Biomateriaaleista ihmisen varaosia

Ihmiskalloa voidaan vamman jälkeen paikata lasilla ja periaatteessa rakentaa kallo lähes kokonaan uudelleen. Kuulostaako tieteiskirjallisuudelta?

Bioaktiivisella lasilla se on mahdollista jo nyt. Kudosystävälliset metallittomat biomateriaalit ovatkin kirurgian tulevaisuutta. Turun kliinisessä biomateriaalikeskuksessa lääketiede ja hammaslääketiede ovat yhdistäneet vuosien tutkimustyön tuloksena saavutetun tietotaitonsa.

Turun yliopiston ja Åbo Akademin tutkijoiden yhteistyöhön osallistuu useita tutkimusryhmiä. Täällä työskentelee monitieteinen yhteisö: on erikoisalojen lääkäreitä, hammaslääkäreitä, kemistejä, fyysikoita, insinöörejä ja materiaalitutkijoita. Väitöskirjoja on tekeillä lähemmäs 40. Uusia sovellutuksia on työn alla puuttuvien hampaiden korvaamisen lisäksi myös tekoniveliin ja tapaturmien tai syövän aiheuttamiin kudospuutoksiin.

YLE Akuutti– Kliinisessä biomateriaalikeskuksessa noin puolet tutkimus- ja kehitystyöstä on hammashoidon materiaaleja ja toinen puoli on kirurgisia materiaaleja. Kirurgisista materiaaleista ortopedian sovellutukset ovat yksi alue ja kallokirurgiasovellutukset ovat ehkä näkyvin osa-alue siltä puolelta, esittelee professori ja Turun kliinisen biomateriaalikeskuksen johtaja Pekka Vallittu PharmaCityssä sijaitsevia tiloja.

Jo nyt erilaisista biomateriaaleista valmistetaan potilaille biovaraosia. Ehkäpä tässä on seuraava suomalainen menestystuote kansainvälisille markkinoille?

Kudos kasvaa biomateriaaliin kiinni

Luukirurgiassa bioaktiivisen lasin käytöstä on jo 20 vuoden kokemus otsaonteloiden täyttämisessä. Kudokset sietävät biolasia hyvin ja materiaali tukee verisuonten ja luun uudelleen muodostumista leikkausalueella. Nyt kiinnostuksen kohteena on kalloluun korjaaminen vamman tai neurokirurgisen leikkauksen jälkeen.

TYKS:n korvatautien osastonylilääkäri Kalle Aitasalo esittelee TCBC:ssä biolasista tehtyä kalloluuimplanttia.

YLE Akuutti– Kallomalli on tehty neurokirurgisen leikkauksen jälkeen. Primäärileikkauksessa ei ole voitu sulkea defektiä ja sen jälkeen jälkikorjauksena meillä on tänä päivänä mahdollisuus täällä Turussa tehdä biolasi-lasikuitupohjainen proteesi. Pinnalla on biolasipohjainen materiaali, joka on huokoinen. Sen sisään pääsevät kudosnesteet ja veri välittömästi leikkauksen jälkeen. Ideana on, että uudisluumuodostus pääsee defektialueella alkamaan välittömästi. Lasikuituosuus tukee implanttia, jotta se kestää isompia ja pienempiä kolhuja. Täten saadaan alkuperäistä vastaava kallonmuoto, joka kestää rasitusta ja ajan myötä sitten luutuu paikoilleen, selvittää Aitasalo.

Tähän mennessä, vuosina 2007 - 2010, jo neljätoista potilasta on saanut kallonkorjauksessa uudesta biomateriaalista valmistetun ja kudoksiin osittain sulautuvan, mutta erittäin lujan biovaraosan. Periaatteessa lähes koko kallo olisi mahdollista rakentaa uudelleen.

– Tämä on ihan yhtä tukeva kuin normaali luukallo ja tämän jälkeen se kestää iskuja, toteaa professori Aitasalo.

Suomalainen innovaatio

Turun kliininen biomateriaalikeskus on silta monitieteellisen akateemisen tutkimuksen ja kaupallisten yritysten välissä. Tarkoitus on saattaa entistä enemmän perustutkimusta käytäntöön – kaupalliseen käyttöön ja sitä kautta laajan potilaskunnan hyödyksi.

– Tällaisten implanttien käyttö laajemmin kuin Turussa tällä hetkellä edellyttää tietysti jonkun yrityksen mukaan tulemista. Meillä on suuria intressejä saada perustettua Suomeen liiketoimintaa tällaisten implanttien valmistamiseksi, jotta ne saadaan maailmanlaajuisesti hyötykäyttöön, lausuu Pekka Vallittu toiveensa ääneen.

Ovatko biomateriaalista tehdyt kalloluuimplantit kenties uusi suomalainen Nokian kaltainen menestystuote?

– No ainakin niin uskomme ja siihen pyrimme. Tiedämme, että nämä hyvin toimivat ja näille on selkeä tarve lääkärikunnassa. Kalloalueen kirurgiset implantit ovat satojen miljoonien liiketoimintaa vuositasolla maailmassa ja on aivan selvää, että tämän kaltaisilla implanteilla pystytään ihannetapauksessa saamaan suomalaiseen teollisuuteen osa siitä, lisää Vallittu.

Uudet materiaalit metalleja korvaamassa

YLE AkuuttiTurussa on hammashoidon alueella tutkittu jo pitkään erilaisia kestäviä ja metalleja korvaavia materiaaleja.

Turun kliinisen biomateriaalikeskuksen laboratorion johtaja Lippo Lassila löytyy työhuoneestaan sorvin ääreltä. Hän työstää nykyaikaisella CAD-CAM -jyrsinlaitteistolla potilaalle hammassiltaa keraamisesta materiaalista, zirkoniasta.

– Zirkonia on keraaminen materiaali, joka on tällä hetkellä yhtä luja kuin teräs. Se on kuitenkin inertiamateriaali eli se ei esimerkiksi ruostu suussa. Ihmisessä ei normaalistikaan ole metallia suussa tai koko kehossa. Meillähän itse asiassa hammaskiille on luonnonkeraamia. Niinpä tämä materiaali on tavallaan lähempänä sitä luonnon omaa vaihtoehtoa kuin metalli, Lassila valaisee.

Hampaisiin liimattava kuitusilta

YLE AkuuttiTuotteistamisen alkuun on hammashoidon puolella jo päästy. Jo nyt maailmalla hymyilee kymmeniä miljoonia ihmisiä, joiden hampaita on korvattu täällä kehitetyillä biomateriaaleilla. Hampaiden pinnalle kiinnitettäviä kuitusiltojen materiaalia on valmistettu Turussa kaupalliseen käyttöön jo vuosien ajan.

– Lasikuituinen ja hampaan värinen hammassilta liimataan omien hampaiden piilonpuoleiselle pinnalle ja se muodostaa sitten ehjän ja lujan puuttuvan hampaan korvikkeen, professori Vallittu esittelee siltaa.

– Materiaalihan, ennen kuin se sinne hampaan pinnalle laminoidaan, pystytään levittämään hyvin ohueksi viuhkamaiseksi rakenteeksi. Kapeana laminaattina se liimautuu vahvasti hampaan pintaan ja muodostaa lujitemuovisen, kuitulujitteisen sillan rungon hampaan puutosta korvaamaan. Sen päälle hammasteknikko tai hammaslääkäri pystyy suoraan suussa valmistamaan puuttuvan hampaan, Vallittu selvittää.

Halvempi vaihtoehto

Tarvittaessa kuitusilta voidaan poistaa ja palauttaa tilanne ennalleen. Uudentyyppinen hammassilta on potilaalle perinteisiä implantteja halvempi vaihtoehto.

YLE Akuutti– Perinteinen tapa korvata puuttuva hammas implantilla, jossa leukaluuhun porataan pieni reikä ja johon laitetaan titaaninen ruuvi ja sen päälle kruunu, niin hoito maksaa 2500 - 3000 euroa. Se tarkoittaa sitä, että hyvin suuri osa hyvin toimeentulevasta länsimaalaisesta väestöstä on sen hoidon ulkopuolella. Tämä hammassilta maksaa potilaalle 300 - 700 euroa, esittelee Vallittu toisen etuhampaan korvaavaa siltaa.

Parhaimmillaan silta pystytään valmistamaan yhdellä hoitokerralla tunnin kuluessa.

– Siitä voi tehdä vaikka koko kaluston. Pienet hampaanpuutokset voidaan tehdä suoraan suussa yhdessä istunnossa. Jos puuttuu useampi hammas tai takahampaita, joita on vähän vaikeampaa tehdä suussa, niin apuna voidaan käyttää hammasteknikkoja. He tekevät mallin perusteella sillan ja hammaslääkäri ainoastaan liimaa sen paikoilleen.

Suomen noin 3500 hammaslääkäristä arviolta 800 - 900 on saanut tähän koulutuksen ja käyttää jo uutta menetelmää vastaanotoillaan, Vallittu toteaa.

Asiantuntijat:

PEKKA VALLITTU, Turun kliinisen biomateriaalikeskuksen johtaja, professori, Turun yliopisto

KALLE AITASALO, professori, osastonylilääkäri, korva-, nenä- ja kurkkutaudit, TYKS

LIPPO LASSILA, laboratorion päällikkö, Turun kliininen biomateriaalikeskus

Toimittaja: LEA FROLOFF