En ny oppfinnelse på Det odontologiske fakultet ved Universitetet i Oslo i Norge gjør det mulig for kroppen å bygge opp knokler som er like sterke som originalen.

Oppfinnelsen kan i første runde redde dem som er plaget med løse tenner og ødelagte kjever.

Periodontitt er en plagsom infeksjonssykdom i tannkjøttet. Når infeksjonen bryter ned beinet, løsner tennene. Kjevebein kan bli ødelagt av kreft, infeksjoner og ulykker.

Med den nye metoden kan odontologene legge inn et kunstig stillas som styrer hvor det nye beinvevet skal gro.

For å forstå metoden må man forstå hvordan bein kan reparere seg selv. Etter et beinbrudd kan beindelene bare vokse sammen såfremt de er svært nær hverandre. Selv om groevnen er til stede, er likevel begrensningene store.

Når bein brekker, dannes det mye blod på bruddstedet. Blod inneholder organiske molekyler som samler seg til lange tråder. Trådene forkalkes og blir til bindevev.

Bindevevet fungerer som et porøst vekststativ for beinceller og blodkar. Beincellene gror inn i vekststativet og fyller det med beinmineraler. Nye blodkar bidrar med næringsstoffer og oksygen.

Den ytre delen av beinet er kompakt. Den innerste delen er porøs. Den porøse delen inneholder margceller. De er viktige for å vedlikeholde skjelettet. Porøsiteten varierer med beintypen.

Kunstig knokkelhjelp

Hvis det er for stor avstand mellom de to beindelene eller hvis deler av beinet er ødelagt, greier ikke alltid kroppen å reparere dette selv, slik som når noe av beinet er skåret ut i en kreftoperasjon eller om beinet er skadet av strålebehandling.

– Det er her oppfinnelsen vår kommer inn, forteller forskningsdekan Ståle Petter Lyngstadaas på Institutt for biomaterialer ved Det odontologiske fakultet.

Sammen med blant andre professor Jan Eirik Ellingsen og førsteamanuensis Håvard Jostein Haugen har Lyngstadaas utviklet et kunstig stillas som gjør det mulig for kroppen å reparere skadene selv.

– Med den nye metoden vår er det nok å sette inn en liten bit av et syntetisk beinmateriale i knokkelen. Det kunstige stillaset er like sterkt som ekte bein og likevel porøst nok til at beinvev og blodkar kan vokse inn og fylle det, sier Lyngstadaas.

Krydrer med stamceller

Hvis defekten er stor, tar det lang tid før beincellene begynner å vokse inn i stillaset. For å få opp farten er det mulig å ta ut stamceller fra pasienten og legge dem inn i stillaset. Da kan det hele gå fortere.

– Når man skal bygge bein i defekter der avstanden mellom beinveggene er større enn noen centimeter, bør man legge inn stamceller for å få et godt resultat, men det er som oftest ikke nødvendig å bruke stamceller for å løse problemer med løse tenner og periodontitt, poengterer Haugen.

Beincellene er avhengige av næring og gode vekstforhold.

– Man må derfor sørge for at vevet rundt er friskt og at det er god blodgjennomstrømning på operasjonsstedet, sier Haugen.

Laget av tilsetningsstoff i mat

Fremstillingen av materialet er enkel. En blanding av vann og keramikkpulver helles gjennom skumplast. Keramikkpulveret er titandioksid. Titandioksid har allerede vært igjennom mange gifttester og er et svært vanlig tilsetningsstoff i medisinske tabletter.

Stoffet kalles også for E-171 og er mye brukt både i godteri, tannkrem, kjeks, konditorvarer, iskrem og ost. Når blandingen har stivnet, blir den varmet til en så høy temperatur at skumplasten forbrennes.

Resultatet blir et speilbilde av strukturen i skumplasten.

– Strukturen ligner den porøse delen i beinet, sier Haugen.

Materialet kan produseres som Leca-blokker og skjæres ut i former som passer inn i beindefekten.

Det kunstige beinstillaset inneholder ti prosent materiale og nitti prosent tomrom.

– Mye tomrom er viktig. Åpningene er så store at det ikke bare blir plass til beinceller, men også til blodkar for å kunne transportere inn næring og oksygen og fjerne avfallsprodukter. Et av de store problemene med dagens materialer er at det ikke blir plass til både beinvev og blodårer, sier Haugen.

Bein fra ku og døde mennesker

I dag repareres ødelagte bein ved å skjære ut beinvev fra friske knokler i låret eller hoften og sette det inn på det skadete stedet. Operasjonen er ubehagelig og fører ofte til komplikasjoner.

Når pasientens eget beinvev ikke kan benyttes, er det mulig å bruke knust bein fra andre personer. I USA brukes ofte knust bein fra døde medborgere. Uheldigvis er denne løsningen verken sterk nok eller særlig porøs.

EU har valgt en mer eksotisk løsning. De bruker ofte knust eller oppvarmet bein av ku. For å unngå kugalskap har de valgt kubein fra New Zealand. Porøsiteten er så lav som 40 prosent.

– En av fordelene med dagens metoder er at det tilsatte beinet langsomt blir spist opp av kroppens celler. Materialet vårt forsvinner derimot aldri, men vil alltid forbli en del av den reparerte knokkelen. Da stilles det større sikkerhetskrav, forteller Lyngstadaas.

Klar for kliniske studier

De norske odontologene har med hell testet den nye metoden på kaniner, griser og hunder. I løpet av 2014 ønsker de å gjennomføre kliniske studier på pasienter med periodontitt og skader i kjevebeinet.

For å kunne slå fast hvilken metode som fungerer best, er det gunstig å teste den på pasienter med nettopp periodontitt.

– Pasientene har ofte periodontitt på begge sider. Da kan vi sammenligne resultatene ved å bruke den nye metoden på den ene siden og den gamle metoden på den andre sident, sier Lyngstadaas.