بیوسرامیک ها در پزشکی (بخش سوم)

بیوسرامیک ها در پزشکی (بخش سوم)

در دو بخش قبلی در مورد بیوسرامیک های خنثی و سرامیک های زیست فعال از نوع زیست تخریب پذیر توضیح داده شد و در این بخش به شرح سرامیک های زیست فعال غیر تخریب پذیر پرداخته می شود. همانطور که در بخش قبل ذکر شد، سرامیک های زیست فعال به دلیل داشتن فعالیت بیولوژیکی در صنعت پزشکی بیشتر مورد توجه هستند.

شکل 1: کاربردهای بیوسرامیک ها در قسمت های مختلف بدن.

بیوسرامیک های غیر تخریب پذیر

مانند همه مواد زیستی ، دو عامل مهم پاسخ بافت بدن به بیوسرامیک ها را تعیین می کند: ترکیب و مورفولوژی. به طور کلی ، بیوسرامیک ها در مقایسه با پلیمرها یا فلزات با بافت بدن واکنش بهتری نشان می دهند. اکثر بیوسرامیک ها اجزای خود را در بدن انسان آزاد نمی کنند ، مگر اینکه جزء سرامیک های زیست تخریب پذیر باشند (که در بخش قبل به آنها پرداخته شد). تقریبا هر ماده زیستی که برای مدت طولانی در بدن بماند با آزادسازی اجزای مضر در بدن انسان همراه است،

اگرچه به مقدار کم باشد. به طور مثال نشان داده شده است که نیترید سیلیکون ، Si3N4 ، واکنش خارجی نسبتاً قوی با بدن را نشان می دهد اگرچه حاوی هیچ مؤلفه مضری نیست. به همین سبب سطح ایمنی کلیه بیوسرامیک ها – از نظر واکنش خارجی با بدن و سمیت – باید با دقت مورد بررسی قرار گیرد ، حتی اگر تصور شود که اجزاء آزاد شده برای بدن بی ضرر است.

بطور کلی ، بیوسرامیک ها پاسخ خارجی با بدن را نشان نمی دهند و نسبت به سلول های طبیعی سمی نیست. علاوه بر این ویژگی های ایمنی، یکی از ویژگی های بسیار مهم بیوسرامیک ها اتصال آنها با استخوان است. شیشه های زیست فعال و شیشه سرامیک های زیست فعال به طور مستقیم به استخوان متصل می شوند و از دسته بیوسرامیک های غیر تخریب پذیر به شمار می آیند.

شیشه های زیست فعال

شیشه‌های زیستی، جامدات غیر کریستالی آمورفی هستند که از ترکیبات سیلیکایی تشکیل شده‌اند. شیشه های زیست فعال با بدن انسان سازگار هستند، با استخوان پیوند مناسبی دارند و با گذشت زمان می توانند رشد استخوان جدید را تحریک کنند. کاربرد اولیه شیشه سرامیک ها ترمیم آسیب‌های استخوانی یا نقص‌هایی است که امکان بازسازی استخوان با فرایندهای طبیعی وجود ندارد. این شیشه های زیستی به روش های ذوبی و سل-ژل تولید می شوند.

ترکیب اولین شیشه زیست فعال حاوی درصدهای مولی 46.1 %SiO2، 24.4 %NaO ، 26.9 % CaO و 2.6 % P2O5 است که 45S5 نامیده شده و اکنون با نام تجاری Bioglass® که شناخته شده است. اولین کاشت این شیشه زیست فعال در استخوان ران بود که پس از 6 هفته با سختی زیادی از بدن خارج شدند. ارزیابی کمی از مقاومت برشی سطحی در مدل های موش و میمون نشان داد که استحکام پیوند در فصل مشترک Bioglass® و استخوان مساوی یا بیشتر از استحکام استخوان میزبان بود.

شیشه زیست فعال برای کاربردهای پزشکی

شیشه زیستی 45S5 نسبت به سایر شیشه های زیست فعال دارای مقادیر کمتری سیلیکا و مقادیر بیشتری از کلسیم و فسفر با نسبت مولی 5 به 1 است.  در تولید آن برخلاف شیشه سرامیک ها که دما به تدریج کم می‌شود، پس از قرار دادن مواد در کوره و رسیدن به دمای مناسب به‌طور ناگهانی سرد می شوند و ساختار آمورف تشکیل می شود. نسبت بالای کلسیم به فسفر منجر به ایجاد کریستال‌های آپاتیت می شود و اگر نسبت کلسیم به فسفر کم باشد ساختار به استخوان متصل نمی‌شود.

دلیل استفاده از شیشه زیست فعال 45S5 برای کاربردهای پزشکی شباهت ترکیب آن به هیدروکسی آپاتیت، ماده معدنی استخوان،است. این بیوسرامیک باید در جای خشک نگهداری شود چون به راحتی رطوبت را جذب می‌کند و با آن واکنش می‌دهد.

تشکیل بافت استخوان

شکل 3: مراحل تشکیل بافت استخوان اطراف شیشه زیستی



دیدگاهتان را بنویسید