o., materiaal dat toegepast wordt in prothesen die geheel of gedeeltelijk in levend weefsel worden geïmplanteerd.
© Materialen die gebruikt worden voor de restauratie van gebitselementen, beenderen, gewrichten, bloedvaten, hartkleppen enz. moeten aan heel wat voorwaarden voldoen willen zij, ook op den duur, hun functie bevredigend blijven vervullen. Allereerst moet het materiaal de vereiste mechanische eigenschappen (buigsterkte, drukvastheid, elasticiteit) hebben, deze lang behouden en zeer corrosiebestendig zijn. Het materiaal mag niet giftig zijn, noch mag het giftige afbraakprodukten leveren. Verder mag het niet afgestoten worden door het levend weefsel waarmee het in contact is, en moet de hechting aan het levende weefsel een bepaalde belasting kunnen opvangen.
De grootste moeilijkheid bij de toepassing van prothesen die verankerd moeten worden in levend weefsel vormt de contactzone biomateriaal-weefsel. Aan de uiteenlopende mechanische eisen kan redelijk goed voldaan worden door zorgvuldige keuze uit de beschikbare metalen, keramische materialen of polymeren, eventueel in speciaal ontworpen combinatieconstructies. Ook aan de eis van niet-giftigheid van het toe te passen materiaal kan betrekkelijk gemakkelijk worden voldaan. Maar het bereiken van de noodzakelijke continuïteit in mechanische eigenschappen van de materie aan weerszijden van de grens levend en niet-levend blijkt een groot probleem. Een van de moeilijkheden hierbij is dat er nog erg weinig bekend is over de manier waarop weefsels aan elkaar vastgehecht zitten en over de soort moleculen die de hoofdrol spelen bij de hechting van cellen onderling.
Tot voor kort werden biomaterialen voornamelijk gekozen op grond van hun mechanische eigenschappen en niet-giftigheid (zgn. inerte biomaterialen). Voorbeelden hiervan zijn: goud, platina, titaan, roestvast staal, Co-Cr-Mo-legeringen, aluminiumoxide, zijde, catgut, dacron, nylon, teflon, siliconenrubber, bioglas, polyetheen, polypropeen en polymethylmetacrylaat. Al deze materialen geven aanleiding tot de groei van een dunne vezelige omhulling (capsule), die het levende van het niet-levende materiaal scheidt, en die zich niet of nauwelijks aan het biomateriaal hecht. Door deze slechte hechting kan de prothese gaan verschuiven wanneer er krachten op inwerken, met als mogelijke gevolgen dat de capsule in dikte toeneemt (hetgeen de lokale bloedvoorziening kan hinderen) en verkalkt (waardoor het onderliggende weefsel pijnlijk kan worden). Ook kan een verkeerde drukverdeling het gevolg zijn (wederom met pijn als resultaat). Verder kan een verankerde prothese zo los komen te zitten dat plaatselijk de druk te groot wordt zodat breuk optreedt. De spleetholte tussen prothese en weefsel is tevens een gerede aanleiding tot infecties, die bij de gebrekkige bloedvoorziening toch al moeilijk tot genezing komen.
Er is een drietal systemen in onderzoek om de moeilijkheden rond de overgang prothese—weefsel op te lossen.
1. (Micro)mechanische verankering. Deze gaat er vanuit dat een weefsel poriën en oppervlakteoneffenheden kan binnengroeien mits deze groot genoeg zijn (tenminste 50 pm) en de bloedvoorziening mogelijk blijft. Ook in dit geval ontstaat een vezelig laagje tussen het binnengroeiend weefsel en de oppervlakte van het inerte biomateriaal. Juist omdat het gezamenlijk oppervlak van al die poriën zo groot is, is het belangrijk dat het biomateriaal bijzonder bestand is tegen corrosieve aantasting door het weefselvocht. Aluminiumoxide is een materiaal dat aan deze eis goed voldoet; dat geldt ook voor titaan en kobalt-chroomlegeringen.
2. Verankering doordat het ‘vreemde’ materiaal uiteindelijk geheel vervangen wordt door regeneratie weefsel. Deze vervanging berust op resorptie, waarbij uit het biomateriaal stoffen ontstaan die in het stofwisselingssysteem van het omringende weefsel kunnen meedoen. Hiervoor komen in aanmerking stoffen als polyglycolen en polyacetaten (die als resorptie-eindprodukten CO2 en H2O leveren). Ook copolymeren van polyglycol en polyacetaat houden enige belofte in voor resorbeerbare fixatieconstructies bij breuken. Resorbeerbaar calciumfosfaat en apatietkeramiek leveren eveneens eindprodukten die (in harde weefsels) bij de stofwisseling ingeschakeld kunnen worden. Deze stoffen worden thans beproefd als tandheelkundig restauratiemateriaal.
3. Het gebruik van materiaal dat zodanig reageert met het fysiologisch systeem van het omgevende weefsel dat chemische bindingen tussen weefsel en prothese-oppervlak ontstaan. Deze chemische bindingen schermen het biomateriaal af tegen verdere aantasting. Men verwacht hiermee een betrouwbaardere verankering te kunnen realiseren dan via de eerste en tweede methode. Nu hebben slechts weinig stoffen de gezochte chemische eigenschappen (b.v. bioglas, Durapatit), en die ze wel hebben, hebben weer niet de verlangde mechanische eigenschappen. Combinaties moeten beide verenigen in een prothese, b.v. coating van roestvast staal met bioglas, of mechanische versterking door wapening met vezels. Aldus hoopt men grote sterkte te combineren met goede weefselaanhechting.
Een tweede groot probleem betreft de houdbaarheid van prothesen. Het ziet ernaar uit dat het aantal geplaatste prothesen nog sterk zal toenemen, mede doordat zij ook bij jeugdiger personen toegepast zullen gaan worden. Het onderhoud van prothesen betekent tevens een aanslag op de slijtvastheid e.d. Te verwachten is dus een toename van het aantal herplaatsingen van prothesen, maar - en dat is erger — dat deze technisch moeilijker uitvoerbaar zullen zijn, omdat falende implantaties gepaard kunnen gaan met uitgebreide weefselbeschadiging, terwijl die zich bovendien moeilijker herstellen naarmate de patiënt ouder is.
