VäitösMuovailtava komposiittilevy suu- ja leukakirurgiaan

Tutkimusryhmämme on kehittänyt muovailtavan, in situ -kovettuvan kuitulujitteisen murtumafiksaatiolevyn, jolla voisi näkemyksemme mukaan olla käyttöä erityisesti suu- ja leukakirurgiassa.

Tarkoituksenamme on yhdistää nykyisin käytössä olevien fiksaatiolevyjen – metalli-, komposiitti- ja biohajoavien polymeerilevyjen – hyödyt ja minimoida eri materiaalien haitat.

Kehittämämme levy sisältää räätälöidyn kuituasettelun (tailored fiber placement, TFP) avulla valmistetun tukirakenteen, joka on yhdessä nestemäisen prepolymeerin kanssa asetettu biohajoavan kuoren sisään. Tällainen levy voidaan asetella murtuneen luun päälle, muotoilla haluttuun muotoon ja kovettaa valolla. Levyssä voidaan käyttää biohajoavaa polymeerimatriisia, joka valmistetaan esimerkiksi modifioidusta alifaattisesta polyesteristä, sekä biohajoavaa kuitulujitetta, joka on mahdollista valmistaa bioaktiivisesta lasista. Levyllä voisi olla käyttöä esimerkiksi pienten leukamurtumien hoidossa.

Tämä väitöskirja toimi murtumafiksaatiolevymme kehitystyön ensimmäisenä osana, ja siinä tutkittiin levyn perusominaisuuksia. Väitöskirjan ensimmäisessä osatyössä mallinnettiin levyn mekaanisia ominaisuuksia, ja toisessa osatyössä kehitimme ja testasimme erilaisia asettelukuvioita kuitulujitukselle. Näissä kahdessa osatyössä käytimme biostabiilista bisGMA-polymeerista valmistettua matriisimateriaalia sekä biostabiilista E-lasista valmistettua kuitulujitetta. Kolmannessa osatyössä hyödynsimme biohajoavaa ja in situ -kovettuvaksi modifioitua polylaktidia (PLA) nimeltään PLAMA (polylactide functionalized with methacrylate); testasimme materiaalin sekä mekaanisesti, kemiallisesti että biologisesti. Tämä modifioitu PLA voisi olla yksi materiaalivaihtoehto biohajoavien levyjen valmistukseen. Neljännessä osatyössä suoritimme levyille in vitro- ja in vivo -kokeet käyttäen sellaista materiaaliyhdistelmää, joka kohtalaisen hyvin vastaa nykyisin kliinisessä käytössä olevien biohajoavien levyjen materiaaleja.

Jatkossa tarvitaan vielä paljon kehitystyötä ja testejä, ennen kuin levyä voidaan alkaa testata kliinisissä kokeissa; esimerkiksi levyjen taivutusjäykkyyttä on tarpeen parantaa. Välietappina matkalla kliiniseen käyttöön edistämme levyn käyttöä eläinortopediassa. Pienikokoisille koirille tarkoitetut murtumafiksaatiolevyt vastaavat kooltaan ihmisen suu- ja leukakirurgiassa käytettäviä levyjä. Eläinlääketieteestä saadut kokemukset voivat kerryttää tietoa, joka osoittautuu arvokkaaksi prekliinisten kokeiden suunnittelussa.
Väitöskirjatutkimus toteutettiin Turun yliopiston kliinisessä biomateriaalikeskuksessa (TCBC) yhteistyössä Leibniz-Institut für Polymerforschung Dresdenin kanssa.