Ett så kallat biokeramiskt implantat kan göra så att naturligt skallben växer tillbaka, vilket innebär att stora skallskador kan repareras på ett sätt som tidigare inte har gått. Detta enligt en ny studie från Göteborgs universitet som nu presenteras i tidskriften PNAS.
För att rekonstruera ben- och mjukdelsskador i skallen efter en olycka eller behandling av en hjärntumör, blodpropp eller blödning, används i dag en metod där man transplanterar ben från en annan plats på kroppen. Ett annat alternativ är att använda implantat av plast eller metall.
Bentransplantationen kan dock medföra risker både där vävnaden tas och där den ska placeras. Det finns också risk för infektion om man använder implantat av plast eller metall.
Använde 3D-printat biokeramiskt implantat
I den aktuella studien har forskarna i stället använt ett helt syntetiskt 3D-printat nytt så kallat biokeramiskt material. Detta har sedan fästs på en titanram, utformad som den del av skallbenet som saknades. Materialet i implantatet framställs genom att två salter av kalciumfosfat blandas ihop till en cementpasta. Denna gjuts sedan över ett nät av titanmetall.
Studien visar att implantatet ombildades till ben med en sammansättning som inte gick att skilja från naturligt ben. Även implantat av endast titan gav benbildning, men då bara intill värdbenet.
Forskargruppen har bestått av personer med olika bakgrund, bland annat materialvetenskap, kemi, mekanik och bioteknik. En av grunderna för studien har varit förstå samspelet mellan det konstruerade materialet och kroppens egna celler.
Peter Thomsen är professor i medicinsk biomaterialforskning vid Göteborgs universitet, och den som är ansvarig för den nu aktuella studien.
– Vi ser hur skallbenet växer fram, inte bara vid kvarvarande delar av kraniet utan också centralt i defekten, säger han i ett pressmeddelande.
Samma struktur som naturligt ben
Försöken gjordes på får, och resultaten bekräftades sedan på en människa. 21 månader efter ingreppet hade det biokeramiska ämnet omvandlats till en vävnad med samma struktur och sammansättning som naturligt ben. Processen kallas osteinduktion.
Forskare från Sahlgrenska akademien vid Göteborgs universitet, Karolinska institutet och Uppsala universitet står bakom studien. Håkan Engqvist är professor i tillämpad materialvetenskap i Uppsala och har ansvarat för utvecklingen av och sammansättningen hos den innovativa biokeramen. Han framhåller vikten av att det keramiska ämnet bryts ner relativt långsamt.
– Kombinationen av keramens sammansättning och dess långsamma nedbrytning har visat sig vara väldigt bra för benbildningen i stora kraniedefekter, säger han i pressmeddelandet.
Enligt Peter Thomsen är det viktig med fortsatt forskning för att kunna kartlägga de molekylära processerna.
– Den här principen kommer att konkurrera med existerande behandlingsprinciper med transplanterat ben, plaster och metaller, säger han.