بازسازی هدایت شده استخوانی (GBR مخفف Guided Bone Regeneration) رایج ترین تکنیک برای درمان تراکم استخوانی ناکافی و پیوند استخوان به صورت موضعی است که یکی از اجزای پرکاربرد در این روش، غشا و یا ممبرین می باشد. امروزه انواع مختلفی از ممبرین ها با خصوصیات و کاربردهای متنوع وجود دارد. با این حال، تصمیم گیری و انتخاب ممبرین مناسب می تواند گیج کننده باشد. که در این مقاله به بررسی انواع مختلف ممبرین ها پرکاربرد در دندانپزشکی می پردازیم.

چرا از ممبرین استفاده کنیم؟

ممبرین در تکنیک GBR به عنوان سد بیولوژیکی و مکانیکی در برابر تهاجم سلول هایی که در تشکیل استخوان نقش ندارند (از جمله سلول های اپیتلیال) عمل نموده و به رشد سلول های تشکیل دهنده استخوان که دارای سرعت پایین هستند کمک می نماید. با بهبود نقایص استخوانی، رقابت بین بافت نرم و سلول های استخوان ساز برای مهاجرت به محل جراحی وجود دارد. و از آنجایی که سلول های بافت نرم با سرعت بسیار بیشتری نسبت به سلول های استخوان ساز رشد می کنند. بنابراین، هدف اولیه ممبران، اجازه دادن به تجمع مجدد سلولی به صورت انتخابی و هدایت تکثیر بافت های مختلف در طول فرآیند بهبودی است.
در زیر ممبرین، فرآیند بازسازی رخ می دهد که شامل رگزایی و رشد سلول های استخوانی است. لخته خون اولیه پس از رشد عروقی و رگ زایی با استخوان بازسازی شده جایگزین می شود که بعداً به استخوان تیغه ای load-bearing تبدیل می شود و از بازسازی بافت سخت و نرم پشتیبانی می‌کند. زیرا در صورت عدم استفاده از ممبرین و عدم جدا نمودن فضا، منجر به یکپارچگی بافت نرم و به خطر افتادن روند رشد استخوان می گردد.

ویژگی های ایده آل متریال ممبرین

غشاهای مورد استفاده در تکنیک GBR را می توان به دو دسته، غیرقابل جذب و قابل جذب تقسیم نمود: غشاهای غیرقابل جذب دارای خاصیت خنثی هستند و پس از تکمیل بازسازی استخوان برای خارج کردن آنها، نیاز به عمل جراحی دوم می باشد. اما غشاهای قابل جذب به طور طبیعی زیست سازگار بوده و نرخ های جذب متفاوتی دارند.

با این حال، چه غیرقابل جذب و چه قابل جذب، تمامی غشاءها و ممبرین ها در ویژگی‌های مواد تشکیل دهنده آنها و خصوصیات فیزیکی خود با یکدیگر متفاوت هستند. اما تمامی آنها دارای یکسری ویژگی های مشترک هستند:    

1. سازگاری بافت (Tissue Compatibility)

ممبرین باید زیست سازگار باشد و منجر به ایجاد التهاب، باز شدن زخم و یا بروز عفونت نگردد.

2. حفظ کننده فضا (Space Maintenance)

غشاء میبایست از طریق برقراری ارتباط و اتصال به بافت اطراف و اجاد سختی کافی، توانایی حفظ فضا و پشتیبانی از فرآیند بازسازی استخوان را داشته باشد.

3. تثبیت لخته خون (Stabilization Of The Blood Clot)

ممبرن با تثبیت لخته خون اجازه می دهد روند بازسازی پیشرفت کند و از ادغام بافت همبند در ناحيه آسيب ديده جلوگیری نماید.

4. انسداد سلول (Cell Occlusiveness)

وجود یک مانع فیزیکی با قابلیت نفوذ پذیری انتخابی، برای ممانعت از مهاجرت سلول های بافت همبند به ناحيه محل تشكيل بافت سخت، ضروری است. Occlusivity با تخلخل غشاء ارتباط نزديكی دارد، بطوی که هرچه اندازه حفرات بزرگتر باشد سلول های فيبروبلاست و اپی تليال سريع تر و البته راحت تر در ناحيه آسيب ديده شروع به تكثير كرده و مانع نفوذ و فعاليت سلول های استخوان ساز می شوند. با افزايش سايز حفرات، مساحت سطح غشاء كاهش يافته و متعاقبا چسبندگی اوليه سلول ها روی سطح نيز به شدت كاهش خواهد يافت. اگر اندازه و سايز حفرات كوچكتر از حد معينی باشد، فرآيند مهاجرت سلولی محدود خواهد شد.

5. استحکام مکانیکی (Mechanical Strength)

ممبرین باید دوام و استحکام مکانیکی بالایی داشته باشد تا از لخته خون محافظت و از عبور سلول ها و باکتری های ناخواسته جلوگیری نماید.

6. نرخ تحلیل قابل پیش بینی (Predictable Resorption Rate)

زمان جذب غشاء باید با سرعت بازسازی بافت استخوانی مطابقت داشته باشد، که البته این زمان جذب به محل پیوند، عروق و کمیت گرفت استخوانی بستگی دارد.

7. قابلیت اصلاح و دستکاری آسان (Easy To Modify & Manipulate)

غشاء باید قابلیت تغییر اندازه و شکل را داشته باشد و در عین حال، سفتی کافی برای جلوگیری از فروپاشی محل پیوند را حفظ نماید.

انواع ممبرین

I. ممبرین های غيرقابل جذب

اولين ممبرین های مورد استفاده، ممبرین های غيرقابل جذب بودند. اين غشاءها قادرند ضايعه استخوانی را به مدت طولانی از ديگر سلول های بافتی جدا نگه دارند و زیست سازگاری و استحکام مکانیکی عالی و سختی مطلوبی را از خود نشان می دهند و به طور کلی نسبت به غشاهای قابل جذب، سد بیولوژیکی مطلوب تری می باشند. ولی در اين غشاءها اغلب به جراحی مجدد جهت برداشت غشاء نياز است. علاوه بر اين در صورت اسکپوز این غشاءها، پروسه بازسازی و ترمیم خودبخود رخ نخواهد داد، ضمن اين كه امكان آلودگی ممبرین اكسپوز شده به باكتری و در نتيجه وقوع عفونت نيز وجود دارد. در نتیجه باعث افزایش عوارض، هزینه ها و ناراحتی بیمار می شوند.

رایج ترین انواع غشاهای غیر قابل جذب عبارتند از:
1- پلی تترا فلوئورواتیلن (PTFE)
2- مش تیتانیوم

1- پلی تترا فلورو اتيلن (PTFE):
غشاءهای پلی تترا فلورو اتيلن خود به چند دسته تقسيم مي شوند:
- Expanded PTFE
- High-density PTFE
- Titanium-reinforced PTFE

1-1- ممبرین Expanded PTFE
e-PTFE اولین نوع ممبرینی بود که در دندانپزشکی استفاده شد و یک استاندارد طلایی برای بازسازی استخوان در دهه 1990 بود. اگرچه این ممبرین از مهاجرت فیبروبلاست ها و سلول های بافت همبند به محل ضایعه استخوانی جلوگیری می کند، اما به سلول های استخوانی اجازه می دهد تا ناحیه پیوند را دوباره بازسازی کنند. یکی از رایج ترین ممبرین های e-PTFE پرکاربرد در دندانپزشکی GORE-TEX (تولید کمپانی آمریکایی W.L. Gore & Associates) است.
هر دو طرف ممبرین های e-PTFE ویژگی های متفاوتی دارند: یک طرف آن تقریباً 1 میلی متر ضخامت و 90 درصد تخلخل دارد که مانع رشد اپیتلیوم می شود و طرف دیگر تقریباً 0.15 میلی متر ضخامت و 30 درصد تخلخل دارد که فضایی را برای رشد استخوان جدید فراهم می کند و از رشد بافت فیبری جلوگیری می کند.
در غشاهای e-PTFE به دلیل رشد باکتری ها در ساختار بسیار متخلخل، احتمال بروز عفونت بسیار بالا است. علاوه بر این، ساختار متخلخل و منافذی با اندازه تقریبی 5 الی 20 میکرون، که امکان رشد بافت نرم را فراهم می‌ کنند باعث دشواری در روند جداسازی غشا e-PTFE و مرحله برداشت آن می گردد.

1-2- ممبرین High-density PTFE
به دلیل عوارض مرتبط با غشاهای e-PTFE، یک ماده با چگالی بالاتر (کمتر از 0.3 میکرون) در اوایل دهه 1990 تحت نام Cytoplast ساخته شد. بررسی های بالینی نشان دهنده کاهش چشمگیر احتمال تشکیل کلونی باکتریایی در ممبرین d-PTFE نسبت به e-PTFE و در نتیجه کاهش بروز عفونت است. این غشاها به دلیل چگالی بالا و اندازه منافذ کوچکشان به بسته شدن بافت نرم نیازی ندارند. از یک سو غشاء از عبور باکتری ها جلوگیری می کند و در عین حال اجازه انتشار اکسیژن و عبور مولکول های کوچک را می دهد. و از سوی دیگر به دلیل عدم رشد بافت به صورت درونی در ممبرین، جداسازی غشا d-PTFE از بافت بسیار آسان تر انجام می گیرد.

1-3- ممبرین Titanium-reinforced PTFE
غشاءهای پلی تترا فلورواتيلن تقويت شده با شبكه تيتانيوم انعطاف پذير، به غشاء قابليت شكل پذير بودن را داده تا كاملا متناسب با شكل و اندازه ديفكت، در ناحيه مورد نظر قرار گرفته و پايداری ساختاری كافی را در نقايص استخوانی اطراف ايمپلنت فراهم نمایند.

2- مش تیتانیوم (Titanium Mesh)
مش تیتانیومی یک غشای غیرقابل جذب است که بررسی های کلینیکی نشان دهنده نقش موثر آن در حفظ فضا می باشد. این مش ها انعطاف پذیر هستند و می توان آنها را به راحتی خم نمود و در اطراف دیفکت استخوانی استفاده کرد. علاوه براین مش تیتانیومی زیست سازگار بوده و سوراخ های آن امکان حفظ خونرسانی از پریوستوم را فراهم می نماید. از معایب مش تیتانیومی می توان به افزایش احتمال بازشدن زخم و مشکل در حفظ پوشش بافت نرم اشاره نمود که این مساله می تواند منجر به افزایش عفونت و ناراحتی بیمار شود.

II. ممبرین های قابل جذب

یکی از مزیت غشاهای قابل جذب، عدم نياز به جراحي ثانويه برای خارج كردن ممبرین از بدن می باشد که این باعث کاهش ناراحتی بیمار و بروز عوارض در وی می شود. یکی از معایب آن مدت زمان جذب غیرقابل پیش بینی آن است که ممکن است بر میزان تشکیل استخوان تأثیر منفی بگذارد. غشاهای قابل جذب مشتق شده از کلاژن زنوژنیک برای استفاده در روش های GBR هستند که امروزه در دندانپزشکی مورد استفاده قرار می گیرند. انواع مختلف غشاهای قابل جذب عبارتند از کلاژن، پريكارديوم، فیبرین غنی از پلاکت (PRF) و آسلولار درمال ماتریکس (ADM).

ممبرین کلاژنی
غالبا غشاهای کلاژنی قابل جذب از کلاژن نوع I و یا III با منشا انسانی، گاوی و یا خوکی تولید می گردند که به عنوان داربست برای هدایت استخوان عمل می‌کنند و تجمع پلاکتی را افزایش می‌دهند. غشاءهای كلاژنی مزايای گوناگونی از جمله سازگاری بافتی، آنتی ژنیسيته پايين، مؤثر در هموستاز و در نتيجه تحريک تجمع پلاكتی و نيز ثبات زخم كه از اصول اوليه ترميم است را دارا هستند. به علاوه كلاژن یک فاكتور كموتاكتيک برای فيبروبلاست هاست و مهاجرت سلولی را تسريع می كند و می تواند بطور ثانويه ضخامت بافت را در نتيجه تجزيه آنزيمی و جايگزينی به وسيله بافت همبند اطراف افزايش دهد.

   
ممبرین کلاژنی به اشکال مختلف موجود است:

a. پلاگ کلاژنی (Collagen plug)، عمدتاً برای کنترل خونریزی و حفظ لخته خون در ساکت دندانی استفاده می شوند. پلاگ های کلاژنی معمولاً یک ماده نرم، انعطاف پذیر و اسفنج مانند هستند که به سرعت خون را جذب نموده و یک لخته مصنوعی ایجاد می کنند. و با اجازه تجمع پلاکت‌ها منجر به دگرانولاسیون و آزاد شدن فاکتورهای رشد استخوان می‌شود. زمان جذب این کلاژن حدود 10 تا 14 روز است.

b. نوار کلاژنی (Collagen tape)، یک کلاژن نازک و قابل انعطاف است که برای هموستاز و نقایص کوچک از جمله به عنوان اولین لایه در سینوس گرفت استفاده می شود.

c. غشا کلاژنی معمولی (Regular collagen)، طی سه الی چهار ماه جذب شده و عمدتاً در روش GBR برای دیفکت های استخوانی با اندازه کوچک تا متوسط استفاده می شود.

d. غشا کلاژنی گسترش یافته (Extended collagen)، در عرض چهار الی شش ماه جذب شده و عمدتا برای نقایص استخوانی بزرگتر که به دوره بهبودی طولانی تری نیاز دارند، استفاده می شود. زیرا این ممبرین ها به علت ضخامت بیشتر به مدت زمان بیشتری برای جذب نیاز دارند که این امر باعث طولانی تر شدن روند بازسازی و استخوان سازی می گردد.

نکته: اگرچه غشاهای کلاژن مزایای بسیاری دارند، اما بررسی های کلینیکی نشان داده که در صورت اکسپوز شدن آنها در محیط دهان منجر به رشد باکتری و مهاجرت فیبروبلاست و بروز مشکلاتی خواهد شد. 

غشای پریکاردیوم (Pericardium Membrane)

رایج ترین غشاهای پری کارد منشأ گاوی یا خوکی دارند که غشاءهای تهيه شده از منشا گاوی ميزان بافت كلاژن بيشتری نسبت به منشا خوكی داشته و قابليت تكثير سلولی شان نيز بسيار بالاتر از نوع خوكی می باشد. آنها بطور کلی از سه لایه کلاژنی و فیبرهای الاستيک در یک ماتریس آمورف تشکیل شده اند. سطح آنها متخلخل است، که امکان اتصال و تکثیر سلولی را فراهم می کند، اما چگالی بیشتری برای حذف بافت نرم دارد. غشاهای پریکارد در مقایسه با غشاهای کلاژن جذب طولانی مدتی را نشان داده اند.

فیبرین غنی از پلاکت (Platelet-Rich Fibrin)

امروزه استفاده از فیبرین غنی از پلاکت (PRF) در روش های GBR در حال افزایش است. مزایای این نوع ممبرین ها عبارتند از قیمت پایین تر آنها، عدم نیاز به عوامل واکنش دهنده اضافی و غلظت بالاتر پلاکت ها در مقایسه با پلاسمای غنی از پلاکت. پروتکل PRF شامل سانتریفیوژ کردن خون کامل بیمار است که منجر به تشکیل سه لایه می شود. لایه زیرین حاوی گلبول های قرمز است که دور ریخته می شود. لایه رویی با رنگ روشن، پلاسمای حاوی پلاکت بوده و لایه میانی که ماتریکس فیبرین است به عنوان غشاء در فرآیندهای بازسازی استخوان استفاده می شود.

آسلولار درمال ماتریکس (Acellular Dermal Matrix)

ممبرین ADM یک ماتریکس بافت همبند با منشاء انسانی (آلوگرافت) و زیست سازگار است که از طریق فرآیند حذف تمام سلول های درون درم بدست می آید و به عنوان یک داربست عمل کرده و امکان مهاجرت فیبروبلاست و عروق را فراهم می نماید. به دلیل حذف سلول ها در طول فرآیند تولید، امکان انتقال هیچ ویروسی وجود نداشته و هیچ واکنش التهابی و یا پس زدنی رخ نخواهد داد.

نتیجه گیری

ممبران ها یکی از اجزای مهم و پرکاربرد در جراحی های دندانپزشکی هستند. آنها به عنوان یک سد بیولوژیکی و مکانیکی در برابر مهاجرت سلول هایی که در تشکیل استخوان نقش ندارند، عمل کرده و اجازه می دهند سلول های استخوان ساز به محل موردنظر مهاجرت کنند. ممبرین ها به دو دسته غیرقابل جذب و قابل جذب تقسیم می شوند که در اشکال مختلف موجود می باشند. برای ایمپلنتولوژیست ها مهم است که براساس موقعیت های بالینی مختلف و همچنین عواملی مانند ترکیب مواد و زمان جذب، ممبرین مناسب خود را انتخاب نمایند.