Unter Kranioplastik versteht man den Vorgang des Auffüllens und Reparierens des defekten Schädels mit verschiedenen Reparaturmaterialien. Es handelt sich derzeit um einen der routinemäßigsten neurochirurgischen Eingriffe und kann in vielen Primärkrankenhäusern durchgeführt werden. Studien haben gezeigt, dass die Kranioplastik nicht nur die Form der Schädelhöhle wiederherstellt, sondern auch die Ästhetik wiederherstellt und auch eine wichtige Rolle bei der Wiederherstellung der neurologischen Funktion des Patienten spielt. Die Kranioplastik ist eine medizinische Technik mit langer Geschichte. Schon unsere Vorfahren haben solche medizinischen Versuche vor Jahrtausenden durchgeführt. Das Museum für Osteologie in Oklahoma, USA, besitzt eine Sammlung eines Kriegers in Peru vor 2.000 Jahren. Der Schädel des Kriegers wurde im Kampf verletzt und eine Metallplatte wurde in die Wunde implantiert, um den Bruch zu reparieren. Mit der rasanten Entwicklung des industriellen Niveaus, der Wissenschaft und Technologie sowie der Diagnose- und Behandlungsmethoden ist die Kranioplastik zu einer relativ häufigen und routinemäßigen Operation in der Neurochirurgie geworden. Während dieses Prozesses durchlaufen die Materialien für die Kranioplastik auch die folgenden Phasen: Anschließend kam es nach und nach dazu, Knochengewebe von Menschenaffen, Kaninchen und Rindern zur Transplantation auf den Menschen zu verwenden. Zusätzlich zu häufigen Komplikationen wie Infektionen nach der Transplantation und Knochenresorption verursacht eine Xenotransplantat-Knochentransplantation aufgrund der starken Immunabstoßung von Xenotransplantatmaterialien durch den menschlichen Körper häufig sekundäre Schäden bei den Patienten. Autologe Knochentransplantation Im Jahr 1821 führte Arzt Vonwalther die weltweit erste autologe Knochentransplantation zur Reparatur von Schädeldefekten durch. Im Jahr 1867 schlug Arzt Lollier die wichtige Rolle des Periostes bei der Knochenregeneration vor. In der Folge gab es in der Literatur zahlreiche Berichte über die Reparatur von Schädeldefekten mit autologen Schädellappen, Unterkieferaußenplatten, Rippen, Beckenkämmen und Wadenbeinlappen. Zur Reparatur kleinerer Schädeldefekte eignen sich autologe Rippen in Form von Streifen oder Pulver. Derzeit ist die autologe Knochenreparatur immer noch der Goldstandard für die Schädelrekonstruktion. Autologes Knochengewebe weist eine gute Osteokonduktivität und Histokompatibilität, keine Abstoßung und eine geringe postoperative Knochenfreilegung auf. Erhöhtes sekundäres Trauma, hohe Knochenresorptionsrate des transplantierten Knochens und andere Probleme, die klinische Anwendung ist begrenzt. Allotransplantatknochen Die große Zahl von Soldaten im Ersten und Zweiten Weltkrieg, die durch Schüsse und Explosionen Schädeldefekte erlitten, führte zu erheblichen Fortschritten bei den Methoden zur Reparatur von Schädeldefekten. Zu Beginn des 20. Jahrhunderts gab es Berichte über die Transplantation menschlicher Leichenschädel zur Reparatur von Schädeldefekten. Allotransplantatmaterialien werden häufig aus Knochenlappen anderer Menschen gewonnen, wodurch das Problem des unzureichenden autologen Knochens bei Patienten mit großen Schädeldefekten bis zu einem gewissen Grad gelöst und den klinischen Anforderungen gerecht werden kann. Um die Abstoßungsreaktion zu reduzieren, werden bei der Behandlung von Allotransplantatknochen häufig Methoden wie die Bestrahlungsmethode und die Hochdruckdampfsterilisation eingesetzt. Da der Erwerb allogener Materialien ein großes Trauma für den Spender darstellt und viele ethische Fragen mit sich bringt, wird er derzeit nur selten eingesetzt. Polymermaterialien Polymethylmethacrylat Dieses Material ist stark, stabil, hitzebeständig und kann von Röntgenstrahlen durchdrungen werden. Er wird auch Knochenzement genannt, weil seine Festigkeit der von menschlichen Knochen ähnelt. Da es jedoch spröde ist und bei Einwirkung äußerer Kräfte zu Rissen neigt, wird es bei der Schädelreparatur nur selten allein verwendet. Im Vergleich zu autologem Knochen weist Polymethylmethacrylat keine Porosität auf und kann nach der Implantation in den Schädel nicht von neuem Gewebe infiltriert und umhüllt werden. Es ist nach der Operation anfällig für Infektionen und wird derzeit weniger verwendet. Da es zudem nur schwer mit dem umgebenden Gewebe verträglich ist und nicht mit dem Schädel verwachsen kann, ist die Verwendung als Reparaturmaterial für Schädeldefekte bei Kindern verboten. Hydroxylapatit ist in seiner Molekularstruktur und seinem Calcium-Phosphor-Verhältnis den anorganischen Bestandteilen in normalen Knochen sehr ähnlich und gehört zu den Calcium-Phosphor-Keramiken. Hydroxylapatit weist eine gute Biokompatibilität, Osteokonduktivität und Osteoinduktivität auf. Nach der Implantation in den Körper werden Kalzium und Phosphor von der Oberfläche des Materials freigesetzt, um vom Körpergewebe absorbiert zu werden und das Wachstum neuen Knochengewebes zu induzieren. Mithilfe der CAD/CAM-Technologie kann Hydroxylapatit entsprechend der Größe und Form des Defekts vor der Operation zu personalisierten Implantaten vorgefertigt werden. Das Hauptproblem besteht jedoch darin, dass die intraoperative Schraubenfixierung und die postoperative äußere Krafteinwirkung leicht brechen können, was zu einer höheren Rate postoperativer Infektionen führt . Darüber hinaus wird Hydroxylapatit im Körper zu schnell abgebaut, sodass es normalerweise zur Reparatur kleiner Knochendefekte verwendet wird, die durch Schädelbohrungen entstanden sind, während große Schädeldefekte mit einem Titannetz repariert werden müssen. Silikonkautschuk Ein nichtmetallisches Material, das Ende des letzten Jahrhunderts häufig in der Kranioplastik verwendet wurde. Es bietet die Vorteile eines einfachen Schneidens und Fixierens, einer guten Gewebeverträglichkeit und eines niedrigen Preises. Die Nachteile bestehen jedoch darin, dass das Material dicker ist, die Textur weicher ist, die Festigkeit gering ist und die Kanten nicht leicht zu haften sind und sich leicht verziehen. Das instabile Material kann leicht zu subkutaner Flüssigkeit oder Infektion, Verschiebung, Umstülpung und Freilegung führen. Bei der Verwendung von Kieselgel zur Reparatur ist es schwierig, zeitnahe Stabilität und langfristige Stützwirkung zu erzielen, weshalb Silikonkautschuk nach und nach eliminiert wird. Metalltransplantationsmaterial Zu den Metallen, die für die Kranioplastik verwendet werden können, gehören hauptsächlich Gold, Silber, Aluminium, Titan usw. Aluminium wird nicht mehr als Metallmaterial für Knochentransplantate verwendet, das sich mit der Zeit auflöst und das Nervengewebe im Gehirn reizen und Epilepsie auslösen kann . Obwohl Gold als Restaurationsmaterial wirksam ist, wird es aufgrund seiner weichen Textur und seiner geringen Kosteneffizienz nicht häufig verwendet. Der mit Silberplatten reparierte Schädel neigt zu oxidativen Reaktionen mit dem umgebenden Hautgewebe, wodurch sich die Farbe des Hautlappens ändert. Darüber hinaus ist reines Silber weich und weist eine geringe Widerstandsfähigkeit gegenüber äußeren Kräften auf. Bei Belastung verformt es sich und schädigt dadurch intrakranielles Gewebe und Nerven. Titan wurde erstmals in den 1950er Jahren in der Kranioplastik eingesetzt. Das aus Titan hergestellte Material ist sicher, hat eine hohe Festigkeit und eine starke Säure- und Alkalibeständigkeit und führt im menschlichen Körper selten zu Abstoßungen. Daher wird es derzeit häufig in der klinischen Praxis eingesetzt. Titanmetall weist jedoch in der postoperativen CT- oder MRT-Bildgebung eine hohe Helligkeit auf. Wenn nach der Operation ein Hämatom oder Tumor in der Nähe des intrakraniellen Implantats auftritt, ist eine Beurteilung anhand des Bildes schwierig. Da Titan außerdem ein Metallmaterial mit guten Wärmeübertragungseigenschaften ist, kann es in einer Umgebung mit hohen Temperaturen im Freien zu Schäden am intrakraniellen Hirngewebe und an den Nerven führen. Daher ist Titanmetall immer noch nicht das idealste Material für die Kranioplastik. PEEK Polyetheretherketon (PEEK), ein halbkristallines lineares polyzyklisches aromatisches lineares Polymer, wurde 1998 erstmals in klinischen Implantaten verwendet, hauptsächlich bei Wirbelsäulen- und Hüftersatz, aufgrund seiner Festigkeit, Haltbarkeit und den hervorragenden Eigenschaften, die sich in der Kombination aus Zähigkeit zeigen , Steifigkeit und Widerstandsfähigkeit, der Einsatz in der klinischen Medizin nimmt immer weiter zu. Im Jahr 2007 wurde erstmals über die Erfahrung mit der Verwendung von PEEK-Material bei der Rekonstruktion frontoorbitaler Defekte in der Kiefer- und Gesichtschirurgie berichtet, wodurch PEEK-Material nach und nach von Neurochirurgen anerkannt wurde. Der Hauptvorteil des PEEK-Materials besteht darin, dass die Elastizitäts- und Festigkeitsschwellen denen des kortikalen Knochens sehr nahe kommen, was es zu einer wertvollen Option für die Rekonstruktion von Schädeldefekten macht. PEEK hat eine ähnliche Festigkeit und Härte wie kortikaler Knochen und ist äußerst inert, was die Freisetzung zytotoxischer Substanzen durch mechanische oder chemische Zersetzungsfaktoren grundsätzlich ausschließt. Darüber hinaus kann das PEEK-Material aufgrund der strukturellen Stabilität bei hohen Temperaturen durch feuchte oder trockene Hitze ohne Verformung sterilisiert werden. Seine extrem niedrige Wärmeleitfähigkeit verringert die Möglichkeit einer Schädigung des intrakraniellen Hirn- und Nervengewebes durch Änderungen der Außentemperatur und hat keinen Einfluss auf die Ergebnisse bildgebender Untersuchungen von Patienten. Darüber hinaus kann Polyetheretherketon-Material durch die Kombination von CT-Dünnschichtscannen und Computer-3D-Drucktechnologie auch zu einem Formmaterial verarbeitet werden, das nahezu identisch mit der biologischen Krümmung des Schädels des Patienten ist, wodurch der Schädel nach der Reparatur schöner wird. Allerdings ist der Preis von Polyetheretherketon-Materialien relativ hoch, was für manche Patienten schwer zu akzeptieren ist. Unter der Prämisse, den Preisfaktor nicht zu berücksichtigen, gilt Polyetheretherketon-Material daher als das idealste Material für die Kranioplastik. Das von ARKMED ARK-BioPEEK selbst entwickelte und produzierte Polyetheretherketon (PEEK)-Material in medizinischer Implantatqualität zeichnet sich durch hervorragende Leistung und niedrigen Preis aus und eignet sich für die Reparatur und Implantation von Schädeldefekten.