Поліметилметакрилати (пмма)

Найбільшу частку серед усіх імплантів займають ПММА - на їх частку припадає до 73% операцій з пластики дефектів черепа. Дана група має низку переваг, добре відомих і широко застосовуваних більшістю нейрохірургів: можливість і легкість моделювання імплантів будь-якої форми, розмірів, відносно низька вартість матеріалу. Незважаючи на дуже широке поширення, з ними пов'язаний порівняно великий ризик виникнення ускладнень в післяопераційному періоді. Місцеві запальні реакції пов'язані з токсичним і аллергогенним ефектом компонентів суміші. Тому з особливою обережністю необхідно підходити до використання ПММА у пацієнтів з ускладненим імунологічним анамнезом. Найбільш часто алергічні реакції на компоненти ПММА розвиваються у пацієнтів з харчовою алергією на м'ясо риби, соєвий білок.

Імпланти на основі титану

Застосування металевих систем для краніопластики в останні роки знаходить все більшого поширення серед нейрохірургів. На сьогоднішній день використовуються наступні матеріали: нержавіюча сталь, сплави на основі кобальту і хрому, титанові сплави, чистий титан. Застосування чистого титану є найбільш переважним у зв'язку з його високою біосумісністю, стійкістю до корозії, пластичністю, низьким рівнем перешкод при проведенні комп'ютерної та магнітно-резонансної томографії. Титанові пластини і гвинти, використовувані в нейрохірургії, мають широкий асортимент за розмірами. Для позначення типу системи, як правило, використовується діаметр різьби застосовуваного в даній системі шурупа. Для пластики дефектів лобно-очноямкової локалізації використовуються низькопрофільні системи 1,0 і 1,2, для більшості дефектів склепіння черепа можуть бути використані системи 1,5. До переваг титанових імплантів відносяться низький ризик розвитку місцевих запальних реакцій, можливість використання при залученні в дефект придаткових пазух носа.

Гідроксиапатит

У чистому вигляді гідроксиапатитний цемент застосовується при розмірах дефекту до 30 см. При великих розмірах для додання більшої міцності і отримання кращих косметичних результатів необхідно його армування титанової сіткою. Перші розробки по застосуванню гідроксиапатиту в медицині відносяться до середини 80-х років XX століття, коли в дослідницькому центрі фонду здоров'я американської асоціації стоматологів було показано, що відповідна комбінація фосфату кальцію при змішуванні з водою утворює самозатверділий цемент, який перетворюється в чистий гідроксиапатит. Одним з безперечних достоїнств імплантів на основі гідроксиапатиту є їх практично повна біосумісність. При невеликих дефектах гідроксиапатит повністю розсмоктується і заміщається кістковою тканиною протягом 18 міс. При великих дефектах периферія імпланта щільно зростається з кісткою і частково розсмоктується, в той час як центральна частина імпланту залишається незмінною.

Ризик розвитку інфекційних ускладнень при використанні гідроксиапатиту також є одним з найнижчих серед усіх імплантів (до 3%), при цьому залучення в дефект черепа придаткових пазух не є протипоказанням до застосування. До недоліків гідроксиапатиту можна віднести високу вартість ряду композицій, необхідність додаткового армування титанової сіткою при великих дефектах, неможливість використання в областях черепа, які есуть функціональне навантаження. До теперішнього часу розроблені біокерамічні імпланти з чистого гідроксиапатиту (CustomBone) для закриття великих дефектів черепа, що виготовляються з використанням методики стереолітографії. Вони володіють мікро-і макропористою структурою, подібній структурі людської кістки, що забезпечує зрощення імпланта з природною кісткою пацієнта завдяки проникненню в імплант кісткових клітин. Можливе використання комбінованих імплантів. При великих розмірах кісткового дефекту необхідно армувати титанової сіткою імплант на основі гідроксиапатиту

Моделювання форми імпланта

Для вирішення завдання функціонального і естетичного відновлення черепа необхідно створення правильної форми імпланту, який точно повторює нормальну кісткову архітектуру. З метою точного побудови об'ємної моделі імпланту застосовуються методики, засновані на стереолітографічному моделюванні, безрамній навігації.

Стереолітографія

Розробка технології стереолітографії почалася в кінці 70-х років ХХ століття і велася одночасно в США, Японії та Росії і в 1986 р. була запатентована Чарлзом Халлом. Вперше технологія лазерної стереолітографії була представлена в 1987 р. на автошоу в Детройті. При стереолітографії геометричне відтворення об'єкта здійснюється пошарово депресійним отвердінням рідкого фотомономера за допомогою UV-лазера (фотополімеризація). Промінь лазера, керований комп'ютером, проходить по поверхні рідкого полімеру відповідно до конфігурації формованого шару. У рідкому реакційно-здатною середовищі утворюються активні центри (радикали, іони, активовані комплекси), які при взаємодії з молекулами мономеру викликають зростання полімерних ланцюгів, провідний до фазової зміни - отвердінню шару. Після цього платформа опускається, промінь проходить конфігурацію другого розтину, потім третього і т.д. Так послідовно пошаровим нарощуванням відбувається створення тривимірного твердотільного конструктивного елемента заданої геометрії. Існують дві основні схеми виготовлення імплантів із застосуванням стереолітографії:

1) Виготовлення імпланта на пластиковій моделі черепа пацієнта. Для цього на стереолітографічній установці виготовляють модель черепа і надалі по ній вручну формують імплант. При цьому матеріалом для виготовлення імпланта може бути метилметакрілат або титанова пластина. Це найбільш простий спосіб, проте він вимагає точного дотримання анатомічних особливостей при виготовленні імпланта.

2) Виготовлення прес-форми. При цьому необхідно створення комп'ютерної моделі імпланта. Для цього використовуються три методи:

- побудова відсутнього фрагмента на зрізах, після чого отриманий набір відредагованих томограм перетворять в об'ємну модель. Даний метод є досить трудомістким і вимагає точного знання анатомічної будови і взаємин кісток черепа;

- симетричне відображення. При локалізації дефекту з одного боку від серединної сагітальної площини череп «розбивають» на дві симетричні половини по сагітальній площині. Одну з частин перетворять в свою дзеркальну копію і виробляють віднімання з дзеркальної копії неушкодженої половини пошкодженої;

- використання «віртуального донора» ефективно при неможливості використовувати симетрію черепа. З бази даних вибирають модель черепа, подібну за анатомічною будовою, з неї виділяють необхідний фрагмент, який масштабують і суміщають з ділянкою черепа, в якому є дефект.