NO177733B - Fremgangsmåte for fremstilling av bindings-induserende blanding - Google Patents

Description

Den foreliggende oppfinnelse vedrører en fremgangsmåte for fremstilling av en blanding for bruk ved indusering av binding mellom deler av levende mineralisert vev ved regenerering av mineralisert vev på minst én av delene. Den kan f.eks. anvendes for behandling av periodontitt.

Den foreliggende oppfinnelse tilveiebringer nye biologisk baserte teknikker som er anvendelige i forbindelse med å indusere binding mellom deler av mineralisert vev, f.eks. ben. Selv om oppfinnelsen er generelt anvendelig for å frembringe slik binding, vil den i foreliggende beskrivelse hovedsakelig illustreres i forbindelse med behandlingen av løsnende tenner, såkalt periodontitt. Imidlertid skal det bemerkes at denne prihsippielle illustrasjonen av oppfinnelsen ikke må tolkes på begrensende vis. Før teknikken i oppfinnelsen beskrives nærmere, er det hensiktsmessig for å lette forståelsen av oppfinnelsen å gi en kort bakgrunn for de biologiske forhold i forbindelse med tenner og tilhørende uregelmessigheter. Ved normal tanntilstand er tennene forankret i spesielle hulrom, såkalte alveoli, i kjevebenet. Mellom tennenes røtter og kjevebenet befinner det seg en såkalt periodontal membran. Tennenes røtter består hovedsakelig av et materiale kalt dentin. Dette dentin er i kanten dekket av et tynt sjikt sement med tykkelse ca. 0,01-1 mm. I denne sementen finnes blant annet kollagenfibre som går fra sementen gjennom den periodontale membran og som er forankret i kjevebenet. Således er sementen ekstremt viktig for feste av en tann til kjevebenet. Den periodontale membran har en tykkelse på ca. 0,2 mm og består av de ovennevnte kollagenfibre og beholder og nerver som ligger mellom fibrene og cellene som hører til disse vev.

Kjevebenet går ikke hele veien opp til kronen av tannen, og i den del av roten som ikke er dekket av kjevebenet går fibre ut fra rotsementen i den omgivende tanngumme, gingiva. Disse fibre hjelper til å forankre tannen og stabiliserer videre tanngummen. Tanngummen, samt hele munnrommet, er dekket av et tynt sjikt epitelium. Dette epitélium danner en tett krave eller hylse rundt tennene. Inntil tennene er det dannet en grunn fure mellom tennene og epiteliet.

Betennelsestilstander i vevene som fester tennene til kjevebenet er ganske vanlige og rammer i varierende grad hoveddelen av verdens befolkning. Hittil brukte behandlings-metoder har hovedsakelig tatt sikte på å bremse eksisterende sykdomsforløp og forhindre løsning av tennene så vidt mulig. For tiden foreligger det ingen klinisk anvendelig metode med evne til å hele på slik måte at tennene igjen kan få feste i kj evebenet.

Et delproblem på dette området er tilfellene hvor pasientene har en kongenital defekt i tannfestet. Slike pasienter utvikler symptomer på periodontitt i tidlig alder, såkalt juvenil periodontitt. Behandlingen medfører ofte trekning av tannen og erstatning med en brokonstruksjon til en høy pris.

Bakteriene på tannoverflaten forårsaker kronisk betenn-else i tanngummen rundt tennene. Betente celler utskiller sine spaltende enzymer som er ment for bakteriene, men i dette tilfelle angriper de kollagenfibrene som fester tennene til gingiva og kjevebenet. Cellene på overflaten av tannroten eller sementen er gjenstand for ødeleggelse og epitelium fra den orale slimmembran vokser nedover langs tennene og gir en såkalt gingival sprekk. I denne sprekken får nye bakterier et beskyttet område hvor de kan vokse. Nye betennelsesceller samles i dette området, og nedbrytningen av vevet i den periodontale membran fortsetter. Sementcellene overlever og benet i alveolarområdet ødelegges. Prosessen forløper i alminnelighet meget langsomt, men kan periodevis forløpe meget raskt. Etter en viss tid vil tennene som er utsatt for angrep fullstendig tape sitt feste i kjevebenet.

Dagens behandling går hovedsakelig ut på å fjerne bakte-rielle avsetninger på tannflatene. Når bakteriene er fjernet, opphører betennelsen i gingiva og den periodontale membran, og nedbrytningsprosessen stopper opp. Behandlingen tar også sikte på å forhindre nye bakterieavsetninger i å dannes på tann-flaten. Således fører behandlingene til slutt til ødeleggelse av tannfestet til kjevebenet, men ingen ny periodontal membran

eller ny sement vil dannes ved helingen.

I forbindelse med forskningen som utgjør grunnlaget for foreliggende oppfinnelse, er det noe overraskende funnet at

dannelse av cementum begynner med et tynt sjikt av en forløper for emalje, som under utviklingen av roten dannes langs hele rotoverflaten. Dette sjikt av emalje synes å påvirke kollagen-fiberceller i området slik at de utvikler seg til celler som

danner cementum. Det tynne sjiktet av emalje synes å forsvinne i stor grad i den videre utvikling av cementum, men i visse områder kan gjenværende rester observeres.

I forbindelse med de foretatte undersøkelser er det funnet at hvis dentin utsettes for celler i den periodontale membran, f.eks. ved å male et hulrom i overflaten av roten, finner heling sted i form av et dellignende del som blant annet mangler fibrene som fester tannen til de omgivende vev. Hvis imidlertid det dannete hulrom dekkes med en forløper for emalje, i det følgende kalt emaljematrise, finner man at normalt cementumvev dannes. I de innledende eksperimenter ble endogen emaljematrise brukt, men det ble senere funnet at de samme fordelaktige resultater ble oppnådd ved å bruke emaljematrise fra en fullstendig forskjellig dyreart. Således har man funnet i eksperimenter på aper at man kan indusere dannelse av cementum ved å dekke et hulrom malt i overflaten av roten med emaljematrise av f.eks. svineopprinnelse.

Med den følgende oppfinnelse tilveiebringes således nye teknikker for å indusere binding mellom deler av levende mineralisert vev ved fornyet dannelse av mineralisert vev på minst én delene, og disse teknikker er karakterisert ved anvendelsen av en forløper for emalje, såkalt emaljematrise for induksjon av binding. Således tilveiebringer oppfinnelsen en blanding for sådan anvendelse, og blandingen inneholder som aktiv bestanddel en slik emaljematrise.

Som tidligere nevnt er oppfinnelsen spesielt anvendelig i forbindelse med dentalterapier, f.eks. for behandling av periodontitt, dvs. løsning av tennene, i transplantasjon av tenner eller ved gjeninnsetting av tenner som er løsnet ved uhell. Imidlertid kan oppfinnelsen også brukes til å lette heling av kunstige implantater, f.eks. tannimplantater, implantater av skjeietterstatninger såsom kunstige hofteledd. Oppfinnelsen kan også anvendes til å indusere dannelse av mineralisert vev på slike skjeletterstatninger hvor det er ønsket å tilveiebringe et nytt senefeste. Emaljematrisen som brukes ved utførelsen av teknikken ifølge den foreliggende oppfinnelse får man hensiktsmessig fra et pattedyr, hvis tenner er under utvikling. En egnet kilde for emaljematrise er slaktete dyr, f.eks. griser eller kalver, hvis avlivning ofte finner sted når tennene enda er under utvikling, i tilfelle griser for slakt på en alder av ca. et halvt år. Foretrukne dyr velges således fra storfe eller svinearter (f.eks. kveg eller gris), men også andre arter er anvendelige, f.eks. sauer og rottedyr som har kontinuerlig tannvekst. Som en alternativ kilde for denne substansen kan man også anvende dyrkete celler eller bakterier (rekombinant DNA-teknikk).

Den innledningsvis nevnte fremgangsmåte er særpreget ved at tannspirer isoleres fra pattedyrskjever, emaljeorganet fjernes fra tannspirene og emaljematrisen utvinnes fra de gjenværende tannspirene og blandes deretter eventuelt med en bærer eller lignende.

Blandingen fremstilt ifølge oppfinnelsen kan bestå av bare slik emaljematrise, hensiktsmessig blandet med vann, men blandingen kan også inneholde emaljematrisen i kombinasjon med en bærer, fortynningsmiddel eller klebemiddel som er akseptabelt for formålet. For tannbruk er det hensiktsmessig at bæreren eller fortynningsmiddelet er tannakseptabelt. Blandingen kan eventuelt inneholde stabilisatorer eller preserveringsmidler i den hensikt å øke lagringsstabiliteten. Bare dentalmatrisen i kombinasjon med vann kan imidlertid lagres kaldt i en viss tid opp til den skal brukes.

Oppfinnelsen muliggjør behandling av periodontitt ved at man gjenoppnår feste av tennene ved å indusere en dannelse av rotcememtum og kjeveben og et fysiologisk kollagenfiberfeste mellom disse. Epitelium, om tilstede, fjernes fra tannroten, og roten forsynes så med et sjikt av en forløper for tannemalje, såkalt emaljematrise.

I den foretrukne anvendelse for behandling av periodontitt gjøres det innsnitt i området av en tann som er angrepet for å blottlegge overflaten av roten mens eventuelt dannet epitelium fjernes, den rene overflaten av roten belegges så med et sjikt med emaljematrise eller en blanding som inneholder slik emaljematrise som aktiv bestanddel, hvoretter kollagenvevet plasseres i stilling igjen og eventuelt sys slik at heling kan finne sted. Som forut nevnt kan den fremstilte blanding brukes i tillegg til behandling av periodontitt ved replantasjon eller transplantasjon av tenner. Det er relativt vanlig at unge mennesker i sine nedre tenår er utsatt for uhell som fører til at én eller flere tenner

løsner. Dette er særlig tilfelle med fortennene. Ved raskt å sette tilbake løsnende tenner kan god heling oppnås med normalt feste til kjevebenet. I mange tilfeller kan ikke slik gjeninnsetting av løsnete tenner utføres i løpet av rimelig kort tid, men tennene må oppbevares en tid i et uegnet medium utenfor munnen, f.eks. friluft. Cellene i periodontalmembranen på overflaten av roten vil da ha blitt ødelagt, og når tannen settes tilbake i stilling i munnen vil den ikke få igjen et

fysiologisk feste, men falle ut etter en viss tid. Opptil nå har ingen metode vært utviklet hvormed man kan oppnå regenerering av et nytt feste.

Ifølge teknikken som benytter blandingen fremstilt ifølge oppfinnelsen ,kan imidlertid den døde periodontalmembranen på den løsnete tannen fjernes på hensiktsmessig måte, hvilken kan være mekanisk eller kjemisk, og blandingen av emaljematrise påføres så den nakne overflate av roten. Tannen settes så tilbake i alveolus og festes lett i noen uker. På grunn av den nye emaljematrisen på overflaten av roten vil et nytt cementumlag dannes og tannen vil herved få nytt feste.

Med hensyn til transplantasjon av tenner, dvs. over-føringen av tenner fra et individ til et annet, er det funnet at vevene i transplanterte tenner angripes av immunforsvaret til mottakeren og nedbrytes på meget kort tid. Det har vært foretatt forsøk på å utføre transplantasjon mellom immuno-logisk passende individer. Også disse forsøk har imidlertid vært skuffende. Heller ikke har det vært ansett rimelig å ty til langtidsbehandling med farmakologiske preparater som undertrykker awisningsreaksjonen i den hensikt å opprettholde én eller flere transplanterte tenner. Således finnes idag ingen klinisk anvendelig metode for transplantasjon av tenner som fører til en gunstig langtidsprognose.

Ved imidlertid å anvende teknikken som muliggjøres ved foreliggende oppfinnelse, kan problemet løses ved å fjerne tennene som skal transplanteres fra giveren, fjerne dental-massen, rense masserommet og tilføre rotfyllingsmidlet i masserommet. Periodontalmembranen fjernes mekanisk eller kjemisk og roten av tannen dekkes med blandingen som inneholder emaljematrise. Så plasseres tannen på sitt nye sted i mottakerens munn. Tannen holdes i fast stilling en kort tid, og på grunn av emaljematrisen vil nydannelse av endogent mineralisert vev som dekker den transplanterte tannen og i festet av denne induseres.

Ifølge et videre foretrukket aspekt kan emaljematrise-blandingen supplementeres med et vevsklebemiddel basert på fibrinogen. Faktor XIII (som er en koagulasjonsfaktor fra plasma) og thrombin. En slik supplementert blanding kan bestå av en forblanding av emaljematrise og fibrinogen og faktor XIII, idet thrombinet tilsettes umiddelbart før blandingen påføres operasjonsstedeet. Forblandingen kan eventuelt inneholde aprotinin for å redusere nedbrytningshastigheten. Et foretrukket handelsprodukt for anvendelse i en slik supplementert blanding er Tisseel®, et tokomponent fibrintetnings-middel fremstilt og solgt av Immuno AG, Wien, Østerrike.

Ved å bruke et slikt vevsklebemiddel blandes forblandingen av emaljematrise, fibrinogen faktor XIII og eventuelt aprotinin med en thrombinløsning, og den resulterende blanding påføres så raskt operasjonsstedet. Ved behandlingen av periodontitt letter denne teknikken sterkt operasjonen. Således økes heftet av blandingen til roten, blødning stoppes og plassering av den mucoperiosteale flapp forenkles sterkt mens bruk av suturer unngås.

Oppfinnelsen vil i det følgende illustreres videre i forbindelse med spesifikke eksempler. Eksemplifiseringen er foretatt i forbindelse med dentale eksperimenter utført på rotter, aper og mennesker. Eksemplifiseringen er foretatt i forbindelse med den tilhørende tegning, hvor

Fig. 1 viser en detalj av et tverrsnitt gjennom en rot av en tann med tilstøtende vev fra en ape;

fig. 2 viser en detalj av et tverrsnitt av en tann fra en ape behandlet ifølge oppfinnelsen;

fig. 3 viser en detalj av en replantert apetann uten behandling;

fig. 4 viser en tilsvarende detalj, men på en tann behandlet ifølge oppfinnelsen;

fig. 5 viser en intra-oral radiograf tatt før opera s j onen, og

fig. 6 viser en tilsvarende radiograf tatt etter operasjonen.

Detalj forstørrelsen vist på fig. l illustrerer et tverrsnitt gjennom en rot av en tann med tilstøtende vev fra en apetann som er normalt og naturlig festet til kjevebenet. Mellom kjeveben 1, hvor tannen er festet, og en rot 7 av tannen, dentinet, finnes det såkalte cementum 3 og den periodontale membran 5 som gir feste av tannen til kjevebenet 1 inntil roten 7 av tannen.

EKSEMPLER

I de følgende eksempler brukes det som behandlings-blanding en forløper for emalje, dvs. emaljeforløper eller emaljematrise, vev erholdt fra griser avlivet ved slakt i en alder på ca. 6 måneder og således har tenner under utvikling. Fra rensete grisekjever isoleres tannspirene. Disse spirer består av emaljematriseproduserende celler (emaljeorganet), emaljematrise, dentin, odontoblaster og dental papille. Tannkimene som er befridd fra emaljeorganet skrapes for å isolere og gjenvinne den ønskete emaljematrise, en halvfast, hvit masse erholdes som homogeniseres med vann og gir en pisket kremliknende konsistens. Den anvendte homogenisator er en såkalt polytron fremstilt av Kinematica GmbH, Luzern, Sveits. Den erholdte blanding brukes så i de følgende eksempler.

Eksempel 1

En tann trekkes fra en ape og lagres så i luft i 1 time, hvoretter periodontalmembranen fjernes. På roten av tannen påføres så et tynt sjikt av emaljematrise fra gris fremstilt som ovenfor, hvoretter tannen settes tilbake på plass i kj evebenet.

I fig. 2 er det vist hvordan en ny periodontalmembran 5 etter få uker er blitt regenerert mellom kjevebenet 1 og roten 7 av tannen, og også et nytt cementum-sjikt 3 er blitt dannet mellom periodontalmembranen 5 og roten 7 av tannen. På grunn av anvendelsen av blandingen fremstilt ifølge foreliggende oppfinnelse er gjeninnsettingen av apetannen således blitt utført vellykket med fullstendig fornyet forankring av tannen i kjevebenet.

Eksempel 2

Dette eksempel er en sammenlikning mellom heling av et hulrom malt i en apetann med og uten behandling ved bruk av teknikken ifølge foreliggende oppfinnelse. I fig. 3 er det vist en detalj forstørrelse av området mellom kjevebenet 1 og roten 7 av en apetann. Denne tannen er først blitt trukket, så er et hulrom blitt malt på overflaten av roten og tannen er blitt satt tilbake på plass i kjevebenet for heling. Forstørrelsen ifølge fig. 3 viser helingen etter 8 uker, og som man ser er bare små områder av det benliknende mineral-iserte vev blitt dannet (se de krumme piler). I fig. 4 er det vist et eksperiment som er utført på samme måte, men hvor det dannete hulrom er blitt fyllt med blandingen fremstilt ifølge det ovennevnte før tannen er satt tilbake. Her er også helingen etter 8 uker vist, og det er klart fra figuren hvor godt den periodontale membranen 5 har helet. Figuren viser også hvordan ny cementum 3 er blitt dannet i hulrommet (se de ikke-utfyllte piler).

Eksempel 3

Hensikten med dette eksempel er å vise innflytelsen av "den feste-fremmende blanding" på helingen av eksperimentelle marginale periodontale sår. Eksperimentelle defekter i den marginale periodontium av apetenner ble frembragt ved å fjerne dentalcementum, periodontalmembran og marginalt alveolarben til en cervico-apical avstand på ca. 5 mm med et tannbor. Blandingen ble så påført eksperimentelle defekter og området fikk hele. Kontrolldefekter ble også dannet, men fikk hele uten påføring av blandingen. Etter en helingstid ble resultatene vurdert histologisk.

Resultatene viser at heling på en liknende måte som resultatene som er beskrevet i de foregående eksempler oppnåddes bare når blandingen var blitt påført. Dette omfattet dannelsen av et heftende sjikt av ny cementeum, periodontal membran og alveolart ben. Således hadde nytt feste oppstått. Dette var ikke tilfelle for kontrolltenner, hvor defekten vedvarte men bare var blitt dekket med oralt epitel. Disse resultater indikerer en påføring av blandingen i behandling av periodontitt.

Eksempel 4

Dette eksempel viser innflytelsen av den "festefremmende blanding" på marginal periodontal heling etter behandling av periodontitt hos et eksperimentelt dyr. Aper med naturlig forekommende periodontitt ble utplukket for eksperimentet. De fikk vanlig periodontal operasjon, hvoretter en eksperimentell side hos hvert dyr ble behandlet ved påføring av blandingen på de blottlagte rotoverflater. Den andre side tjente som en kontroll, etter en helingstid ble resultatene bedømt histomorfometrisk.

Resultatene viste at etter påføring av blandingen var et nytt marginalt feste dannet bestående av ny heftende cementum, periodontal membran og alveolar ben opptil et nivå tilsvarende emalje-cementumgrensen. I tall betyr dette flere millimetre nytt periodontalt feste. Kontrolltennene viste bare insigni-fikant og ujevn økning av nytt feste uten noe ny cementum. Disse resultater indikerer en anvendelse av blandingen i behandlingen av periodontitt også hos mennesker.

Eksempel 5

Hensikten med dette eksempel er å vise innflytelsen av den "festefremmende blanding" på marginal periodontitt hos mennesker. Etter godkjennelse fra The Swedish Medical Board og The Regional Ethics Comittee ble blandingen brukt som et hjelpemiddel for vanlig operasjonsbehandling hos pasienter med marginal periodontitt. Pasientene ble operert, hvorunder dental calculus og granuleringsvev ble fjernet. Blandingen ble "malt" på de nakne rotoverflater og dekket med en muco-periostal flik. Helingsresultatene ble bedømt ved periodisk klinisk inspeksjon, registrering av lommedybde og ingival indeks, samt undersøkelse av intra-orale radiografer. Resultatene etter påføring av blandingen ble sammenlignet med tidligere kvantitative studier på vanlig periodontal kirurgi.

Resultatene viste at blandingen hadde frembragt en betydelig økning av marginal alveolar benhøyde (fig. 5 og 6). Disse figurer viser intra-orale radiografer tatt før (fig. 5) og 6 måneder etter (fig. 6) periodontal operasjon inn-befattende påføring av "den festefremmende blanding". Den pre-operative radiograf (fig. 5) viser at nivået (pil) av det alveolare ben (1) befinner seg nesten ved spissen av tannen. 6 måneder etter påføring av blandingen (fig. 6) er en betydelig mengde nytt alveolart ben (1) blitt dannet, og nivået er vist med en pil midt på roten og er øket med flere millimeter. Slike helingsresultater har man aldri sett etter vanlig periodontal operasjon. Helingen generelt viste seg å forløpe meget raskt både med hensyn til klinisk utseende og reduksjon av marginale lommedybder sammenlignet med tidligere studier ved vanlig periodontal kirurgi. Disse resultater viser at blandingen også har evnen til å frembringe nytt periodontalt feste hos mennesker, et helresultat som ikke er sett med vanlige behandlinger.

Eksempel 6

Dette eksempel illustrerer en forbedret fremgangsmåte for påføring av "den festefremmende blanding" ved klinisk praksis. Pasienter med marginal periodontitt ble behandlet som beskrevet i eksempel 5, bare med den forskjell at et fibrinbasert vevsklebemiddel ble blandet inn i blandingen. Vevsklebemiddelet er sammensatt av fibrinogen, plasma-fibronektin, faktor XIII (en koagulasjonsfaktor fra plasma), plasminogen, aprotinin, thrombin og kalsiumklorid fremstilt av Immuno AG, Wien, Østerrike. Vevsklebemiddelet som markedsføres under navnet Tisseel eller Tissucol polymeriserer etter at dets forskjellige bestanddeler er blitt blandet sammen og danner et klebende koagulat. Således øker tilsetningen av Tisseel (Tissucol) til "den festefremmende blanding" heftet til rotflåtene under periodontal kirurgi. Videre stoppes blødning, synlighet og plassering av den muco-periosteale flik lettes. Fliken kan også plasseres mer cervikalt på rotflåtene og suturer kan unngås. Dekning av rotoverflaten er vesentlig for helingsresultatene, da dette til slutt bestemmer den nye festegrad.

Eksempel 7

Hensikten med dette eksempel er å beskrive den minerali-serte vevsinduktive kapasitet til "den festefremmende blanding". Blandingen ble plassert i gelatinkapsler som ble operert inn i bukmuskelen hos rotter. Imitert-opererte rotter ble brukt som kontroll. Etter et helingstid ble rottene drept og vevsreaksjonen i de opererte områder ble bedømt med radiografi, histologi og innføring av <45>Ca.

Resultatene viste at et mineralisert vev, som lignet cementum, hadde blitt dannet etter påføring av blandingen. Ingen spor av noe nydannet vev var å se i de imitert-opererte dyr.

Eksperimentene som er presentert ovenfor viser ensidig den praktiske anvendelse og fordelene ved blandingen fremstilt ved foreliggende oppfinnelse. I lys av det faktum at emaljematrise fra gris er blitt brukt i eksperimenter utført på aper, har forsøkene i tillegg vist at det ikke er nødvendig å bruke en endogen emaljematrise. Det siste resultat er selvfølgelig en betydelig fordel, da det betyr at lett adgang til nytt materiale kan sikres.

Claims (3)

1. Fremgangsmåte for fremstilling av en blanding for bruk ved indusering av binding mellom deler av levende mineralisert vev ved regenerering av mineralisert ved på minst én av delene, karakterisert ved at tannspirer isoleres fra pattedyrskjever, emaljeorganet fjernes fra tannspirene, og emaljematrisen utvinnes fra de gjenværende tannspirene og blandes deretter eventuelt med en bærer eller lignende.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at isoleringen foretas fra en fe- eller svinekilde.

3. Fremgangsmåte ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at bæreren, fortynningsmiddelet eller klebemiddelet er dentalt eller biologisk akseptabelt.