Οι μορφογενετικές πρωτείνες (BMPs) στην κλινική εμφυτευματολογία

Οι οστικές μορφογενετικές πρωτεïνες παρουσιάζουν μεγάλο κλινικό ενδιαφέρον όπως σε περιπτώσεις επούλωσης καταγμάτων, πρόληψης της οστεοπόρωσης, κάλυψης οστικών κενών σε περιοδοντικά προβλήματα ή κατά την τοποθέτηση εμφυτευμάτων σε συνδυασμό με διάφορα αλλοπλαστικά μοσχεύματα. Η αξία τους στη προαγωγή της οστεο-γένεσης-ενσωμάτωσης αναδεικνύεται στην περίπτωση ατόμων που υφίστανται θεραπεία με ακτινοβολία χειρουργικής θεραπείας για οστική διαμόρφωση . Ο τύπος του φορέα, ο χρόνος που γίνεται η θεραπεία καθώς και η χρήση απορροφήσιμης ή μη μεμβράνης επηρεάζουν το τελικό αποτέλεσμα στην περίπτωση οδοντικών εμφυτευμάτων, επιταχύνοντας το χρόνο επούλωσης και βελτιώνοντας τα επίπεδα επαφής μεταξύ οστού και επιφάνειας εμφυτεύματος. Στη βιβλιογραφία υπάρχουν αρκετές εργασίες-κυρίως σε διάφορα ζώα-αλλά και ανθρώπους με διάφορα αποτελέσματα για κάλυψη οστικών κενών. Στα πειράματα χρησιμοποιήθηκε κυρίως η rhBMP-2,η BMP-4, η OP-1(BMP-7), η bBMP και η (S300)BMP ενώ η αξιολόγηση βασίστηκε σε ακτινογραφικά (λήψεις ακτινογραφιών σε διάστημα από δύο βδομάδες μέχρι δύο χρόνια) και ιστολογικά (βιοψία) κριτήρια. Σε ανθρώπους μάλιστα αξιολογήθηκε και η ποιότητα του σχηματιζόμενου οστού κατά την άσκηση των μασητικών δυνάμεων  ή κατά την άσκηση ορθοδοντικών δυνάμεων  με πολύ ενθαρρυντικά αποτελέσματα. Σε άλλες εργασίες  γίνεται αξιολόγηση των κλινικών αποτελεσμάτων με βάση την ηλικία. Όλες οι απόψεις συνηγορούν στο συμπέρασμα πως αύξηση της ηλικίας σημαίνει αύξηση της χορηγούμενης δόσης ΒΜΡ, ανάλογα με το φορέα, για την επίτευξη του ίδιου αποτελέσματος στην περίπτωση ίδιου βαθμού βλάβης. Αιτίες που οδηγούν στο παραπάνω συμπέρασμα είναι πως όσο αυξάνει η ηλικία μειώνεται α) η δυνατότητα μετανάστευσης των μεσεγχυματικών κυττάρων, β) ο αριθμός των κυτταρικών υποδοχέων, γ)η δημιουργία αγγειακού πλέγματος(πιστεύεται ότι η παρουσία της rhBMP-2 βοηθά στην τελευταία περίπτωση σε συνδυασμό όμως με την κατάλληλη γεωμετρία του υλικού φορέα). Ο συνδυασμός των ΒΜΡs με άλλους αυξητικούς παράγοντες ή άλλα βιολογικά μόρια, σχηματίζοντας έτσι ετεροδιμερή με εικοσαπλάσια δυνατότητα επαγωγής  ορίζουν ένα πολλά υποσχόμενο μέλλον για τη βιοτεχνολογία.

Σε αρκετές εργασίες όπου δημιουργήθηκαν τεχνητά οστικά ελλείμματα σε συνδυασμό με την τοποθέτηση εμφυτευμάτων διαπιστώθηκε ότι η προσθήκη ΒΜΡ αυξάνει το βαθμό πλήρωσης της οστικής κοιλότητας, επιταχύνει την διαδικασία ωρίμανσης του οστού αλλά και όταν αυτή συνδυάζεται με ετερομοσχεύματα (Bio–Oss) συμβάλει σημαντικά στην αύξηση της επιφάνειας επαφής οστού-μοσχεύματος. Σε σχέση με τον χρόνο πλήρωσης μιας οστικής κοιλότητας τα αποτελέσματα σε πειραματικό επίπεδο είναι εντυπωσιακά καθώς τόσο σε σκύλους όσο και σε πιθήκους η διαδικασία εναπόθεσης νέου οστού αρχίζει από τις 4 βδομάδες και ολοκληρώνεται στο τέλος του χρόνου μελέτης των 12 εβδομάδων με ποιότητα όμοια με το γύρω φλοιώδες οστούν, χρόνος κατά τον οποίο στις περιοχές ελέγχου (χωρίς rhΒΜΡ-2) ούτε που γίνεται αντιληπτή η οστεογένεση. Επίσης στην διατατική οστεογένεση η προσθήκη rhΒΜΡ-2 αυξάνει την ποιότητα του οστού και μειώνει τον χρόνο σταθεροποίησης πράγμα το οποίο συμβάλλει στην γρηγορότερη τοποθέτηση των εμφυτευμάτων.

Η χρήση οστεοεπαγωγικών ουσιών είτε σαν αυτοτελές μόσχευμα ή σαν βιομιμητικές επικαλύψεις στην επιφάνεια των οδοντικών εμφυτευμάτων είναι αρκετά υποσχόμενη για τον έλεγχο της βελτιστοποίησης της ροής των βιολογικών γεγονότων που οδηγούν στο σχηματισμό του καταλλήλου οστού για την καλή πρόγνωση ενός οδοντικού εμφυτεύματος. Τα βιομιμητικά εμφυτεύματα μπορεί να είναι η επόμενη εξέλιξη στην εμφυτευματολογία. Μια ποικιλία βιομιμητικών επενδύσεων μπορεί να αποδειχτεί χρήσιμη σε εφαρμογές σε ορισμένους ασθενείς. Για παράδειγμα, η επικάλυψη των εμφυτευμάτων με παράγοντες που είναι γνωστό ότι εισάγουν την διαφοροποίηση και τον πολλαπλασιασμό των ενδοθηλιακών κυττάρων μπορεί να προάγει την καλύτερη αγγείωση στο υψηλής πυκνότητας φλοιώδες οστούν βελτιώνοντας έτσι τις συνθήκες για πρώιμη και μεγάλης διάρκειας ανασχηματισμό του οστού. Η επικάλυψη των εμφυτευμάτων με BMPs μπορεί επίσης να επιταχύνει τους αρχικούς χρόνους επούλωσης κατά την διαδικασία της ενσωμάτωσης του οδοντικού εμφυτεύματος, μειώνοντας έτσι τον χρόνο θεραπείας και βελτιώνοντας τα ποσοστά επιτυχίας. Πειραματικές μελέτες με την rhBMP-2 σε μοντέλα ζώων έχουν αποδείξει ότι αυτή προάγει την αρχική ενσωμάτωση των οδοντικών εμφυτευμάτων και ότι διασώζει εμφυτεύματα που έχουν προσβληθεί πειραματικά από περιεμφυτευματική απώλεια οστού.

Το ερώτημα που εγείρεται σήμερα είναι ποια επιφάνεια ή επιφάνειες πρέπει να επικαλυφτούν με τους βιομιμητικούς παράγοντες ώστε να προκύψουν τα βέλτιστα αποτελέσματα. Ένα κριτήριο για επιτυχή οστεοενσωμάτωση είναι η άμεση επαφή μεταξύ του οστού και της επιφάνειας του εμφυτεύματος. Ο επακόλουθος σχηματισμός οστού θα επηρεαστεί τόσο από την χημική σύνθεση όσο και από την γεωμετρία ή την τοπογραφία του εμφυτεύματος. Η μετατροπή ενός εμφυτεύματος με κατάλληλη γεωμετρία σε ένα βιομιμητικό εμφύτευμα απαιτεί την προσθήκη μιας επικάλυψης από τον αυξητικό παράγοντα (π.χ. κάποιας από τις BMPs) και αυτό το στρώμα θα πρέπει να είναι κατά προτίμηση λεπτό αρκετά ώστε να μην μεταβάλει την τοπογραφία της επιφάνειας. Η προσθήκη τέτοιων επικαλύψεων απαιτεί την προεπικάλυψη του εμφυτεύματος με το κατάλληλο μέσο μεταφοράς για την πρόσφυση και την απελευθέρωση του ενεργού παράγοντα. Για τον σκοπό αυτό έχουν προταθεί διάφορα βιοδιασπώμενα αρκετά λεπτά στρώματα φορέων όπως του φωσφορικού ασβεστίου.

Αυτήν την στιγμή κανένα σύστημα βιομιμητικού εμφυτεύματος δεν είναι εμπορικά διαθέσιμο, πρωταρχικά λόγω της ανάγκης να βεβαιωθούμε για την απουσία ανεπιθύμητων αντιδράσεων των ιστών υποδοχής. Η έρευνα και η ανάπτυξη σε αυτό το πεδίο απαιτεί την προσοχή σε 3 κύριες πτυχές: την επιλογή της κατάλληλης υφής επιφάνειας, την ανάπτυξη αποτελεσματικών φορέων μεταφοράς ή παραγόντων προεπικάλυψης για την αρχική συγκράτηση των βιομιμητικών παραγόντων για την επίτευξη της επιθυμητής έκβασης στα πλαίσια ενός εξειδικευμένου κλινικού σενάριου (π.χ. καλύτερη αγγείωση, καλύτερη οστεοεπαγωγή, επιτάχυνση του χρόνου επούλωσης ή αυξημένη οστική πυκνότητα). Ο συνδυασμός των αρχών της βιομιμητικής και των οδοντικών εμφυτευμάτων μπορεί να αλλάξει τον κόσμο της εμφυτευματολογίας όπως τον γνωρίζουμε σήμερα. Ασθενείς με κατάσταση που αποτελεί πρόκληση για την τοποθέτηση εμφυτευμάτων αναφορικά με την φτωχή ποιότητα και ποσότητα οστού, θα επωφεληθούν αρκετά από μια θεραπεία με προγνώσιμη έκβαση, με μικρό χρόνο επούλωσης και μια καλύτερη συμπεριφορά του εμφυτεύματος σε βάθος χρόνου.

Συγγραφείς: Παναγιώτης Τσατσανιάς & Νίκος Νταμπαράκης