BIOLÓGICOS

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Porous PEEK demonstrates greater osseintegration than micro-textured titanium

The ISASS Spinal Innovations session panel, including Richard Guyer (middle) and J Kenneth Burkus (right)

PEEK POROSO MUESTRA UNA MEJOR OSTEOINTEGRACION QUE EL TITANIO MICROESTRUCTURADO

Las virtudes de la polieteretercetona (PEEK) como material para implantes espinales están bien documentadas. La radiotransparencia de PEEK junto con su resistencia y rigidez similares al hueso han llevado al uso generalizado del material en la fabricación de implantes. Sin embargo, PEEK es una sustancia hidrófoba, con una serie de estudios que la asocian con encapsulación fibrosa. El titanio está creciendo en popularidad como un material de implante alternativo para sus propiedades osteointegrativas. Titanio, sin embargo, produce artefactos de imagen que pueden limitar la visualización de cirujanos del sitio de la cirugía. Un nuevo estudio presentado en la reunión anual de la Sociedad Internacional para el Avance de la Cirugía Espinal (ISASS17, 12-14 de abril, Boca Raton, EUA) ha demostrado que, cuando se fabrica con una superficie porosa, PEEK puede conducir realmente a una mayor osteointegración que Micro-texturizado de titanio, con ninguno de los inconvenientes de formación de imágenes.

J Kenneth Burkus y sus colegas usaron pruebas in vitro e in vivo para descubrir cómo el hueso respondería al PEEK de superficie lisa, al PEEK poroso (tamaño de poro de 300μm) y al plasma de titanio micro-texturizado PEEK.

El equipo  MC3T3 creció  -una línea celular precursora de osteoblastos derivada de cadaver de  ratón- en un medio osteogénico en cada uno de los tres materiales, recolectando células después de 14 días. "Los marcadores osteogénicos estudiados incluyeron osteocalcina, calcio y factor de crecimiento endotelial vascular (VEGF)", dijo Burkus -que presentó los datos- a la audiencia.

Osteocalcina y marcador  de calcio "diferenciación osteogénica" y están "asociados con la mineralización del cultivo celular", mientras que el marcador angiogénico VEGF ofrece una "indicación de la formación de tejido vascular", señaló la presentación.   Se observaron cantidades estadísticamente significativas (p <0,01) de los tres marcadores en los cultivos PEEK porosos comparados con el PEEK revestido con titanio y el PEEK de superficie lisa. Esto se traduce en "mayor maduración osteoblástica, mejor mineralización y osteogénesis avanzada".

Los resultados de las pruebas in vivo fueron igualmente positivos para el PEEK poroso. Los implantes cilíndricos de cada material se colocaron en un modelo de defecto tibial de rata establecido. Los investigadores analizaron la interfaz hueso-implante con micro tomografía computarizada  (ΜCT) a las ocho semanas, así como pruebas de las retiradas .

"ΜCT escaner reveló sólo una fina capa de tejido mineralizado cerca de la superficie de los implantes lisos. En contraste, una mineralización sustancial se ve aquí en la arquitectura porosa de los implantes porosos PEEK ",  informó Burkus . El artefacto de metal en la exploración de μCT del implante revestido con titanio hizo imposible el análisis de tejido mineralizado.   Significativamente (p <0,05) se observaron mayores cargas de falla de arranque para el implantes de PEEK poroso en comparación con los otros dos implantes.

Estos resultados revelaron que no solo el PEEK poroso resultó en un fenotipo de célula ósea más diferenciado, sino que mostró una fijación de implante mayor que el PEEK revestido con plasma de titanio microtextura. El PEEK liso y el PEEK recubierto de titanio "se realizaron de forma similar in vitro e in vivo", observó la presentación.

Tal vez lo más importante, este estudio reveló que los implantes PEEK "no necesariamente generan una respuesta fibrosa". La sabiduría convencional de que PEEK inhibe de hecho la osteointegración puede ser falsa. "Poroso PEEK", Burkus afirmó, "puede convertirse en una alternativa viable desde el punto de vista clínico para mejorar la osteointegración de  implantes intradiscales intersomáticos".

"Burkus observó que, en lugar de sugerir que PEEK poroso (en este estudio, porosidad: 67% y la interconexión:> 99%) podría ofrecer una plataforma superior para la osteointegración que el titanio en general, podría ser la porosidad de la superficie en sí que promueve tal Marcada respuesta osteogénica. "La topografía superficial puede desempeñar un papel más importante que la química del implante, con características tridimensionales macroporosas que exhiben una oseointegración mejorada en comparación con las superficies texturizadas lisas y bidimensionales con textura microescalada", dijo a la audiencia.

Richard Guyer (Texas Back Institute,  EE.UU.) dio una charla inmediatamente antes de Burkus ', ofreciendo evidencia de que un andamio profundamente poroso (Forticore, Nanovis, espesor 750μm, tamaño de poro 500μm, porosidad 70%) compuesto de capas de titanio " Juntos y moldeados por inyección con PEEK "pueden conducir a una osteointegración significativamente mayor (p <0,05) que el PEEK revestido con plasma de titanio. Guyer y colegas registraron una fuerza de empuje de corte de 10,2 MPa para el andamio poroso en comparación con 5,7 MPa para el PEEK revestido con titanio, lo que sugiere una osteointegración notablemente mayor.

"Creo que es más una cuestión superficial, es decir, la topografía superficial", dijo Guyer después de las conversaciones, cuando se le preguntó qué podría hacer el mejor material para los implantes espinales. "Nunca hubiera pensado que podrías hacer poroso PEEK bioactivo, pero debo decir que estoy impresionado."

"Avanzando, realmente vamos a tener que estudiar el macro-tamaño de los poros y la interconectividad ... ¿Qué es la porosidad total?", Concluyó Burkus. "Como cirujanos y clínicos, vamos a tener que asegurarnos de que entendemos de lo que estamos hablando."

"El enfoque principal de los estudios actuales es investigar la importancia relativa de la química del implante y la topografía superficial en la determinación de la osteointegración del implante",  "Se ha demostrado que el hueso crece en los poros y proporciona la fijación fuerte. Ahora la pregunta que se está investigando es por qué ".

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