- اسفند ۱۵, ۱۳۹۸
- ارسال شده توسط: تاراپوشش
- بخش: بیومتریال
استخوان سازی و تعاریف آن
هر کاشتنی ارتوپدی با توجه به میزان برهمکنش با بافت استخوان و نحوهی عملکرد در بافت زنده، دارای ویژگی هایی برای بهبود برهمکنش با بافت است. این ویژگی ها تحت عناوین گوناگون تعریف میشوند که عبارت اند از القای استخوانی(osteoinduction) ، هدایت استخوانی(osteoconduction) و همبندی با استخوان (Osseointegration) . اگرچه در مقالات گاهی این واژه ها به اشتباه به جای یکدیگر به کار میروند اما در لغت و در اصطلاح تفاوت های بسیاری در ویژگی ها ایجاد مینمایند. به طور مثال امروزه هر سه این اصطلاحات در رابطه با پروتئین های مورفوژنیک استخوانی (BMP)، فاکتور های رشد استخوانی و لنگراندازی مستقیم استخوانی(Direct bone anchorage) به کار میروند. از همین رو این مقالهی کوتاه به بررسی تعریفی اجمالی از این اصطلاحات و مثال های کوتاه میپردازد.
القای استخوانی (osteoinduction)
این عبارت به این معناست که سلول های اولیه ، تمایز نیافته و پرتوان (pluripotent) به نوعی برای بهبود به ردهی سلولی استخوان ساز ترغیب شوند. از آنجا که بافت سلول، علاوه بر سلول های تمایزیافته استخوانی مانند استئوبلست ها، استئوسیت ها و استئوکلاست ها، سلول هایی کمتر تمایزیافته نیز دارد، این سلول ها نقش مهمی در ترمیم و بهبود استخوان دارند. عوامل القاکنندهی استخوانسازی به این سلول ها در بهبود تمایز استخوانی کمک مینمایند تا به سلول های پیش استئوبلاست تبدیل شوند. البته تمایز قائل شدن میان القای استخوانی و هدایت استخوانی دشوار است.
یک بایومتریال با قابلیت القای استخوانی باید قابلیت فراخوانی سلول های بنیادی مزانشیمی (MSC) به سطح داربست استخوانی طی رهش فاکتور رشد را داشته باشد و تمایز سلول های MSC به استئوبلاست را تسهیل کند. از طرفی استئوبلاست ها باید قابلیت تشکیل استخوان جدید در درونتن را داشته باشند.
شکل 1 به طور شماتیک به خوبی این فرآیند را شرح داده است.
هدایت استخوانی (osteoconduction)
این عبارت به این معنی است که استخوان روی یک سطح رشد نماید. یک سطح هادی استخوان، سطحی است که اجازه دهد تا استخوان روی سطوح تخلخل های آن رشد نماید. بنابر نظریه ی ویلسون-هنچ، هدایت استخوانی فرایندی است که استخوان مستقیما روی سطح را بپوشاند. رشد استخوان روی سطح کاشتنی به عمل سلول های تمایز یافته بستگی دارد. فاکتور های رشد گوناگونی برای رشد استخوان لازم است. از آن جمله میتوان به FGF، TGF-β و PDGF اشاره کرد.
(فاکتور های رشد پروتئین های کوچکی هستند که به عنوان عوامل سیگنال دهنده برای سلول ها خدمت میکنند.)
در رابطه با کاشتنی، هدایت استخوانی تن ها به شرایط ترمیم استخوان وابسته نیست بلکه به ماهیت زیست ماده مورد استفاده و نحوه واکنش آن نیز بستگی دارد. به طور مثال هدایت استخوانی در سطح مس یا نقره ممکن نیست.
شکل 2 هدایت استخوان را در سطح یک کاشتنی پیچ تیتانیومی نشان میدهد.
هدایت استخوانی در قسمت های پایین پیچ تیتانیومی.
همبندی با استخوان (Osseointegration)
همبندی استخوانی پدید های منفرد نیست بلکه به مراحل قبلی نظیر هدایت استخوانی و القای استخوانی وابسته است. این عبارت به معنای ایجاد رابطه ساختاری بین استخوان و سطح کاشتنی است. در واقع همبندی با استخوان، جوش خوردن کاشتنی به استخوان را معنا مینماید. این پدیده از لق شدگی کاشتنی در استخوان جلوگیری میکند.
شکل 3 همبندی کاشتنی دندانی با استخوان را در فک به خوبی به نمایش میگذارد.
شماتیک همبندی با استخوان