Bioaktivt glas

Bioaktivt glas (även bioglas ) är ett biologiskt aktivt material baserat på silikatglas , bestående av en glasartad matris och mikrokristaller, som används för att återställa ben. Bioaktiva glasögon är keramik som kan interagera med kroppsvävnader [1] . Efter integration, i kontakt med saliv eller någon fysiologisk vätska, bidrar bioglasögon till bildandet av ett lager av karboniserad hydroxiapatit och aktivering av endogen remineralisering av skadad vävnad [2] .

Bioaktiva glas framställs huvudsakligen av kiseldioxid med tillsats av andra oxider . Den mest kända bioglasformuleringen är Bioglass 45S5, tillverkad av kiseldioxid, natriumoxid , kalciumoxid och fosforpentoxid . Den senaste utvecklingen gör det möjligt att erhålla bioaktiva glas baserade på boroxid [3] och använda polyestertillsatser [ 4] .

Uppfinningar

Första upptäckterna

Bioglass

Uppfann bioaktivt glas Amerikanske vetenskapsmannen Larry Hench ( engelska  Larry L. Hench ). Imponerad av ett tillfälligt samtal med en överste som nyligen återvänt från Vietnamkriget om bristen på medicinsk teknik för att hjälpa till att rädda de sårades lemmar, började Hench arbeta med att skapa biomaterial som inte skulle avvisas av människokroppen. Metoder för att rekonstruera skadad benvävnad med implantat var kända, men problemet var materialet för implantatet som måste vara biokompatibelt med vävnaden. Inledningsvis gavs företräde åt biologiskt inerta material - korrosionsbeständiga metaller, plaster och keramik. Material som titan och dess legeringar , rostfritt stål , keramik är giftfria och resistenta mot kroppens biokemiska effekter. Bioinerta material har dock inte funnit någon bred tillämpning inom rekonstruktiv kirurgi på grund av bristen på bioaktiva beläggningar som utesluter oundvikliga avstötningsreaktioner [5] .

Henchs team fann att hydroxyapatit bildar en extremt stark bindning med skelettet och är den huvudsakliga mineralbeståndsdelen i ben . Experiment med olika sammansättningar baserade på hydroxiapatit visade att det stimulerar osteogenes och spelar en viktig roll i regleringen av kalciumfosfatmetabolismen i kroppen, och att de önskade egenskaperna kan erhållas om materialet formas till ett poröst glas [6] .

1969 erhölls ett glasprov med ett molekylviktsförhållande av komponenter: , senare kallat Bioglass 45S5. Ted Greenlee, biträdande professor i ortopedisk kirurgi vid University of Florida, implanterade proverna i råttor. Sex veckor senare ringde Greenlee Hench för att säga att proverna inte kunde hämtas [2] .

Således kunde Larry Hench uppnå ett resultat där det resulterande materialet var så fast integrerat med benet att det inte kunde avlägsnas utan att skada benet [7] . Hench publicerade sin första artikel i ämnet 1971 i Journal of Biomedical Materials Research . Hans labb fortsatte att arbeta med projektet under de kommande 10 åren med fortsatt finansiering från den amerikanska armén . År 2006 hade mer än 500 artiklar om bioaktiva glasögon redan publicerats av forskare runt om i världen [2] .

Utveckling av vetenskap

Efter upptäckten av bioaktivt glas 1969 initierades en serie internationella biomaterialsymposier av ett antal forskare, med fokus främst på material för rekonstruktiv kirurgi. När dessa symposier blev mer och mer populära uppstod idén att bilda en specialiserad organisation för biomaterial. Society for Biomaterials bildades officiellt i USA i april 1974 [8] . I mars 1976 bildades en liknande förening ( The European Society for Biomaterials ) i Europa [9] .

Stadierna av bioglasutveckling är villkorligt uppdelade i fyra perioder [10] :

  1. upptäcktens tidsålder (1969-1979);
  2. era av klinisk användning (1980-1995);
  3. eran av vävnadsregenerering (1995-2005);
  4. innovationens era (2005 - efterföljande år).

Fram till 1980-talet fokuserade forskningen på användningen av bioglas inom ortopedi och tandvård för att behandla skelettdefekter till följd av skada eller sjukdom. Ytterligare studier har visat att upplösningsprodukterna som härrör från nedbrytningen av bioglas kan stimulera inte bara osteogenesprocessen, utan även kondrogenes , vilket leder till bildandet av brosk . Interaktionen mellan bioglas och mjuk bindväv demonstrerades första gången 1981 av forskargruppen Dr. John Wilson [11] .

Nya vägbeskrivningar

Boratglasögon

De grundläggande kompositionerna som användes för att skapa nya formuleringar för tillverkning av bioaktivt glas var huvudsakligen baserade på en matris av kiseldioxid . De flesta kommersiella bioaktiva glasen innehåller det som en viktig komponent. Bindningsmekanismen i sådana silikatbaserade bioglas är partiell upplösning på grund av närvaron av modifierande oxider ( och ), vilket leder till bildandet av ett kiselgelskikt och efterföljande utfällning av kalciumfosfatskiktet . När man studerade andra glasbildande komponenter övervägdes boratglas. De är relativt smältbara, har mycket lägre viskositet än silikatglas och kännetecknas av en elasticitetsmodul, som är den högsta för glas med hög halt av alkalioxider. Med tillkomsten av rena boratglas, började deras studie för användning i biomedicinska metoder [12] .

Marina Nathalie Camille Richard var den första att utforska substitution för bioglas [12] .  År 2000 undersökte Richard bildningshastigheten för hydroxiapatit för det första boratglaset i en sammansättning liknande 45S5, men utan kiseldioxid, i jämförelse med bassammansättningen av 45S5-glas med en liten mängd kristallin fas. För att bedöma bildandet av hydroxiapatit på glas modellerades en cellfri process. Processen innefattade reaktion av boratglaspartiklar i en fosfatlösning med olika molaritet vid en temperatur av 37°C. Bildandet av hydroxiapatit observerades bäst i 0,1 M fosfatlösning för båda glasen. Reaktionsprodukterna har undersökts med röntgendiffraktion , infraröd spektroskopi , svepelektronmikroskopi , energidispersiv spektroskopi och induktivt kopplad plasmamasspektrometri . Resultaten av den cellfria modellen var positiva och följdes av ytterligare studier på boratbioglas. Med hjälp av MC3T3-E1- benceller har in vivo - experiment utförts som framgångsrikt har visat benvävnadstillväxt runt boratglaspartiklar, mycket lik vävnadstillväxt i Henchs 45S5-glasprov. Den framgångsrika biologiska aktiviteten som erhölls med den första kiseldioxidfria glaskompositionen togs som grund för andra kompositioner [3] [12] .

Forskare vid Missouri University of Science and Technology ,  Steve Jung och Delbert Day , testade  effekten av bioaktivt glas av olika sammansättningar på biologiska vätskor (särskilt blod). Ett av proverna av boratbioglas, som heter 13-93B3, innehöll kalciumoxid . Dess sammansättning i massekvivalenter inkluderade följande komponenter [13] : .

Den nya uppfinningen baserades på kroppens förmåga att bilda fibrer av ett speciellt protein - fibrin - på skadade vävnader, som stoppar blodplättar och är skelettet till en blodpropp . Målet med projektet var att skapa ett bioglas som efterliknar mikrostrukturen hos en fibrinpropp. Från sammansättningen av 13-93B3 har forskare gjort nanofibrer i storlek från 300 nm till 5 mikron , med hög plasticitet. Det nya materialet fick namnet DermaFuse [13] .

Efter tester på laboratoriedjur genomfördes kliniska prövningar 2011 vid Phelps County Regional Medical Center (Missouri, USA) på patienter med risk för amputation på grund av sårinfektion . Vissa patienter hade benvensår som inte läkte på mer än ett år. DermaFuse nanofiberkuddar användes för att behandla sår. Alla tolv diabetespatienter med indikationer för amputation visade signifikant förbättring och sårläkning med liten eller ingen ärrbildning . Dessutom har DermaFuse visat sig vara skadligt för E. coli- , Salmonella- och Staphylococcus- bakterier [14] .

Polyesterkomponenter

De begränsande faktorerna vid användningen av bioaktiva glas är deras låga hållfasthet, sprödhet och slaghållfasthet , vilket inte tillåter dem att användas för att skapa stora lastade produkter.

Under 2016 utvecklade ett team av forskare från Imperial College London och Bicocca University of Milano ett nytt bioglas som är viktbärande och stötdämpande , vilket efterliknar de fysiska egenskaperna hos levande brosk. Den använder kvarts och polykaprolakton  , en biologiskt nedbrytbar polyester med låg smältpunkt. De fysiska egenskaperna hos polykaprolakton ligger mycket nära egenskaperna hos broskvävnad, den har tillräcklig flexibilitet och styrka. De 3D- printade strukturerna med den önskade formen efter injektion förbättrar tillväxten och regenereringen av broskceller. Det biologiskt nedbrytbara implantatet tillåter patientens vikt att stödjas och gör det möjligt att gå utan behov av ytterligare metallplattor eller andra implantat [15] [4] .

Genetisk teori

Med hjälp av bioglas försöker forskare också hitta lösningar på problemet med att starta vävnadsregenerering genom aktivering av kroppens återhämtningsprocesser.

Jonerna som frigörs från det bioaktiva glaset vid upplösning stimulerar cellgenerna att regenerera och självreparera.

- Genetisk teori  - Larry Hench

Den föreslagna teorin förblev obevisad i praktiken under lång tid. Bevis på teorin erhölls genom DNA-mikroarrayforskning . De första studierna av mikroarrayer på bioaktiva glasögon visade deras effekt på aktiveringen av gener associerade med tillväxt och differentiering av osteoblaster . Stöd för den extracellulära matrisen och stimulering av cell-till-cell och cell-till-matris adhesion förbättrades av konditionerat cellodlingsmedium innehållande bioaktiva glasupplösningsprodukter [16] .

Studien av fem in vitro-modeller med DNA-mikroarrayer med fem olika källor till oorganiska joner gav experimentella bevis för den genetiska teorin om osteogen stimulering. Den kontrollerade frisättningen av biologiskt aktiva joner från bioaktiva glas resulterar i uppreglering och aktivering av sju genfamiljer i osteoprogenitorceller som orsakar snabb benregenerering. Larry Hench trodde att detta skulle möjliggöra utvecklingen av en ny generation genaktiverande glasögon speciellt för vävnadsteknik och in situ vävnadsregenerering. Hans fynd indikerar också att den kontrollerade frisättningen av lägre koncentrationer av joner vid upplösning av bioaktiva glasögon kan användas för angiogenes [17] .

Alkalifria bioglasögon

Även om formuleringar baserade på 45S5-formuleringen har använts kliniskt på mer än 1,5 miljoner patienter, är de inte utan nackdelar. På grund av det höga innehållet av bland annat alkalier finns det:

  • Hög upplösningshastighet, vilket orsakar snabb resorption , vilket kan negativt påverka balansen av benbildning, vilket leder till bildandet av ett gap mellan benet och implantatet;
  • Dålig sintringsförmåga och tidig kristallisation på grund av det smala intervallet för glasövergångstemperaturer (~550°C) och början av kristallisation (~610°C) förhindrar packning och leder till dålig mekanisk hållfasthet hos materialet;
  • Cytotoxisk effekt orsakad av höga doser av natrium som läcker in i odlingsmediet ;
  • För behandling med stamceller i fall av större rekonstruktion krävs användning av cellställningar med en viss porositet oåtkomlig för 45S5-kompositionen [18] .

För att eliminera dessa brister utvecklades en ny serie av alkalifria kompositioner baserade på diopsid , kalciumfluorid-fosfat och trikalciumfosfat , kombinerade i olika proportioner. Så, till exempel, kompositionen, som kallas 70-Di-10FA-20TCP, låter dig göra "ställningar" för benvävnad av vilken storlek som helst, till skillnad från Bioglass 45S5.

70-Di-10FA-20TCP :

Surheten och partikelstorleken för suspensionen av detta material är lägre, vilket gör att du kan minska upplösningen till önskade gränser. Den bästa sintringsförmågan säkerställer fullständig förtätning före kristallisering och möjliggör bättre mekanisk styrka hos kompositionen. Cellulära reaktioner in vitro visade god cellviabilitet och signifikant stimulering av benmatrissyntes, vilket tyder på möjlig användning av materialet för benvävnadsregenerering [18] .

Radiopaka bioglasögon

Kontrastmedel används för att förbättra visualiseringen i röntgendiagnostik . När man arbetar med benvävnad med bioaktiva glasögon av klassiska kompositioner är det svårt att förbättra visualiseringen av resultaten av strålningsforskningsmetoder . Röntgentäta bioglas kännetecknas av närvaron av ytterligare oxider i kompositionen, vilket gör det möjligt att använda glas som ett röntgentätt fyllmedel för kompositmaterial [19] . Den kan användas som en röntgentät komponent inom tandvården .

Exempel:

Sådana kompositioner har emellertid låga radiopacitetsvärden. Dessutom är bariumoxid giftigt och minskar glasets kemiska motståndskraft. En lösning är att använda volframoxid istället för bariumoxid och använda en andra röntgentät komponent, strontiumoxid , för att öka röntgenståligheten. Dessutom ökar det den kemiska resistensen och minskar toxiciteten hos glasögon.

Exempel:

med en total mängd strontiumoxid och volframoxid i intervallet 20-30 % [20]

Laguppställningar

Grundläggande sammansättningar av bioaktivt glas:

  • 45S5:
  • 58S:
  • 70S30C:
  • S53P4:

S53P4 är ett bioaktivt glas som hämmar bakterietillväxt [21] .

Får

Att välja en formel

Bioglas erhålls i olika former: partiklar, granulat , pulver , pellets [27] . När proportionerna mellan det glasbildande ämnet och de alkaliska komponenterna ändras ändras bioglasets egenskaper från maximal bioaktivitet till bioinerthet:

A. , B. : - biologiskt aktivt glas, binder till ben, vissa föreningar binder till mjuka vävnader;
  • Klass A bioglasögon är osteoproduktiva. De binder till både mjukvävnad och ben. Hydroxiapatitskiktet bildas inom några timmar.
  • Klass B bioglasögon är osteoledande. Binder inte till mjuka vävnader. Bildandet av ett lager av hydroxiapatit tar från en till flera dagar.
C .: - glas är inte bioaktivt, nästan inert, inkapslat i fibrös vävnad; D. : - biologiskt aktivt glas, resorption inom 10-30 dagar; S. : vid - bildas inget glas [10] .

Utan större effekt på bildningen av en bindning mellan bioglas och benvävnad kan en del ersättas av och en del av . Dessutom kan en viss mängd ersättas med , vilket kommer att ändra hastigheten för glasresorption. För att underlätta materialbearbetning, eller kan läggas till . Aluminiumoxid hämmar dock integreringen av glas i vävnaden, så dess volym i materialet begränsas inom 1-1,5 % [10] .

Hämta metoder

De huvudsakliga metoderna för att producera bioaktivt glas och dess kompositer är pulver, sol-gelprocess [28] [29] , smältsläckning (inklusive konventionell smältkylning ), självförökande högtemperatursyntes och mikrovågsstrålning [30] .

Pulvermetoden består av tre huvudsteg: beredning av råmaterial i form av ett pulver, bildning av ett arbetsstycke genom pressning och värmebehandling för att öka materialets densitet och styrka. Varmpressning och isostatisk pressning används ofta. Under stämplingsprocessen sker diffusion av atomer av det polykristallina materialet och ett trögflytande flöde av amorft glas [28] .

Kemiska metoder används också för att uppnå hög molekylär homogenitet (homogenitet) och produktrenhet. En av dessa metoder är omvandlingen av en sol till en gel, som används för att erhålla skummig och porös bioaktiv glaskeramik. Under sol-gel-processen sker hydrolys av kiseloxid med bildning av en kolloidal lösning och dess efterföljande polymerisation i en kondensationsreaktion med bildning av en gel. För torkning och härdning av gelen kräver inte en så hög temperatur som vid pressning [28] .

Larry Henchs team producerade den första 45S5-kompositionen genom både smältsläckning [10] och sol-gel-processer [31] :

  • i det första steget blandas reagenserna vid rumstemperatur ( hydrolys och polykondensation sker samtidigt tills lösningen är homogeniserad );
  • 2: a steget - gelning;
  • värmebehandling vid 60 °C för att förhindra sprickbildning under torkning (gelén kännetecknas av en minskning av porositet, såväl som en betydande förbättring av mekanisk hållfasthet);
  • 4:e steget - torkning för att avlägsna vätskefasen från porerna vid en temperatur på 120 °C till 140 °C;
  • i det femte steget stabiliseras den torkade gelén under högtemperaturvärmebehandling - cirka 700 °C [11] .

Mikrovågsmetoden består i att prekursorerna löses i avjoniserat vatten och placeras i ett ultraljudsbad för bestrålning. Som ett resultat av bestrålning erhålls ett pulver, som därefter torkas och kalcineras. Denna metod tar kort reaktionstid och kan användas för att skapa monofasiska pulver i nanostorlek [30] .

2009 utvecklades en teknik för framställning av bioglas nanofibrer med hjälp av laser "spinning". En liten mängd råmaterial smälts med en högenergilaser för att producera en ultratunn filament, som sedan förlängs och kyls av en kraftfull gasström. Fördelarna med tekniken är processens hastighet, nanofibrer bildas inom några mikrosekunder. Metoden gör det möjligt att få fram glasnanofibrer med en diameter från tiondelar till hundradelar av en mikron. Den största nackdelen med laser "spinning" är att mycket energi förbrukas under produktionsprocessen [32] .

Egenskaper

Huvudkraven för bioaktivt glas är överensstämmelse med en given nivå av kemiska, mekaniska och biologiska egenskaper. Kompositionerna måste ha en given styrka, sprickbeständighet, nötningsbeständighet och utmattningsbeständighet. När man integrerar med vävnader för att ge stimulering av osteosyntes och biokompatibilitet bör det inte förekomma några reaktioner från immunsystemet [24] .

Kemiska egenskaper

Frånvaron av korrosion är den största fördelen och konstanta egenskapen hos bioglas. Två huvudparametrar regleras av materialets sammansättning och appliceringsmetod:

  • Förmågan att interagera med måldelarna av kroppen, eliminera oönskade kemiska reaktioner med vävnader och interstitiell vätskor.
  • Förmågan att lösas upp i en kontrollerad hastighet, i enlighet med den uppskattade tiden som fastställts för bildandet av den ersatta vävnaden [24] .

Mekanisk styrka

Indikatorer för mekanisk styrka, inklusive utmattningshållfasthet , och sprickbeständighet hos biokeramer , bioglas och biositalls är betydligt, 10-100 gånger lägre än för naturlig benvävnad. Detta begränsar möjligheten att använda en struktur gjord av bioaktivt glas för rekonstruktion av ett organ med skadad benvävnad. Bioglas, inte som hjälpmedel, utan som huvudmaterial, används endast för ben som inte bär betydande fysiologiska belastningar [5] . Exempel är implantation av elektroder för att återställa hörseln vid skada på hörselnerven eller återställande av tandrötter [24] . Bioglas kombineras vanligtvis med polymerer och metaller. Med ett visst recept och produktionsteknik kan bioaktivt glas erhållas i form av en önskad porös struktur med specificerade cellstorlekar och deras orientering. Sådana glas kan fungera som ett fyllmedel eller beläggning i absorberbara polymerer - material som är utformade för att gradvis bryta ner och ersättas av värdens naturliga vävnad. Elasticitetsindexen för de erhållna kompositmaterialen motsvarar benets elastiska konstanter [28] .

Långsam kylning av smältan av glasbildande oxider enligt speciella temperaturregimer gör det möjligt att delvis kristallisera glaset (i detta fall bildas oftast kalciummetasilikat  - wollastonit ) och att erhålla blandade, glaskeramiska material - biocetaler, som har högre mekaniska egenskaper jämfört med glasögon. Termisk behandling av bioglas minskar halten av flyktig alkalimetalloxid och fäller ut apatitkristaller i glasmatrisen. Det resulterande glaskeramiska materialet har en högre mekanisk hållfasthet, men lägre biologisk aktivitet [25] .

Biologisk aktivitet

Begreppet "biologisk aktivitet" betyder förmågan hos ett syntetiskt material att aktivt interagera med omgivande vävnader med bildandet av en direkt förbindelse med dem. När man använder ett biologiskt aktivt material baserat på ämnen som till en början liknar benvävnadens kemiska och fassammansättning eller kan bilda sådana ämnen på sin yta som ett resultat av biomimetiska processer av interaktion med omgivande vävnader och kroppsvätskor, uppfattas materialet av kroppen nästan som sin egen vävnad [5] . Nyckelelementet som gör bioglas mycket bioaktivt är kisel . Hydrolys av bioglas i interstitiell vätska leder till bildandet av ett tunt gelliknande lager av kiselsyra på implantatets yta. Negativt laddade hydroxylgrupper på ytan av kiselsyraskiktet attraherar joner från den omgivande interstitiella vätskelösningen , ytladdningen blir positiv, sedan avsätts fosforsyrajoner på ytan  - hydroxyapatitskiktet växer. Som ett resultat kan övergångsskiktet mellan bioglas och ben vara upp till 1 mm tjockt och vara så starkt att en fraktur kommer att uppstå på någon annan plats, men inte i fusionszonen [34] .

Bioaktivt glas bildar en bindning med benvävnad mycket snabbare än biokeramiska material på grund av amorfism. Ett godtyckligt amorft nätverk löses upp och interagerar med interstitialvätskan mycket snabbare än kristallgittret i ett keramiskt material. På grund av detta bildas hydroxiapatit snabbare än andra material [28] .

Genom att ändra biomaterialets sammansättning är det möjligt att förändra bioglasets bioaktivitet och resorberbarhet över ett brett intervall. Om materialet är bioaktivt bildas benvävnad, om det är bioresorberbart ersätts materialet med benvävnad [24] .

Applikation

Bioglas baserat på Bioglass 45S5 används som små eller lätt belastade implantat inom tandvård och käkkirurgi . Bioglass används inom tandvård och ortopedi för tillverkning av medicinska material som stimulerar restaurering och eliminering av bendefekter , för bildande av tandfyllningar och tillverkning av tandkrämer. Enheter gjorda med kompositformuleringen av 45S5 kallas bioglasimplantat. Med partiell eller fullständig kristallisering kallas de Bioglass-Ceramic implantat [35] . Bland de mest framgångsrika kommersiella produkterna är bioglas: Cortoss, Rhakoss, NovaBone [7] .

Applikationer

Huvudkällor: [36] [37] [38] [39] [40] [41] [42] [30]

Inom tandvården

Inom ortopedi

  • För fyllning av benhåligheter efter avlägsnande av cystor , bentumörer , lokal osteoporos .
  • Byte av delar av ett borttaget eller skadat ben under operationer, skador.
  • Ersättning av element i kotorna vid skador, benskörhet.

I operation

  • För att läka skador och infektioner i mjukdelar.

Inom neurokirurgi

  • För att ersätta delar av ett förlorat eller skadat skallben efter operationer, skador.

Inom käkkirurgi

Inom veterinärmedicin

Användningsområdena för bioaktiva glasögon fortsätter att expandera [27] och nya produkter för klinisk användning utvecklas aktivt [43] .

Eftersom de mekaniska egenskaperna hos bioglas är sämre än de mekaniska egenskaperna hos benvävnad, tillåter detta inte att de används för tillverkning av implantat av stödjande ben. I detta avseende används glas för att bilda bioaktiva glaskeramiska beläggningar på bioinerta substrat [44] . Av samma anledning, sedan mitten av 90-talet, har glaskeramiska beläggningar aktivt använts inom tandimplantologi. Beläggningar kan appliceras på en yta av vilken komplexitet som helst genom emaljering, avsättning från ett sol-gel-system, plasma, radiofrekvens, pulsad laseravsättning [45] eller bränning med hjälp av en glasbindemedels- och slipdeponeringsteknik . [46] .

Applikationsexempel på bioglasögon

Under lång tid använde kirurger bioglas i pulverform för att reparera bendefekter genom att fylla små sprickor med det. Sedan 2010 har detta pulver blivit huvudingrediensen i Sensodyne Repair and Protect tandkräm. Detta är den mest utbredda användningen av bioaktivt material [15] .

Bioglass 8625 är ett soda-lime glas som används för att täta implantat. Materialet har en betydande järnhalt, som tack vare egenskapen att absorbera infraröd strålning tillåter materialet att polymerisera under en ljuskälla. Den vanligaste användningen av Bioglass 8625 är i RFID - transponderhus för mikrochipslagning av människor och djur [41] . US Food and Drug Administration (FDA) godkände användningen av Bioglass 8625 på människor 1994, bara fyra år efter att det certifierades för användning i mikrochips för djur [47] .

Dermafuse är ett bioglas baserat på 13-93B3 och används inom medicin och veterinärmedicin. Kompositionen fungerar i form av nanofiberservetter för långtidsbehandling av mjukdelssår. Lim baserat på det används för snabb behandling av mindre sår. Vid kontakt med vävnader ändras limmet från flytande till fast tillstånd, polymeriseras inom några sekunder och tätar såret [40] .

Biogran Bioglass är ett osteoledande material som används för behandling av parodontala defekter. Storleken på bioaktiva granuler är i intervallet 300-355 mikron , de absorberas fullständigt i kroppen och sönderfaller som ett resultat av Krebs-cykeln . Benvävnad växer från granulat till granulat och fyller snabbt defekten med benvävnad. Fullständig ersättning med nytt ben sker inom 9-12 månader [48] .

Se även

Anteckningar

  1. ↑ Medkov M. A., Grishchenko D. N. Patent RU 2 690 854 C1 "Metod för att erhålla borinnehållande bioaktivt glas" . Federal State Budgetary Institute of Science Institute of Chemistry, Far Eastern Branch of Russian Academy of Sciences (6 juni 2019). Hämtad 30 juli 2019. Arkiverad från originalet 30 juli 2019.
  2. ↑ 1 2 3 Hench, LL The story of Bioglass  //  Journal of Materials Science in Medicine. - 2006. - December ( vol. 17 , nr 11 ). - P. 967-978 . - doi : 10.1007/s10856-006-0432-z . — PMID 17122907 .
  3. ↑ 1 2 Marina N. Richard. Bioaktivt beteende hos ett boratglas  : [ eng. ] // Missouri University of Science and Technology. - 2000. - Mars. - S. 140. - Elektronisk OCLC # 906031023.
  4. ↑ 1 2 Konstgjord broskvävnad från bioglas . ENG News - Engineering News (13 maj 2016). Hämtad 31 juli 2019. Arkiverad från originalet 31 juli 2019.
  5. ↑ 1 2 3 S.M. Barinov, V.S. Komlev. Biokeramik baserad på kalciumfosfater  : [ rus. ] . — RAS Institutet för fysiska och kemiska problem med keramiska material. - M .  : Nauka, 2005. - ISBN 5-02-033724-2 .
  6. ↑ Mark Medovnik. Vad är den gjord av? De fantastiska materialen som den moderna civilisationen är uppbyggd av . - Liter, 2019. - ISBN 504011754X , 9785040117543.
  7. ↑ 1 2 Bartov M.S. Avhandling "Nya biotekniska tillvägagångssätt för att skapa osteoinduktiva material baserade på rhBMP-2-proteinet erhållet genom mikrobiologisk syntes i escherichia coli" . FSBI Federal Research Center for Epidemiology and Microbiology uppkallad efter hedersakademiker N.F. Gamalei (2015). Hämtad 30 juli 2019. Arkiverad från originalet 30 juli 2019.
  8. ↑ Om sällskapet  . Föreningen för biomaterial. Hämtad 31 juli 2019. Arkiverad från originalet 31 juli 2019.
  9. ↑ Historia av ESB  . European Society for Biomaterials . Hämtad 24 augusti 2019. Arkiverad från originalet 24 augusti 2019.
  10. ↑ 1 2 3 4 Bekir KARASU, Ali Ozan YANAR, Alper KOÇAK, Özden KISACIK. Bioaktiva glasögon  : [ eng. ] // El-Cezerî Journal of Science and Engineering. - 2017. - Nr 3 (15 juli). - S. 436-471. — ISSN 2148-3736 .
  11. ↑ 1 2 Elisa Fiume, Jacopo Barberi, Enrica Verné och Francesco Baino. Bioaktiva glasögon: Från Parent 45S5-komposition till Ställningsassisterade vävnadsläkningsterapier // Journal of Functional Biomaterials. - 2018. - Nr 24 (16 mars). - doi : 10.3390/jfb9010024 .
  12. ↑ 1 2 3 Mona A. Ouis, Amr M. Abdelghany, Hatem A. ElBatal. Sintringsbeteende och egenskaper hos bioglasmodifierad HA-Al2O3-komposit // Vetenskap om sintring. - 2012. - Utgåva. 44. - S. 141-149. - doi : 10.2298/SOS1203265W .
  13. ↑ 1 2 3 Nanofibermaterial har skapats som effektivt läker sår . Nano News Net (16 maj 2011). Hämtad 31 juli 2019. Arkiverad från originalet 31 juli 2019.
  14. ↑ Mo-Sci Corporations DermaFuse: Framgångsrik sårläkning med boratglas  nanofibrer . American Ceramic Society (28 april 2011). Hämtad 31 juli 2019. Arkiverad från originalet 31 juli 2019.
  15. ↑ 1 2 David Cox. Framtidens medicin: Hur bioglas kommer att revolutionera kirurgi . BBC Future (7 augusti 2017). Hämtad 31 juli 2019. Arkiverad från originalet 31 juli 2019.
  16. ↑ Subrata Pal. Design av konstgjorda mänskliga leder och organ . - Springer Science & Business Media, 2013. - S. 68. - 419 s. — ISBN 146146255X , 9781461462552.
  17. ↑ Larry L. Hench. Genetisk design av bioaktivt  glas . ScienceDirect® . Journal of the European Ceramic Society // Volym 29 (7 april 2009). doi : S095522190800441X . Hämtad 4 augusti 2019. Arkiverad från originalet 4 augusti 2019.
  18. ↑ 1 2 José MF Ferreira, Avito Rebelo. De viktigaste egenskaperna som förväntas av ett perfekt bioaktivt glas – hur långt är vi fortfarande från en idealisk sammansättning?  : [ engelska ] ] // Biomedicinsk tidskrift för vetenskaplig och teknisk forskning. - 2017. - 7 september. — ISSN 2574-1241 . - doi : 10.26717/BJSTR.2017.01.000335 .
  19. ↑ Medkov M. A., Grishchenko D. N., Kuryavy V. G., Slobodyuk A. B. Tungsten-innehållande radiopaka bioaktiva glasögon: beredning och egenskaper  = Institute of Chemistry FEB RAS // Glass and Ceramics. - 2018. - Nr 8 (augusti). - S. 40-45. — ISSN 0131-9582 .
  20. ↑ Pelesh A.M., Isobello Yu.N., Anyaykina N.P., Zhigar V.V., Isobello N.M., Myalik O.A. Röntgentätt glas, patent BY 13965 C1 2011/02/28 . Bas av patent i Vitryssland (28 februari 2011). Hämtad 7 augusti 2019. Arkiverad från originalet 7 augusti 2019.
  21. ↑ Mateus Trinconi Cunha, Maria Aparecida Murça, Stanley Nigro, Giselle Burlamaqui Klautau, Mauro José Costa. In vitro antibakteriell aktivitet av bioaktivt glas S53P4 på multiresistenta patogener som orsakar osteomyelit och ledprotesinfektion  : [ eng. ] // BMC Infektionssjukdomar. - 2018. - Nr 18 (3 april). doi : 10.1186 / s12879-018-3069-x .
  22. ↑ 1 2 3 4 5 6 7 8 The biomedical engineering handbook, Volym 1 Arkiverad 7 april 2022 på Wayback Machine av Joseph D. Bronzino, Springer, 2000 ISBN 3-540-66351-7
  23. ↑ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Biomaterial och vävnadsteknik Arkiverad 24 december 2016 på Wayback Machine av Donglu Shi p. 27, Springer, 2004 ISBN 3-540-22203-0
  24. ↑ 1 2 3 4 5 6 7 Lovande oorganiska material med speciella funktioner. - Användning av bioglaskeramik - en kurs med föreläsningar . Kemiska fakulteten, Moscow State University. Hämtad 31 juli 2019. Arkiverad från originalet 1 november 2019.
  25. ↑ 1 2 Tekniskt material för biomedicinska tillämpningar Arkiverat 28 maj 2013 på Wayback Machine av Swee Hin Teoh, s.6-21, World Scientific, 2004 ISBN 9812560610
  26. ↑ Afinogenov G.E. Ivantsova, T.M. Lysenok, L.N. Patent RU 2 103 013 C1 "Komposition för att fylla benhåligheter" . RNIITO dem. R.R. Wreden (27 januari 1998). Hämtad 5 augusti 2019. Arkiverad från originalet 5 augusti 2019.
  27. ↑ 1 2 Vidya Krishnan, T. Lakshmi. Bioglass: En ny biokompatibel innovation // Journal of Advanced Pharmaceutical Technology & Research. - 2013. - Nr 4. - S. 78-83. - doi : 10.4103/2231-4040.111523 .
  28. ↑ 1 2 3 4 5 Larry Hench, Julian Jones. Biomaterial, konstgjorda organ och vävnadsteknik / A. Lushnikova. - Liter, 2017. - ISBN 5457371395 , 9785457371392.
  29. ↑ S.F. Zabelin, Zh.Yu. Konovalova. Analys av teknologier för att erhålla biokeramik för implantat Uchenye zapiski ZabGU. - 2016. - V. 11, nr 4 (15 april). - S. 85-90. - doi : 10.21209/2308-8761-2016-11-4-85-90 .
  30. ↑ 1 2 3 Yaser Dahman. Biomaterialvetenskap och teknik: Grunder och utvecklingar . - CRC Press, 2019. - 258 sid. — ISBN 0429878346 , 9780429878343.
  31. ↑ Larry L. Hench, Jon K. West. Sol-gelprocessen // Chemical Reviews. - 1990. - Nr 1 (1 januari). - S. 33-72. - doi : 10.1021/cr00099a003 .
  32. ↑ Sabu Thomas, Preetha Balakrishnan, MS Sreekala. Grundläggande biomaterial: Keramik . — Woodhead Publishing Series in Biomaterials. - Woodhead Publishing, 2018. - P. 498. - ISBN 0081022042 , 9780081022047.
  33. ↑ Takamasa Onoki. Porös apatitbeläggning på olika metallmaterial via lågtemperaturbearbetning  : [ eng. ] // Biomaterials Science and Engineering , IntechOpen. - 2011. - 15 september. - doi : 10.5772/24624 .
  34. ↑ V.I. Putlyaev. Moderna keramiska material  : Lomonosov Moscow State University M.V. Lomonosov // Soros Educational Journal. - 2004. - V. 8, nr 1. - S. 46.
  35. ↑ L. Hench, June Wilson, G. Merwin. Bioglass™-implantat för otologi . Proceedings of the First International Symposium "Biomaterials in Otology", Leiden, Nederländerna (21 april 1983). Hämtad 31 juli 2019. Arkiverad från originalet 25 mars 2020.
  36. ↑ Dubok V.A., Gaiko G.V., Brusko A.T., Kindrat V.V., Shinkaruk A.V. Moderna oorganiska biomaterial för bentransplantation - sätt och resultat av förbättring // VISNIK vid Ukrainian Medical Dental Academy. - V. 7, nr 1-2. - S. 271-280.
  37. ↑ Samling av material från All-Russian Youth Scientific Conference. Aktuella frågor om biomedicinsk teknik // Saratov State Technical University uppkallad efter Gagarin Yu.A. - 2013. - 20 maj. — ISSN 978-5-9758-1489-0 .
  38. ↑ Grechukha A. M. Användningen av bioaktivt glaskeramiskt material "Biositall-11" för ersättning av bendefekter i ansiktsskelettet (experimentell klinisk studie) // FGU "Central Research Institute of Dentistry". — 2009.
  39. ↑ Keramiska och glaskeramiska material för medicin . studwood.ru _ Hämtad: 25 september 2019.
  40. ↑ 1 2 Dermafuse™ Tissue Adhesive  3g . Millpledge Pharmaceuticals . Hämtad 24 augusti 2019. Arkiverad från originalet 24 augusti 2019.
  41. ↑ 1 2 RFID -transponderglaskapslar  . SCHOTT AG. Hämtad 30 juli 2019. Arkiverad från originalet 30 juli 2019.
  42. ↑ Benmaterial för sinuslyft: en genomgång av litteraturen . Konektbiopharm "Stoppa resorption" . Hämtad: 2 oktober 2019.
  43. ↑ Yu. Inina. Frestande bioglas. Det kan revolutionera kirurgi // Medicinsk tidning (Digest). - 2017. - Nr 63 (25 augusti). - S. 15.
  44. ↑ M.A. Medkov, D.N. Grishchenko. Erhålla bioaktiva material för medicinska ändamål // Institute of Chemistry of the Far Eastern Branch of the Russian Academy of Sciences. - 2015. - S. 409.
  45. ↑ A.V. Yumashev, A.S. Utyuzh, A.O. Zekiy. Nanoskala beläggningar i dental implantologi . Innovativt centrum för utveckling av utbildning och vetenskap (11 oktober 2017). Hämtad 29 september 2019. Arkiverad från originalet 29 september 2019.
  46. ↑ T.S. Petrovskaya. Fysiska och kemiska baser och teknologier för att erhålla biokompatibla beläggningar på titanimplantat och reglering av deras biologiska egenskaper . - 2013. - 12 april.
  47. ↑ Ministeriet för primärindustrier. Riskbedömning av livsmedelssäkerhet för användning av PIT-taggar i SNA 1-märkningsprogrammet  : [ eng. ] // Nya Zeelands fiskebedömningsrapport. - 2018. - Nr 2 (januari). — ISSN 1179-5352 .
  48. ↑ Biomet, Inc. Biogran®-Resorberbart syntetiskt material . Hämtad 24 augusti 2019. Arkiverad från originalet 24 augusti 2019.