Beintransplantasjon er den vanligste behandlingen hvis du har mistet så mye bein fra en knokkel at kroppen selv ikke klarer å reparere skaden.

I løpet av kort tid kommer det imidlertid til å finnes andre alternativer, som for eksempel et implantat, som stimulerer bein til å gro på nytt.

– Som praktiserende tannlege ser jeg fordelen ved å utvikle materialer som kan fungere som klatrestativ for beinvekst, og som er gode nok til å ta over for beintransplantasjon, forteller Anders Verket, men understreker at vi ikke er helt i mål ennå.

Forsket på titan

Doktorgradsstipendiaten ved Institutt for klinisk odontologi har siden 2010 bidratt i et forskningsprosjekt der målet er å undersøke hvordan forskjellige erstatningsmaterialer med titan og titandioksid kan få bein til å gro best mulig.

I prosjektet har han forsket på det de kaller stillas som er framstilt av metallet titan. Dette er små millimeter-store klumper som minner om isoporbiter, bare enda mer porøst. Sett i mikroskop har det en struktur som kan se ut som stillasene vi bruker ved oppussing av bygningsfasader.

Mangel på bein plager mange

En rekke pasienter lider av at de mangler deler av kjevebein eller andre bein i kroppen.

Tannleger ser dette ofte i forbindelse med tannkjøttsykdom, også kjent som periodontitt. Sykdommen fører til at tennene løsner fra tannkjøttet og at beinet i kjeven forsvinner. Pasienter som er rammet av alvorlig periodontitt, kan derfor miste tenner og hele deler av kjevebeinet. Dette får igjen konsekvenser både for tygging og utseende.

For å kunne få tilbake god tyggefunksjon, og i mange tilfeller også et pent smil, er tannimplantater et viktig behandlingsalternativ. Men hvis kjevebeinet er borte, blir selv også behandling med implantater vanskelig fordi det ikke er noe bein å feste implantatene i. Det er her vekststativene kan være en løsning.

Stimulerer til vekst

– Vi har prøvd ut disse bein-stillasene i flere varianter. Vi former de små porøse klumpene slik at de fyller hulrommene etter det tapte beinet og tannroten. Så lukker vi tannkjøttet over og i løpet av noen måneder greier beincellene fra det omkringliggende beinet å etablere seg i det porøse stillaset, forklarer Verket.

I doktorgradsprosjektet har han forsket på stillaser i både titan og den keramiske forbindelsen titandioksid. Titandioksid opptrer nærmere de egenskapene beinet har enn det metallet gjør. Han har også sett på om det kan ha noen innvirkning på hvor effektivt beinet gror sammen igjen, dersom stillaset i forkant også overflatebehandles med ulike molekyler og stoffer.

Forskerne har på den ene siden forsøkt flere typer såkalte bioaktive molekyler, som stimulerer vekst eller setter i gang ulike biologiske prosesser rundt stillasene. På den andre siden har de forsket på bein-stillaser som er dekket av mer ikke-organiske stoffer, som for eksempel kalsium, silisium eller fosfater. 

Verket fant ingen sammenheng mellom disse overflatebehandlingene og bedre celleutvikling. Derimot fant han at nettopp titan-stillaset, som i tillegg til å være en stabil konstruksjon og dermed velegnet til bruk i bygging av bein, også kan fungere som en slags lagringsplass for bioaktive proteiner. Det kan igjen påvirke beincellene til å utvikle seg bedre.

Ikke helt i mål

Titan er et sterkt og svært lett grunnstoff, som veldig mange beinimplantater i kroppen inneholder. Det er godt egnet for bruk i kjevebeinet, men titan forsvinner ikke av seg selv. Etter at beinet har grodd seg til i ønsket form gjennom stillaset som er satt inn, forblir derfor de porøse titan-bitene værende som en integrert del av beinet, omtrent som armering i støpt betong.

Selv om titan er helt ufarlig – det tilsettes blant annet i en rekke vanlige medisiner og kosmetiske produkter – gjør dette at beinmassen ikke lenger er helt rein. Den vil også bestå av spredte titanpartikler. Derfor gjenstår det mye forskning. 

– Å blande inn andre stoffer i beinmassen på denne måten kan medføre at beinet får litt andre egenskaper enn det ville hatt uten titanpartiklene. Det kan for eksempel ha konsekvenser hvis beinet bygges i en kjeve hvor det skal skrus inn og festes et tannimplantat. Derfor må egenskapene til beinmassen som er iblandet titan, undersøkes nærmere før dette eventuelt skal kunne bli en velbrukt metode innen tannhelsefeltet, sier Verket.

– Håp for flere pasientgrupper

– Gullstandarden med å transplantere bein fra et annet sted i kroppen er fortsatt den mest brukte metoden å bygge bein på. Men all den tid dette medfører en ekstra operasjon, som gir sår, smerter, og som krever ressurser, jobber vi med å finne gode alternativer, forteller professor Ståle Petter Lyngstadaas, som har vært Anders Verkets veileder i doktorgradsarbeidet.

– Vi jobber mye med å utvikle disse beinerstatningsmaterialene slik at de fungerer godt i alle situasjoner. Det er potensielt mye mer skånsomt for pasientene. I tillegg er det en billigere metode. Vi ser også at konstruksjonen har potensial som proteser i andre bein i kroppen, som rygg og bein. I så fall er implikasjonene store for en rekke pasientgrupper, spår Lyngstadaas. 

Referanser: 

Verket, Anders: TiO2 scaffolds in peri-implant dehiscence defects: an experimental pilot study, Clinical Oral Implants Research, 2015.  ISSN 0905-7161. . doi:10.1111/clr.12725. Sammendrag.

Verket, Anders, mfl: Osseointegration of dental implants in extraction sockets preserved with porous titanium granules - an experimental study.  Clinical Oral Implants Research, 2014.  ISSN 0905-7161. 25(2), s E100- E108 . doi: 10.1111/clr.12070

Verket, Anders; mfl: Enhanced Osteoblast Differentiation on Scaffolds Coated with TiO2 Compared to SiO2 and CaP Coatings.  Biointerphases, 2012.  ISSN 1559-4106.  7(36) . Doi:10.1007/s13758-012-0036-8​

Pullisaar, Helen, mfl: Alginate hydrogel enriched with enamel matrix derivative to target osteogenic cell differentiation in TiO2 scaffolds . Journal of Tissue Engineering, 20015  ISSN 2041-7314.  6 . doi: 10.1177/2041731415575870​