Zoals besproken in een eerdere blog over botafbraakde processen van botmodellering en botremodellering kunnen worden beschreven als een gecoördineerde interactie tussen stamcellen, osteocyten, osteoblasten en osteoclasten. Of bot modellering of remodellering is, hangt af van de balans tussen de resorptie van bestaand bot en de vorming van nieuw bot.
Dezelfde cellen die bij deze processen betrokken zijn, spelen ook een rol bij de genezingsreactie op bottransplantaatmaterialen. Nadat bottransplantaatmateriaal tijdens een operatie bij een patiënt is geïmplanteerd, begint de botvormingsreactie met de vorming van nieuw bot op het transplantaatoppervlak en vervolgens via de porositeit ervan, indien aanwezig. Naarmate er meer bot het implantaatgebied vult, zullen de cellen het transplantaatresorptieproces initiëren. Uiteindelijk is het doel van het geïmplanteerde transplantaatmateriaal om volledig te worden opgevuld met nieuw bot en na verloop van tijd volledig te worden geresorbeerd.
Ongeacht het type bottransplantaatmateriaal dat bij een patiënt is geïmplanteerd, speelt de snelheid waarmee dat transplantaat resorbeert een belangrijke rol in het genezingsproces. De meeste transplantaten resorberen met een vaste snelheid, bepaald door hun materiaalsamenstelling. In tegenstelling tot andere synthetische middelen op de markt, is de geavanceerde TrelCor van Biogennix®-gebaseerde transplantaatmaterialen zorgen voor een optimale resorptie in twee fasen die aansluit bij de unieke botvormingssnelheid van de patiënt. In deze blog wordt het proces van TrelCor-resorptie en de gunstige effecten ervan op het genezingsproces gedetailleerd beschreven.
Voordat we leren hoe de tweefasenresorptie van TrelCor plaatsvindt, gaan we eerst kijken hoe resorptie er radiografisch uitziet. Nadat een bottransplantaatproduct chirurgisch is geïmplanteerd bij een patiënt, willen clinici mogelijk de resorptie van het transplantaat beoordelen om te weten hoe goed de patiënt geneest na de operatie. Meestal gebruiken chirurgen röntgenfoto’s (röntgenfoto’s) of computertomogrammen (CT’s) om te zien wat er in de patiënt gebeurt in de loop van de tijd. Afhankelijk van de samenstelling van een bottransplantaatmateriaal kan de zichtbaarheid ervan op röntgenfoto’s/CT’s variëren van radiolucent (niet zichtbaar) tot radiopaak (zichtbaar). Tijdens de operatie en bij vervolgafspraken van de patiënt is het waardevol om een relatief radiopaak transplantaatmateriaal te hebben dat visueel kan worden geïdentificeerd. Hierdoor kunnen clinici eenvoudig de exacte plaats zien waar het transplantaatmateriaal is geplaatst en de botvorming in dit gebied in de loop van de tijd volgen.
Sommige transplantaatmaterialen, zoals TrelCor, zijn zichtbaar op een röntgenfoto. Dankzij deze eigenschap kunnen clinici de voortgang van botvorming in de loop van de tijd visualiseren. Direct na implantatie hebben op TrelCor gebaseerde transplantaatmaterialen een gegranuleerd radiografisch uiterlijk met duidelijke randen. Naarmate er nieuw bot begint te vormen op het oppervlak en binnen de porositeit van TrelCor, worden de randen van het implantaat minder gedefinieerd. Vervolgens, naarmate resorptie van het transplantaatmateriaal optreedt en de hoeveelheid nieuw bot toeneemt, is het transplantaat niet langer zichtbaar en lijkt de plek volledig opgevuld met het eigen bot van de patiënt.
Bij standaard keramische synthetische bottransplantaatmaterialen bepaalt de samenstelling van het transplantaatmateriaal of het transplantaat snel of langzaam zal resorberen. Bijvoorbeeld hydroxyapatiet (HA) [Ca10(PO4)6(OH)2] en tricalciumfosfaat (TCP) [Ca3(PO4)2] zijn beide calciumfosfaatkeramieken die vaak worden gebruikt als bottransplantaatmaterialen. Hun verschillende samenstellingen resulteren in een langzame resorptiesnelheid voor HA (~1% per jaar) en een snellere resorptiesnelheid voor TCP (6-24 maanden). Deze resorptietijden zijn inherent aan de materialen en kunnen alleen worden gewijzigd door HA en TCP te combineren (bifasisch calciumfosfaat – BCP) of door de structuur van het bottransplantaat aan te passen, wat invloed heeft op het oppervlak voor botgroei en resorptie.
TrelCor verschilt van standaard HA- of TCP-bottransplantaten doordat het een samenstelling met twee regio’s heeft: het oppervlak bestaat uit hydroxycarbanoapatiet (HCA) [Ca10(PO4)x(CO3)y(OH)z] en de kern is calciumcarbonaat (CaCO3) (Figuur 1). Omdat HCA langzamer resorbeert vergeleken met calciumcarbonaat, wordt de resorptie van TrelCor direct gecontroleerd door de dikte van het langzamer resorberende HCA-oppervlak. Als gevolg hiervan, de dikte van de HCA-laag werd geoptimaliseerd tot ~5MMwat voldoende tijd biedt voor botgroei om over het oppervlak te ontstaan voordat het volledig wordt geresorbeerd. Deze combinatie van HCA en calciumcarbonaatsamenstelling stelt TrelCor in staat om een patiëntspecifieke respons te bieden.
Patiënten resorberen en hermodelleren bot met verschillende snelheden op basis van hun leeftijd, gezondheid, de grootte van het botdefect en andere factoren. Het ideale resorptieprofiel is er een dat kan worden gecontroleerd door de eigen botvormingssnelheid van elke patiënt. Bijvoorbeeld, kleine, ingeperkte defecten bij kinderen zullen waarschijnlijk sneller bot regenereren, dus een sneller resorberend transplantaat zou ideaal zijn. Omgekeerd zou botvorming bij een oudere patiënt die een grote, complexe spinale fusie ondergaat, plaatsvinden met een langzamer tempo. In dit geval zou een optimaal transplantaat langer meegaan en een langzamere resorptiesnelheid hebben om overeen te komen met de langzamere botvormingssnelheid van de patiënt.
Het doel van een resorbeerbaar bottransplantaatproduct is om te functioneren als een steiger zolang het duurt om nieuw bot te vormen. Pas dan zou de steiger moeten beginnen met resorberen. Met dit in gedachten is TrelCor specifiek ontworpen om te resorberen naarmate het bot in de porositeit en op het oppervlak groeit. Zoals behandeld in Blog19osteoblasten (botvormende cellen) signaleren de vorming van osteoclasten (bot- en transplantaatresorberende cellen), en vice versa. Het onderstaande proces en Figuur 2 beschrijf gedetailleerd hoe de twee-fase resorptie van TrelCor-gebaseerde transplantaatmaterialen plaatsvindt:
Dit effect is duidelijk te zien in histologie afbeeldingen van in vivo-onderzoeken die tonen de helende reactie van TrelCor materialen. In één onderzoek werd TRelCor werd gecombineerd in een 1:1 verhouding met autograft en geïmplanteerd in de posterolaterale wervelkolom van konijnen. Na 12 weken beide een prominent bot formatie respons was zichtbaar, zoals was de resorptie antwoord. Dit tijdstip legde specifiek de initiële resorptie van de HCA-laag en de penetratie van nieuw bot in het calciumcarbonaatgebied vast. Figuur 3 toont een SEM-histologie afbeelding die gekleurd is om de nadruk te leggenze dit effect. Op deze afbeelding, de dubbele samenstelling van TrelCor korrel is zichtbaar met het calciumcarbonaat (groente) en het HCA-oppervlak (wit). Bot (geel) is Ook gezien groeien op het oppervlak van de korrels en doordringend het calciumcarbonaatgebied.
Voordelen van Dual-Stage Bottransplantaat Resorptie
Resorptie van bottransplantaatmaterialen is belangrijk omdat bottransplantaten voornamelijk functioneren als een steiger voor nieuwe botgroei. Als de steiger te snel resorbeert (voordat de botvorming is voltooid), kan er een holte ontstaan en kan de operatie mislukken. Als het te langzaam resorbeert, neemt het implantaat ruimte in die moet worden opgevuld met nieuw bot.
Zoals blijkt uit het TrelCor-resorptieproces, kan de balans tussen botvorming en -resorptie worden geregeld door de dikte van het HCA-gebied. Met tientallen jaren ervaring hebben wetenschappers van Biogennix de dikte van de HCA-laag verfijnd om een geavanceerd bottransplantaatmateriaal te creëren met een optimaal resorptieprofiel dat is afgestemd op elke patiënt, d.w.z. “geduldig-gecontroleerde” resorptieDeze geavanceerde bottransplantaateigenschap is uniek voor TrelCor; geen enkel ander bottransplantaatproduct op de markt bezit deze mogelijkheid.
Bij de tweefasen-resorptierespons van TrelCor worden er uiteindelijk meer osteoclasten geactiveerd als een patiënt snel bot vormt, bijvoorbeeld bij een jonge gezonde patiënt. Dit versnelt de resorptie van de TrelCor HCA-laag en maakt extra botvorming in het calciumcarbonaatgebied mogelijk. Omgekeerd, als de patiënt bot vormt in een langzamer tempo, bijvoorbeeld bij een oudere diabetespatiënt, vertraagt de osteoclastactivatie ook. Dit geeft de botvormingsrespons voldoende tijd om in zijn eigen tempo te vorderen en uiteindelijk de porositeit van TrelCor op te vullen. In dit langzamere genezingsproces treedt het osteoclastproces volledig in werking zodra er voldoende bot is gevormd en maakt het verdere botvorming in het calciumcarbonaatgebied mogelijk.
Dit “patiëntgecontroleerde” resorptie werd gezien in een multicenter klinische studie met 60 patiënten die de fusie- en resorptierespons van TrelCor-bottransplantaatmateriaal evalueerde dat was geïmplanteerd met autograft bij patiënten met spinale fusie. In deze studie werden zowel fusie als resorptie radiografisch beoordeeld en gescoord op een schaal van 1-4 (1 = geen fusie/resorptie; 4 = volledige fusie/resorptie). Zoals getoond in Figuur 4de progressie van fusies is direct gerelateerd aan de progressie van resorptie met een piekresorptie die over het algemeen optreedt na 6-9 maanden. Deze studie bevestigde de effectiviteit van de dual-stage resorptie van TrelCor.
De verschuiving Richting Geavanceerde synthetische bottransplantaatproducten
Terwijl de meeste commercieel verkrijgbare bottransplantaatproducten worden geresorbeerd met een vaste snelheid op basis van hun materiaal samenstellingNext-generatie geavanceerd bottransplantaten werden ontworpen om meer te doen. Geavanceerde synthetische producten zoals TrelCor-gebaseerde bottransplantaatproducten bieden uniek Eigenschappen waar chirurgen, ziekenhuizen en vooral patiënten baat bij hebben. TrelCor-bottransplantaten met hun tweefasensamenstelling zorgen voor een optimale “patiëntgecontroleerde” resorptie, wat aanzienlijke voordelen biedt ten opzichte van ‘one-size-fits-all’” eerste generatie materialen die vandaag de dag nog steeds worden gebruikt. Het is geen verrassing dat de markt steeds meer een verschuiving zien naar meer geavanceerde synthetische bottransplantaatmaterialendie bieden duidelijke voordelen ten opzichte van technologieën van de eerste generatie.
Introduction If you're an athlete or someone who leads an active lifestyle, you've likely heard…
Key Takeaways Regular exercise and maintaining a healthy weight are crucial for knee health Proper…
Ever finished a run and felt your knee throbbing? You're not alone. Many athletes face…
https://youtu.be/YRrppL1WuCw Introduction As a weight lifter, you're no stranger to pushing your body to its…
Ever wondered why some hikers seem to move easily on tough trails while others find…
Are you an active person dealing with knee pain that stops you from doing what…