti, 2000). Knogleaugmentering med bioaktivt glas anvendes i vid udstrækning, fordi dette materiale er i stand til at fremkalde specifikke reaktioner i de resterende sunde celler i parodontium. Det fremmer især osteogenese og stimulerer således en hurtig dannelse af ny knogle (Lovelace et al., 1998). Det kan også virke som en barriere for epitelcellerne og forhindre dem i at vokse nedad og derved lede vævsvæksten i den korrekte biologiske retning. Den høje pH-værdi, som det genererer i de væsker, der omgiver det, giver et antimikrobielt miljø, som er blevet påvist in vivo (Allan et al., 2001).

Bioaktive glaspartikler stimulerer den fulde udvikling af knogle og ikke kun aflejring af mineralfasen. Ved at anvende porøse partikler af bioaktivt glas opnås et rum, hvor vaskularisering kan finde sted i et optimalt omfang. Disse partikler er også lette at manipulere under kliniske forhold og har en hæmostatisk virkning, dvs. de standser blødninger. Dette opretholder et klart arbejdsområde for klinikeren og forbedrer også brugervenligheden (Schepers et al., 1998).

Bioaktivt glas har vist sig at være meget vellykket i behandlingen af skader forårsaget af parodontal sygdom. Der tilstræbes tre kliniske resultater for effektiv behandling af denne sygdom, nemlig reduktion af lommedybden, øget klinisk tilhæftning af gingivavævet til den understøttende knogle og forbedring af mængden og kvaliteten af alveolarknoglen ved siden af tandfoden. Bioaktivt glas har vist sig at give alle tre (Lovelace et al., 1998; Froum et al., 1998; Ong et al., 1998).

Igennem årene er der blevet offentliggjort en række kliniske undersøgelser, der viser, hvordan bioaktivt glas, typisk PerioGlas, giver alle tre af disse ønskelige resultater (Ioannou et al., 2015). I en typisk undersøgelse rapporterede Nevins et al. (2000) f.eks. om behandlingen af intrabone defekter omkring fem tænder, der blev behandlet med bioaktivt glas. De bestemte responsen på implantation af dette materiale ved hjælp af kliniske radiografiske målinger. Seks måneder efter behandlingen var probationsdybden i de parodontale lommer i gennemsnit faldet med 2,7 mm. Samtidig var tandkødets tilhæftning til alveolarknoglen omkring hulrummet steget med gennemsnitligt 2,2 mm. En yderligere histologisk undersøgelse viste, at der i et tilfælde var dannet nyt cementum og nyt bindevæv i området omkring implantatet (Nevins et al., 2000). I de fire andre tilfælde involverede helingen knoglebinding og dannelse af et nyt junctional epithelium. Den type reparation, der blev undersøgt i denne undersøgelse, var små infrabone defekter, og bioaktivt glas har vist sig at være særligt velegnet til brug i læsioner af denne type (Sohrabi et al., 2012).

Denne type reduktion af lommedybden inden for få måneder er blevet bredt bekræftet (Chacko et al., 2014; Zamet et al., 1997; Park et al., 1998; Froum et al., 1998). Samtidig rapporteres der normalt en betydelig stigning i den kliniske tilhæftning af det gingivale væv. Sidstnævnte har dog vist sig at være noget varierende og kan variere fra det minimale, der muligvis ikke er statistisk signifikant (Chacko et al., 2014; Froum et al., 1998) til det meget betydelige (Zamet et al., 1997). Disse forskelle kan være relateret til, hvor langt sygdommen var fremskreden på behandlingstidspunktet, og i tilfælde, hvor sygdommen er mere fremskreden og gingivalafløsningen større, kan reparationen på behandlingsstedet skride hurtigere frem end på steder med mindre afløsning og en tilsvarende mindre fremskreden sygdomstilstand (Chacko et al., 2014).

I princippet bør parodontalbehandling resultere i, at knoglen regenereres, og at de observerede defekter bliver fyldt med ny knogle. Dette er i vid udstrækning blevet observeret med bioaktive glasgranulater, såsom PerioGlas (Ong et al., 1998; Chacko et al., 2014; Froum et al., 1998).

Der er andre fordele ved at bruge PerioGlas på denne måde. Materialet tolereres godt af kroppen og viser exceptionel biokompatibilitet med knoglen i alveolærkammen. Der er ikke rapporteret om negative kliniske virkninger (Chacko et al., 2014). Desuden er den postoperative heling hurtig og fører til meget tilfredsstillende kliniske resultater (Ong et al., 1998; Chacko et al., 2014; Turunen et al., 1997; Karatzas et al., 1999). Systematiske litteraturgennemgange bekræfter, at bioaktive glaspartikler giver de bedste kliniske resultater ved behandling af parodontale sygdomme (Ioannou et al., 2015; Sohrabi et al, 2012; Rai og Kalantharakath, 2014), og at de pålideligt reducerer sonderingsdybden af parodontale lommer og øger de kliniske tilhæftningsniveauer af gingivalvæv.

En alternativ metode til præsentation af bioaktivt glas til parodontalbehandling er som putty (Grover et al., 2013). Handelsnavnet på dette materiale er NovaBone Putty (se fig. 9.1), og det består af bioaktive glasgranulater, der er færdigblandet med et bindemiddel bestående af polyethylenglycol og glycerin. Denne blanding kræver ingen forberedelse, før den placeres direkte på det sted, hvor der er sket knogletab. Den gennemgår ikke nogen form for hærdningsproces, selv om bindemidlet er i stand til at blive resorberet og efterlade de bioaktive glaspartikler. Dette materiale blev godkendt til klinisk brug i USA i 2006 og i Europa i 2007 og har mange fordele som middel til præsentation af bioaktivt glas i forhold til blot at anvende de ublandede glasgranulater.

Det endelige mål med at anvende en bioaktiv glasputty er det samme som ved anvendelse af det partikulære glasmateriale, nemlig at genoprette de parodontale strukturer, der er tabt som følge af sygdommen (Villar og Cochran, 2010), enten for at augmentere alveolarkammen til at modtage implantater eller for at behandle defekter forårsaget af parodontal sygdom. Det har den fordel i forhold til partikulært bioaktivt glas, at det er lettere at presse på plads og har større sandsynlighed for at forblive på sin plads på grund af bindemidlets viskositet.

Forekomsten af parodontitis-affekterede furkationer i multirodfæstede tænder og behandlingen heraf er et meget vigtigt problem inden for klinisk parodontologi (Muller og Eger, 1999; Karring og Cortinelli, 1999). Som vi har set, udvikles der defekter i området omkring disse furcationer som følge af infektion, efterfulgt af inflammation, der fører til knogleresorption. Sådanne defekter vil sandsynligvis resultere i tab af tanden, og kliniske fund har vist, at et sådant tandtab er hyppigere i tænder med furkationsdefekter end i lignende tænder uden furkationsdefekter og tilhørende knogletab (El-Haddad et al., 2014).

Klinisk set er behandlingen af disse furkationsdefekter rettet mod regenerering af væv på disse steder. En sådan regenerering kan opnås ved hjælp af en række forskellige metoder, herunder knogletransplantation og anvendelse af bioaktive glas i en bredere vævsteknisk tilgang (Anderegg et al., 1999). Brugen af bioaktive glas skyldes deres evne til at fremme osteogenese og cementogenese samt deres potentiale til at stimulere dannelsen af et funktionelt parodontalligament (Nasr et al., 1999).

Studier har vist, at bioaktivt glas er let at placere og forbliver på plads i furkationsdefekten, selv med sugning ved siden af stedet (El-Haddad et al., 2014). Dette skyldes dets evne til at danne en kohæsiv masse med saltvand eller endda blod. Denne masse flyder ikke, selv i den tid, hvor blødningen fortsætter. Da bioaktivt glas er hæmostatisk, danner det hurtigt en blodprop på stedet for furkationsdefekten, og det er her, den samlede helingsproces tager sit udspring (El-Haddad et al., 2014).

I en undersøgelse af behandling af furkationsdefekter med bioaktive glaspartikler viste opfølgende undersøgelser ti dage efter operationen, at glaspartiklerne var blevet siddende på stedet (El-Haddad et al., 2014). For de fleste patienters vedkommende var de overliggende mucoperiostlapper sunde, og hele stedet var begyndt at heles godt. Succesraten var 94 %, og de relativt sjældne fiaskoer var alle forbundet med infektion og inflammation. Disse resultater blev tilskrevet dårlig mundhygiejne hos de pågældende patienter kombineret med en manglende opretholdelse af ordentlige helingsbetingelser (El-Haddad et al., 2014). Dette viser, at disse procedurer med bioaktivt glas i høj grad for deres succes afhænger af patientens compliance, hvilket er en egenskab, der skal tages i betragtning ved udvælgelsen af patienter til denne særlige behandling.

I de fleste tilfælde var brugen af bioaktivt glas vellykket, og resultaterne viste, at det overliggende gingivavæv var i stand til at tolerere tilstedeværelsen af glaspartiklerne godt. Det bløde væv helede generelt godt og resulterede i stabile sår og en fremragende regeneration af de lokale parodontale strukturer (El-Haddad et al., 2014).

En anden vigtig anvendelse for bioaktivt glas er at coate implantater, der anvendes i tandplejen (Lopez-Estebana et al., 2003). Implantater er typisk fremstillet af legeringen Ti-6Al-4V og anvendes til at bære keramiske kroner eller en gruppe af hovedsageligt keramiske tandproteser. I denne tilgang til tandbehandling er det afgørende, at patienterne har høje standarder for mundhygiejne og er ikke-rygere. Patienterne skal nøje følge de kliniske instruktioner efter indsættelse af sådanne implantater på grund af den lange helingstid, der er nødvendig for fuld integration af implantatet. Disse er typisk mellem 3 og 6 måneder for både overkæben og underkæben (Wennerberg et al., 2013).

En vigtig aktuel tendens inden for dental implantologi er at modificere overflader af titanlegeringer med henblik på at forbedre deres osseointegration. Dette omfatter metoder til at øge implantatets samlede overfladeareal ved hjælp af processer såsom sandblæsning og syreætsning samt belægning af overfladen med et bioaktivt materiale.

Syntetisk hydroxyapatit er blevet anvendt til sådanne belægninger, men succesraten med dem har været lavere end forventet (Xuereb et al., 2015; Ong og Chan, 2000). Fejl ved hydroxyapatit er forbundet med spaltedannelse i grænsefladezonen mellem implantatet og den naturlige knogle (Albrektsson, 1998). Denne kløft dannes som følge af knogletab, der skyldes tab af belægningernes integritet med tiden, hvilket resulterer i lokale koncentrationer af mineraliserende ioner, som ikke er befordrende for knoglereparation. Der opstår derfor et hul mellem implantatet og den sunde knogle.

Bioaktivt glas er også blevet anvendt på denne måde til belægning af metalliske tandimplantater (Moritz et al., 2004). Det har de biologiske fordele, som vi tidligere har omtalt, nemlig en høj grad af bioaktivitet, der fører til dannelse af en stærk kemisk binding til levende knogle (Xuereb et al., 2015). Dens bioaktivitet er af en sådan art, at den får knogle til at vokse hurtigere i grænsefladeområdet end hydroxyapatit, uden at der opstår problemer med knogleresorption. Resultatet er, at implantatet hurtigt bliver stabiliseret, og den knogle, der dannes, er stærkt knyttet til metalimplantatets overflade.

Der er problemer forbundet med den glasagtige natur af bioaktivt glas, navnlig at der opstår spændinger ved grænsefladen mellem belægning og implantat på grund af forskelle i de termiske egenskaber af glasset og titanlegeringssubstratet (Vitale-Brovarone, 2005). Dette gør glasbelægningerne modtagelige for revnedannelse og løsrivelse (Carrado, 2010), medmindre fremstillingsbetingelserne er nøje udvalgt (Xuereb et al., 2015). Sammensætningen kan ændres for at ændre glassets termiske ekspansionsegenskaber, specifikt ved at anvende MgO i stedet for CaO og K2O i stedet for Na2O. Dette giver et glas med en termisk udvidelseskoefficient, der i højere grad svarer til substratlegeringens (Verne, 2012).

Hele emnet om fremstilling af glas og anvendelse af det i passende tykkelser på tandimplantater er kompliceret og har fået stor opmærksomhed i de senere år (Xuereb et al., 2015; Vitale-Brovarone, 2005; Verne, 2012; Mistry et al., 2011). Dyreforsøg har vist, at sådanne implantater fungerer godt i levende knogle. Implantater bliver stærkt integreret i værtsknoglen uden tegn på fibrøs kapseldannelse og med en knogletæthed på et betydeligt højere niveau end med ubelagte kontrolimplantater (Moritz et al., 2004; Wheeler et al., 2001).

Et kritisk problem med tandimplantater er, at de skal trænge ind i de bløde væv og på den udsatte del opholde sig i et miljø, der indeholder mange mikroorganismer (Hill og Brauer, 2011). Følgelig er der mulighed for, at der kan udvikles infektioner på penetrationsstedet. Hvor det bløde væv vokser tilbage og danner sunde zoner ved siden af det nye implantat, dannes der en fastgørelse, der er blevet beskrevet som en biologisk forsegling (Marchetti et al., 2002). Denne forsegling isolerer knoglen fra mundhulen og forbedrer implantatets chancer for succes betydeligt. Bioaktivt glas er aktivt mod potentielt infektiøse bakterier (Allan et al., 2001), hvilket er en yderligere fordel ved dette materiale som belægning til implantatoverflader.

I betragtning af den effektivitet, hvormed bioaktivt glas fremmer regenerering, er der potentiale for at bruge det til at give støtte til metalimplantater hos patienter, der har mistet tænder på grund af alvorlig parodontitis. Som nævnt i forbindelse med beskrivelsen af brugen af bioaktive glasbelægninger er dette ikke ligetil, da parodontitis er forbundet med dårlig mundhygiejne og muligvis også med patienternes rygning. De fleste klinikere mener, at brugen af implantater hos sådanne patienter er kontraindiceret (Lekolm et al., 1999).

Men på trods af disse betænkeligheder er bioaktivt glas blevet anvendt på denne måde og med rimeligt vellykkede resultater (Gatti et al., 2006). I en særlig undersøgelse fik tre patienter det granulære bioaktive glas PerioGlas til behandling af ekstraktionssteder forud for indsættelse af et tandimplantat af titanlegering. Formålet var at generere ny knogle, som var i stand til at give en god tidlig fiksering af implantatet. Dette blev behørigt opnået, og efter 6 måneder blev der foretaget knoglebiopsier, som viste, at der var dannet ny knogle med succes. Desuden var glasgranulatet i væsentlig grad nedbrudt. Ved en 2-årig opfølgning blev alle implantaterne belastet med succes og var stabile, hvilket indikerer, at der var foretaget en tilfredsstillende reparation (Gatti et al., 2006). Den kliniske succes under så uheldige omstændigheder er endnu et vidnesbyrd om den bemærkelsesværdige biologiske aktivitet af denne type glasmateriale.