İpucu

Biyomalzeme bunlar neler, türleri ve özellikleri

İnsanların (ve çoğu hayvanın) yaraları ve yaraları iyileştirme konusunda belirli bir yeteneği vardır. Normalde, mekanik işlemlerle epidermisin açıklıkları tıbbi düzeyde öngörülebilir bir iyileşme mekanizmasını takip eder: dokuyu yeniden şekillendirmek ve orijinal durumuna geri döndürmek için pıhtı oluşumu, iltihaplanma, hücre çoğalması ve yeni suşların farklılaşması. mümkün olduğu kadar.

Her neyse, sadece epidermis tamir edilmiyor. Kemik konsolidasyonu ve miyosit uydu hücrelerinin mobilizasyonu (sırasıyla kemik ve kasta), lokomotor sistemimizdeki mikro yırtıkları ve kırıkları düzeltmeye çalışan diğer fizyolojik mekanizmaların örnekleridir.

Örneğin, bir kemikte bir kırık olduğunda, hücre gövdeleri (osteositler, osteoblastlar, osteoklastlar ve osteoprogenitör hücreler), kemiğin normal şeklini mümkün olan en kısa sürede geri kazanmasını sağlamak için kemik matrisini salgılar ve yeniden şekillendirir. Tipik olarak 6 ila 8 hafta içinde önemli iyileşme görülebilir.

Ne yazık ki, tüm dokular iyi bir şekilde iyileşmez ve kalp veya diğer organlar gibi bazıları mükemmel bir rejeneratif kapasiteden tamamen yoksundur. İnsan fizyolojik yeteneklerinin sınırlarına meydan okumak ve potansiyel olarak milyonlarca hayatı kurtarmak, biyomalzemeler zamanımıza geliyor. Onlar hakkında her şeyi öğrenin, çünkü tıbbın geleceği en azını söylemeyi vaat ediyor.

Biyomalzemeler nelerdir?

Tıbbi açıdan bakıldığında bir biyomateryal, Özellikle cerrahi eleman veya implantın bir parçası olarak canlı dokuya sokulması amaçlanan herhangi bir doğal veya sentetik malzeme. Fizyolojik düzeyde bu malzemeler, hastada olumsuz bağışıklık tepkilerine neden olmadan canlı dokuyla hemen temas edebildikleri için diğerlerine kıyasla benzersiz özelliklere sahiptir.

Ek olarak, biyomalzemelerin işlevlerini farmakolojik maddelerin salgılanmasıyla gerçekleştirmezler ve vücut tarafından metabolizmaya bağlı değildir İstenilen etkiyi elde etmek için (değilse, ilaçlardan bahsediyor olurduk). Sadece işlevselliği ve sihri, doğru yerde olmakta (ve uyum sağlamakta) bulunur, çünkü ideal olarak, bir tür hasar görmüş herhangi bir sert veya yumuşak dokunun yerini almaya hizmet ederler. Tipik kullanımlarına ek olarak, giderek artan bir şekilde teşhis yöntemleri ve diğer klinik olaylar olarak kullanılmaktadırlar.

İlk nesil biyomateryaller, yaklaşık 1940 yılında tasarlandı ve 1960’larda ve 1970’lerde kullanışlılık ve işlev açısından zirveye ulaştı.Malzemeler ve tıbbi bilgiler rafine edildikçe, bu elementlerin yetenekleri zamanla gelişerek ikinci ve üçüncü nesil bileşiklere yol açtı. İdeal özelliklerinden bazıları şunlardır:

  • Uygun mekanik özellikler: Oldukça sert bir biyomateryal, doğru işlevselliği engelleneceği için gevşek bir doğal dokuya sokulamaz.
  • Sulu ortamda korozyon direnci: insan vücudu% 60 sudur. Bu nedenle biyomateryalin su stresine dayanıklı olması esastır.
  • Yerleştirildiği dokuda lokal toksisiteye veya kanserojen olaylara yol açmamalıdır.
  • İkinci nesilden itibaren, malzemelerin ek olarak biyoaktif olduğu da araştırıldı. Bunlar, biyomateryalin işlevini ve performansını destekleyen fizyolojik bir tepkiye neden olmalıdır.
  • Aranan yeni özelliklerden bir diğeri de bazı malzemelerin yeniden emilebilmesidir. Bu, zamanla yok oldukları veya büyük ölçüde değiştikleri ve vücut tarafından metabolize edilebilecekleri anlamına gelir.
  • Son olarak, bugün bazılarının hücresel düzeyde belirli yanıtları uyardığı beklenmektedir.

Hayal edebileceğin gibi Bir biyomateryalin ideal özellikleri tamamen işlevselliğe bağlıdır. Örneğin bir cerrah, bağ yaralanmalarında bir greftin sabitlenmesi için uygulanan bir vida ile zamanla yeniden emilecek ve böylece hastaya tekrar müdahale edilmesine gerek kalmayacaktır. Öte yandan, biyomateryal hayati bir yapının yerini alırsa, fikir kalıcı olması ve vücut ekosisteminin tüm acımasızlığına direnmesidir.

Daha ne, bazı biyomateryaller, büyümelerini ve farklılaşmalarını geliştirebildikleri için hücresel açıdan ilginçtir.. Örneğin, bazı üçüncü nesil biyoaktif kristaller, hızlı yenilenmeyi desteklemek için hasarlı doku hücrelerinde belirli genleri aktive etmek için tasarlanmıştır. Distopik bir gelecekten alınmış bir teknoloji gibi görünüyor, ancak bu bugün bir gerçektir.

Biyomalzeme türleri

Yukarıdakilerin tümü bir dizi eterik kavramda kalmaması için, size biyomalzemelerin yararlılığına dair kanıt sunuyoruz. Hepsini kapsayamayız (liste çok uzun olduğu için), ancak en ilginçlerinden bazılarını topluyoruz. Kaçırma.

1. Kalsiyum fosfat seramikler

Gözenekli kalsiyum fosfat seramikler, bazı intraboni kusurlarını onarmak için kullanılabilir. toksik değildirler, vücutla biyolojik olarak uyumludurlar ve kandaki kalsiyum ve fosfor seviyelerini önemli ölçüde değiştirmezler. Her durumda, biyoseramikler son derece sert olduğundan ve çok yavaş bozunduklarından, daha iyi sonuçlar elde etmek için genellikle bunları biyolojik olarak parçalanabilen polimerlerle birleştirmek gerekir.

Bu tür implantlar, örneğin kırıklarda kemik iyileşmesini desteklemek için kullanılır. İlginç bir gerçek olarak, bu biyomalzemelerin mezenkimal kök hücreler ile aşılanmasının bazı hayvanlarda daha hızlı ve daha rafine doku yenilenmesini destekleyebileceği gözlemlenmiştir. Gördüğünüz gibi, bir biyomateryal sadece bir mineral veya bileşik değil, aynı zamanda işlevselliğini elde etmek için mükemmel dengeyi bulmaya çalışan organik ve inorganik elementlerin bir karışımıdır.

2. Biyoaktif kristaller

Biyoaktif kristaller ayrıca kemik seviyesinde bazı rejeneratif süreçler için idealdir, çünkü Bozulma hızları kontrol edilebilir, osteojenik potansiyele sahip belirli iyonik materyalleri salgılarlar ve kemik dokusuyla doğru görüşmeden daha fazla afiniteye sahiptirler.. Örneğin, birçok çalışma, bazı biyoaktif kristallerin, kemiğe sertliğini ve işlevselliğini veren hücreler arası matris salgılayan kemik dokusu hücreleri olan osteoblastların aktivasyonunu teşvik ettiğini göstermiştir.

Biyoaktif kristaller

3. Yeniden emilebilir bikortikal vidalar

Polilaktik ve poliglikolik asit bazlı yeniden emilebilir plakalar ve vidalar günün sırasıdır. Yaralanmalara kaynak yaparken pek çok sorunu beraberinde getiren sert titanyum elementlerinin yerini daha fazla alıyorlar.

Örneğin, poliglikolat güçlü bir malzemedir, sert değildir, yıpranmaz ve dikiş sırasında iyi dayanma güvenliği sunar. Bu malzemeler çok daha az hasta rahatsızlığına neden olmaları, daha ucuz olmaları ve cerrahi olarak çıkarılmaları gerekmemesi bakımından titanyumdan çok daha iyi performans gösterirler.

Bicortical vidalar

4. Biyomateryal yamalar

Şimdiye kadar kemik rejenerasyonu için kullanılan ancak yumuşak dokularda da kullanılan biyomalzemelerden bahsettik. Örneğin, Ulusal Biyomedikal Görüntüleme ve Biyomühendislik Enstitüsü, kahverengi alglerden yapılmış aljinat yamaları geliştirmektedir. travma, ameliyat veya pnömoni ve kistik fibroz gibi durumlardan akciğer sızıntılarını tedavi etmek için terapötik sızdırmazlık maddeleri.

Bu teknolojilerin sonuçları umut vericidir, çünkü aljinat yamaları, akciğerler tarafından uygulananlara benzer basınçlara iyi yanıt verir ve bu organlarda yaşam için çok önemli olan doku yenilenmesine yardımcı olur.

5. Yanıklar için hidrojel “bandajı”

Ciddi yanıklardan muzdarip insanlar, bandajları manipüle edildiğinde gerçek acı çekerler ve ayrıca epidermal büyümeyi ve doku yenilenmesini geciktirirler. Bugün üzerinde çalışılmakta olan hidrojellerin kullanılmasıyla bu bir dizi problem ortadan kalkabilir.

Hidrojel, yaradaki sert hava koşullarının neden olduğu enfeksiyon ve bozulmayı önlemek için ideal bir film görevi görür.. Ek olarak, belirli kontrollü prosedürler oranında çözülebilir ve bunun gerektirdiği mekanik stres olmadan yaralanmayı açığa çıkarabilir. Şüphesiz, bu ciddi yanıkları olan hastaların hastanede kalışlarını sonsuz ölçüde iyileştirecektir.

Özet

Size söylediğimiz her şey tahminlere ve hipotezlere dayanmıyor: Bu malzemelerin birçoğu bugün zaten kullanımdadır, diğerleri ise şu anda aktif olarak geliştirilmektedir..

Gördüğünüz gibi, tıbbın geleceği en azını söylemek için umut veriyor. Biyomalzemelerin keşfi ve iyileştirilmesiyle, vidaların ve dikişlerin yeniden emilmesinden, kendi iyileşme mekanizmalarının aktivasyonunu teşvik eden dokulardaki elementlerin entegrasyonuna kadar sonsuz olasılıklar açılır. Şüphesiz tıp alanında gerçeklik kurgudan daha tuhaftır.

Bibliyografik referanslar:

  • Bhat, S. ve Kumar, A. (2013). Biyomalzemeler ve biyomühendislik yarının sağlık hizmetleri. Biomatter, 3 (3), e24717.
  • Biyomalzemeler, NIH. 20 Mart’ta https://www.nibib.nih.gov/science-education/science-topics/biomaterials adresinden erişildi.
  • Griffith, LG (2000). Polimerik biyomalzemeler. Açta materialia, 48 (1), 263-277.
  • Hubbell, JA (1995). Doku mühendisliğinde biyomalzemeler. Biyo / teknoloji, 13 (6), 565-576.
  • Navarro, M., Michiardi, A., Castano, O. ve Planell, JA (2008). Ortopedide biyomalzemeler. Kraliyet toplumu arayüzü Dergisi, 5 (27), 1137-1158.
  • Park, J. ve Lakes, RS (2007). Biyomalzemeler: bir giriş. Springer Science & Business Media.
  • Ratner, BD ve Bryant, SJ (2004). Biyomalzemeler: neredeydik ve nereye gittiğimiz. Annu. Rev. Biomed. Müh., 6,41-75.

Konuk Yazar

Yazarlarımız konularında uzman ve eğitimli kişilerdir. Sorularınızı en iyi şekilde cevaplamak, Fikre ihtiyaç duyduğunuzda en yaratıcı fikirleri üretmek için buradalar. Sizleride Bekliyoruz.

Bunlar da hoşunuza gidebilir.

Başa dön tuşu