Biologicky odbouratelné implantáty jsou uměle navržené dlahy, šrouby, čepy, síťky, které se používají k vyrovnání a fixaci u zlomenin, osteotomie, artrodézy a zcela se rozpustí v těle během 2-4 let (v závislosti na aplikaci).
Koncem 60. a začátkem 70. let se v literatuře začaly objevovat výzkumné zprávy o použití bioabsorbovatelných polymerů u zvířat. V roce 1966 publikoval Kulkarni zprávu o biokompatibilitě polymerů LPLA u zvířat. Polymer byl implantován jako prášek do morčat a krys. V obou případech byla po dobu 2 měsíců studována histologická odpověď a degradace polymeru. V roce 1971 Kulkarni prezentoval výsledky použití LPLA dlahy a šroubů ke stabilizaci zlomeniny dolní čelisti. Ve stejném roce představil Cutright také svou práci o použití LPLA sutury ke korekci zlomenin dolní čelisti. Obě studie ukázaly, že materiál nezpůsobuje zánětlivé reakce nebo reakce na cizí těleso, ačkoli implantát nebyl na konci studie zcela degradován [1] .
Profesor Pertti Törmälä z Tampere University of Technology (Finsko) zahájil výzkum biologicky rozložitelných materiálů v roce 1977. V roce 1984 provedl profesor na Státní lékařské univerzitě v Helsinkách (Finsko) Rokkanen první operaci s použitím biologicky odbouratelných implantátů. K fixaci zlomeniny kotníku u pacienta byl použit biodegradabilní čep.
Další vývoj biodegradabilních implantátů byl zaměřen na dosažení optimálních charakteristik rychlosti degradace, tuhosti, pevnosti a plasticity. Také se začaly vyvíjet složité systémy (včetně desek, šroubů) pro provádění operací v určité oblasti kostry.
S rozvojem medicíny se měnily i materiály, ze kterých se implantáty vyráběly. Jestliže se nejprve používaly jak dřevěné, tak zvířecí tkáně, pak se v posledních desetiletích v chirurgické praxi rozšířily kovové implantáty, nejprve z nerezové oceli, později z titanu. Novým kolem vývoje byl vznik biodegradabilních implantátů.
Biologicky odbouratelné implantáty obsahují kyselinu mléčnou (L-laktid: Velmi silný, trvá dlouho, než se rozloží); kyselina glykolová (glykolid: Velmi rychle se vstřebává); L,D-laktid: Plast, tvoří rychle zničitelnou krystalovou mřížku; trimethylenkarbonát (TMC: Plast). Tyto složky jsou lidskému tělu přirozené. Pro každý implantát je zvolen optimální poměr těchto polymerů v závislosti na vlastnostech, které by měl mít výsledný produkt (pevnost, elasticita, plasticita, doba degradace) [2] [3] .
Biodegradabilní implantáty se díky svému složení časem rozpadají hydrolýzou na alfa-hydroxykyseliny a jsou v těle metabolizovány.
Desky jsou ploché a konkávní o rozměrech 20 x 100 nebo 20 x 65 mm. Tloušťka desek se liší v závislosti na aplikaci a může být 1 mm, 1,3 mm, 1,4 mm a 1,7 mm. Na celém povrchu biologicky odbouratelné desky výrobci aplikují předběžné otvory, které usnadňují další instalaci šroubů. Desky jsou vyráběny nelakované. Existují univerzální dlahy, které lze použít pro fixaci v různých částech skeletu, a speciální dlahy, které byly vyvinuty pro použití v určitých částech skeletu, například pro léčbu zlomeniny kotníku nebo pro použití kranio- maxilofaciální chirurgie. Všechny snadno získají anatomický tvar po zahřátí ve vodní lázni. Dlahy jsou fixovány ke kosti pomocí biologicky odbouratelných šroubů. Stejně jako ostatní biodegradabilní implantáty se dlahy postupně rozpouštějí, přičemž zátěž se rozkládá na kost, což snižuje riziko atrofie kosti z nečinnosti.
Biologicky odbouratelné šrouby jsou různých typů a používají se k připevnění biodegradabilních dlahy, k rekonstrukci menisku, k fixaci štěpů při rekonstrukci ACL. V závislosti na účelu se složení biodegradabilních šroubů může měnit, přičemž složky zůstávají stejné, mění se pouze jejich poměr.
Rušivé šrouby pro rekonstrukci předního zkříženého vazu (ACL) jsou dostupné v barvě a různých velikostech, od 6x20mm do 10x30mm. Pigment používaný k barvení se v šicích materiálech používá již více než dvě desetiletí. Biologicky odbouratelné interferenční šrouby slouží k fixaci štěpu hamstringů a štěpů kost-šlacha-kost.
Meniskové šrouby jsou k dispozici také v lakovaných délkách 10 nebo 12 mm. Šrouby jsou kanylované. Nemají hlavu, což umožňuje úplné zavedení šroubu dovnitř menisku. Biologicky odbouratelné meniskové šrouby se používají k fixaci podélné léze menisku ve formě „konve s rukojetí“ umístěné v oblasti vaskularizace menisku.
Šrouby pro upevnění desky se dodávají v různých velikostech v závislosti na oblasti kostry, pro kterou jsou určeny: průměr se může lišit od 1,5 do 4,5 mm; délka od 4 do 90 mm.
Biologicky odbouratelné špendlíky jsou k dispozici barvené na zeleno (barvivo používané k barvení Zelená č. 6 se používá v šicích materiálech již několik desetiletí), velikosti mohou být různé (průměr 1,5 - 3,2 mm, délka 20 - 70 mm). Čepy slouží k fixaci a udržení přesného vyrovnání zlomenin kostí, artrodézy, osteotomie za přítomnosti vhodné imobilizace. Biologicky odbouratelné čepy ztrácejí většinu své síly v průběhu 18-36 týdnů a postupně rozkládají zátěž na kost. K úplné resorpci dochází během dvou až čtyř let.
Hlavním rozdílem mezi biologicky odbouratelnými sítěmi a deskami je tloušťka. U mřížek je to 0,6 mm nebo 0,7 mm (tloušťka desek začíná od 1,4 mm). Sítě jsou k dispozici ve dvou hlavních velikostech: 45×45 mm a 90×90 mm. Je-li to nutné, lze oka nastřihnout nůžkami a získat implantát požadované velikosti a tvaru. Stejně jako u dlahy má biologicky odbouratelná síťka předvrtané otvory pro usnadnění zavádění šroubů. Síťky se používají k rekonstrukci acetabula a k odběru dárcovského materiálu z hřebene kyčelního kloubu.
Membrány jsou biologicky odbouratelné desky standardní velikosti 30×40 mm. Součástí je vždy několik šablon, kterými můžete membránu nařezat na požadovaný tvar a velikost. Struktura membrán je třívrstvá a oboustranná, to znamená, že ji lze umístit na obě strany. Nemají předotvory. Membrány se skládají z L-mléčné, D-mléčné, glykolové kyseliny a trimethylenkarbonátu. Poskytují bariéru po dobu 8-12 týdnů a poté se rozptýlí. Navrženo speciálně pro dentální aplikace. Slouží jako bariéra při řízené kostní regeneraci a řízené tkáňové regeneraci.
Náhrada kostního štěpu je vyrobena z resorbovatelného biologicky aktivního skla , které při kontaktu s přirozenými biologickými tekutinami (krev, kostní dřeň nebo sterilní fyziologický roztok a voda) vytváří vrstvu silikagelu a gelu fosforečnanu vápenatého, který tvoří základ pro tvorba nové kostní tkáně. Náhrada kostního štěpu se postupně rozpouští a je nahrazena kostní tkání, proces hojení může trvat až 6 měsíců. Může být použit v případech ortopedických poranění, operací na páteři a kranio-maxilofaciální oblasti k vyplnění kostních dutin a mezer, které se nevyznačují pevností kostní struktury, přičemž náhrada není navržena tak, aby vydržela zátěž bez tradičních tuhá fixace. Použití umělé náhrady kostního štěpu je výhodnou alternativou k odběru autologní kosti a použití kostního aloštěpu při různých chirurgických zákrocích. Jeho syntetický původ eliminuje riziko přenosu infekcí.
Hlavní oblasti medicíny, kde se biodegradabilní implantáty používají:
Často výrobci nabízejí hotová řešení pro každou oblast, například: fixační systémy pro kotník, fixační systémy pro maxilofaciální chirurgii.