Важливою проблемою сучасної високотехнологічної медицини є створення біоматеріалів, які замінять втрачені внаслідок дії різних етіологічних факторів тканини організму людини. Взаємодія та максимальна сумісність натуральних тканин та біоматеріалів – основна біологічна проблема.
Читайте у цій статті на estet-portal.com про останні розробки в галузі створення таких матеріалів за допомогою нанотехнологій, які набирають значні оберти, особливо для застосування в хірургічній стоматології та щелепно-лицьовій хірургії.
Фізичні властивості біокераміки
Біокераміка (bioceramics) як категорія біоматеріалів, одержаних за допомогою нанотехнологій, використовується для заміщення кістякових тканин. Застосування біокераміки залежить від стабільності взаємодії з навколишніми тканинами та здатності до заміщення втрачених тканин. Таке застосування включає заміну втрачених зубів, усунення дефектів щелеп, реконструкцію нижньої щелепи та скронево-нижньощелепного суглоба.
Читайте нас у Instagram!
>Біокераміка для імплантації класифікується на інертну та біоактивну. Останню поділяють на резорбтивну та нерезорбтивну, залежно від рівня її адсорбції живими тканинами. Підвищена адгезія остеобластів (кістково-формуючих клітин) на матеріалах, що базуються на нанотехнологіях, була вперше описана у 1999 році. Зокрема, частинки оксиду алюмінію, які часто використовуються в нанотехнологіях, розміром 49-67 нм та діоксиду титану розміром 32-56 нм сприяють адгезії остеобластів.
Зубна нитка: як вибрати і правильно користуватися
Інертна біокераміка є біосумісними матеріалами, які морфологічно зв'язуються з тканинами без жодної біохімічної взаємодії. Найчастіше для біокераміки використовують оксид алюмінію (Al2O3), оксид цирконію (ZrO2) та вуглець (С). В останні десятиліття титан та його сплави активно впроваджувалися в нанотехнології та потіснили інертну біокераміку в багатьох областях, але наноструктурування останньої дозволило покращити її механічні властивості, біосумісність та хімічну гомогенність та завдяки цьому повернути її значення.
До нерезорбтивної біокераміки відносяться матеріали, що викликають специфічну біологічну реакцію, взаємодіючи з суміжними тканинами: біокераміка на основі фосфату кальцію (calcium phosphate ceramics - CPC), біоактивне скло, біоактивна емаль та мінеральні триоксидні агрегати (mine які отримані за допомогою нанотехнологій.
Загальною особливістю всіх відомих біоактивних імплантаційних матеріалів є те, що для утворення взаємозв'язку з тканинами повинен сформуватися шар біологічно активного гідроксилкарбонату апатиту, формування якого відбувається завдяки виходу іонів кальцію та фосфату з поверхні біоматеріалу. Шар апатиту є місток, що з'єднує біокераміку з кістковою тканиною пацієнта.Деяка біоактивна кераміка поєднується з м'якими тканинами так само добре, як і з кісткою.
Гідроксилапатит як головний представник біокераміки
Головним представником сім'ї СРС є гідроксилапатит Ca10(PO4)6(OH)2, він входить до мінеральної складової кістки. Обпалений у вигляді кераміки, він має назву гідроксилапатиту (hydroxylapatite). Головне свідчення щодо його застосування − можливість створення прямого зв'язку з живою кісткою. У разі високої кристалічності, яку забезпечують нанотехнології, гідроксилапатит відноситься до нерезорбтивної біокераміки, інакше до резорбтивної.
Коронки на зуби: які краще встановлювати і чому
Незважаючи на невисокі механічні властивості, гідроксилапатит застосовується у вигляді порошку для заповнення кісткових порожнин, покриттів, порожнистих утворень/матриць та імплантатів, які не несуть великого навантаження; як наповнювач при втраті кісткової тканини або покриття титанових поверхонь дентальних імплантатів.
Нанотехнології та покращення якостей біокераміки
Присадки інших іонів до гідроксилапатиту за допомогою нанотехнологій покращують біосумісність. Ці іони, ймовірно, заміщають іони Са 2+ у кристалічній структурі гідроксилапатиту, створюючи місця для абсорбції протеїнів та подальшої адгезії клітин. Зокрема, значно вищою є адгезія остеобластів на гідроксилапатит з ітрієм (Y) як присадка, можливо, завдяки підвищеній пористості.
Гідроксилапатит з присадкою тривалентних катіонів повільніше розсмоктується, ніж чистий або з присадкою бівалентних катіонів.
Повільніше розсмоктується гідроксилапатит з вісмутом у ролі присадки.
Біоактивне скло (bioglass) та емаль (glass-ceramics), які останнім часом активно вивчаються у нанотехнологіях, також поєднуються з живими тканинами. Біоактивна емаль має підвищену механічну міцність у порівнянні з біоактивним склом. Обидва ці класи біокераміки застосовують для заповнення зубної лунки після видалення зуба для збереження рівня кістки та контурів з метою подальшого протезування. Їх наноструктурування має на меті підвищення біосумісності та механічних властивостей.
Потемніння емалі зубів: тривожний дзвіночок
Застосування резорбтивної біокераміки
Резорбтивна біокераміка розкладається протягом певного часу та заміщується тканинами організму. Складність розробки таких матеріалів полягає у необхідності підтримки міцності та стабільності з'єднання, а також вирівнювання темпу резорбції з темпом репарації тканин. Майже вся резорбтивна біокераміка є різновидом фосфату кальцію CaPO4. Пористі або порошкові СРС - вдалий матеріал для заміщення кістки, коли до нього прикладаються незначні навантаження, наприклад для корекції періодонтальних дефектів і збільшення кісткових контурів.
Про що говорить кровоточивість ясен
До категорії резорбтивної біокераміки належать корали. Їх застосування ґрунтується на структурній схожості з кісткою. Головний компонент коралів – СаСО3 поступово розсмоктується в організмі. Крім того, шляхом нанотехнологій, зокрема, гідротермального обмінного процесу корали можуть бути перетворені на гідроксилапатит (гідроксилапатит-трансформований корал). Обидва різновиди коралів використовують для репарації травмованої, патологічно ураженої кістки або корекції різних кісткових дефектів.
Лікування карієсу лазером: переваги та недоліки
>До резорбтивних матеріалів біокераміки належить також сульфат кальцію - CaSO4. Його використовують разом із демінералізованим замороженим сухим кістковим алотрансплантантом у лікуванні захворювань періодонту. Наявність бар'єру з CaSO4 виключає появу сполучної тканини та сприяє регенерації кістки. Його біосумісність забезпечується тим, що остеобласти продовжують функціонувати у присутності CaSO4.
Нанотехнологія дозволяє розробляти «розумну» біокераміку з особливими властивостями шляхом впровадження специфічних присадок та покращення інтеграції між цими матеріалами та природними тканинами.
Як зберегти красивий овал обличчя після видалення зуба
Поділіться:
Додати коментар