Важной проблемой современной высокотехнологичной медицины является создание биоматериалов, которые заменят утраченные, в результате действия различных этиологических факторов ткани организма человека. Взаимодействие и максимальная совместимость натуральных тканей и биоматериалов - основная биологическая проблема.
Читайте в данной статье на estet-portal.com о самых последних разработках в области создания таких материалов с помощью нанотехнологий, которые набирают значительные обороты, особенно для применения в хирургической стоматологии и челюстно-лицевой хирургии.
Физические свойства биокерамики
Биокерамика (bioceramics) как категория биоматериалов, полученных с помощью нанотехнологий, используется для замещения скелетных тканей. Применение биокерамики зависит от стабильности взаимодействия с окружающими тканями и способности к замещению утраченных тканей. Такое применение включает замену утраченных зубов, устранение дефектов челюстей, реконструкцию нижней челюсти и височно-нижнечелюстного сустава.
Читайте нас в Instagram!
Биокерамика для имплантации классифицируется на инертную и биоактивную. Последнюю разделяют на резорбтивную и нерезорбтивную, в зависимости от уровня ее адсорбции живыми тканями. Повышенная адгезия остеобластов (костно-формирующих клеток) на материалах, которые базируются на нанотехнологиях, была впервые описана в 1999 году. В частности, частицы оксида алюминия, которые часто используются в нанотехнологиях, размером 49-67 нм и диоксида титана размером 32-56 нм способствуют адгезии остеобластов.
Зубная нить: как выбрать и правильно пользоваться
Инертная биокерамика представляет собой биосовместимые материалы, которые морфологически связываются с тканями без всякой биохимической взаимодействия. Чаще для биокерамики используют оксид алюминия (Al2O3), оксид циркония (ZrO2) и углерод (С). В последние десятилетия титан и его сплавы активно внедрялись в нанотехнологии и потеснили инертную биокерамику во многих областях, но наноструктурирование последней позволило улучшить ее механические свойства, биосовместимость и химическую гомогенность и, благодаря этому, вернуть ее значения.
К нерезорбтивной биокерамике относятся материалы, вызывающие специфическую биологическую реакцию, взаимодействуя со смежными тканями: биокерамика на основе фосфата кальция (calcium phosphate ceramics - CPC), биоактивное стекло, биоактивная эмаль и минеральные триоксидни агрегаты (mineral trioxide aggregate – MTA), которые получены с помощью нанотехнологий.
Общей особенностью всех известных биоактивных имплантационных материалов является то, что для образования взаимосвязи с тканями должен сформироваться слой биологически активного гидроксилкарбонату апатита, формирование которого происходит благодаря выходу ионов кальция и фосфата с поверхности биоматериала. Слой апатита представляет собой мостик, соединяющий биокерамику с костной тканью пациента.
Некоторая биоактивная керамика сочетается с мягкими тканями так же хорошо, как и с костью.
Гидроксилапатит как главный представитель биокерамики
Главным представителем семьи СРС является гидроксилапатит Ca10 (PO4) 6 (OH) 2, он входит в минеральную составляющую кости. Обожженный в виде керамики, он носит название гидроксилапатита (hydroxylapatite). Главное показания для его применения − возможность создания прямой связи с живой костью. В случае высокой кристалличности, которую обеспечивают нанотехнологии, гидроксилапатит относится к нерезорбтивной биокерамике, иначе - к резорбтивной.
Коронки на зубы: какие лучше устанавливать и почему
Несмотря на невысокие механические свойства, гидроксилапатит применяется в виде порошка для заполнения костных полостей, покрытий, полых образований / матриц и имплантатов, которые не несут большой нагрузки; как наполнитель при потере костной ткани или для покрытия титановых поверхностей дентальных имплантатов.
Нанотехнологии и улучшение качеств биокерамики
Присадки других ионов к гидроксилапатиту с помощью нанотехнологий улучшают биосовместимость. Эти ионы, вероятно, замещают ионы Са 2+ в кристаллической структуре гидроксилапатита, создавая места для абсорбции протеинов и последующей адгезии клеток. В частности, значительно выше является адгезия остеобластов на гидроксилапатите с иттрием (Y) в качестве присадки, возможно, благодаря повышенной пористости.
Гидроксилапатит с присадкой трехвалентных катионов медленнее рассасывается, чем чистый или с присадкой бивалентных катионов.
Медленнее рассасывается гидроксилапатит с висмутом в роли присадки.
Биоактивное стекло (bioglass) и эмаль (glass-ceramics), которые в последнее время активно изучаются в нанотехнологиях, также сочетаются с живыми тканями. Биоактивная эмаль обладает повышенной механической прочностью по сравнению с биоактивными стеклами. Оба эти классы биокерамики применяют для заполнения зубной лунки после удаления зуба для сохранения уровня кости и контуров с целью дальнейшего протезирования. Их наноструктурирование имеет целью повышение биосовместимости и механических свойств.
Потемнение эмали зубов: тревожный звоночек
Применение резорбтивной биокерамики
Резорбтивная биокерамика разлагается в течение определенного времени и замещается тканями организма. Сложность разработки таких материалов заключается в необходимости поддержания прочности и стабильности соединение, а также выравнивания темпа резорбции с темпом репарации тканей. Почти вся резорбтивная биокерамика является разновидностью фосфата кальция CaPO4. Пористые или порошковые СРС - удачный материал для замещения кости, когда к нему прикладываются незначительные нагрузки, например, для коррекции периодонтальных дефектов и увеличение костных контуров.
О чем говорит кровоточивость десен
К категории резорбтивной биокерамики принадлежат кораллы. Их применение основано на структурной схожести с костью. Главный компонент кораллов - СаСО3 постепенно рассасывается в организме. Кроме того, путем нанотехнологий, в частности, гидротермального обменного процесса кораллы могут быть превращены в гидроксилапатит (гидроксилапатит- трансформирован коралл). Обе разновидности кораллов используют для репарации травмированной, патологически пораженной кости или коррекции различных костных дефектов.
Лечение кариеса лазером: преимущества и недостатки
К резорбтивным материалам биокерамики принадлежит также сульфат кальция - CaSO4. Его используют вместе с деминерализованным замороженным сухим костным аллотрансплантантом в лечении заболеваний периодонта. Наличие барьера с CaSO4 исключает появление соединительной ткани и способствует регенерации кости. Его биосовместимость обеспечивается тем, что остеобласты продолжают функционировать в присутствии CaSO4.
Нанотехнология позволяет разрабатывать «умную» биокерамику с особыми свойствами путем внедрения специфических присадок и улучшения интеграции между этими материалами и природными тканями.
Как сохранить красивый овал лица после удаления зуба
Поделитесь:
Добавить комментарий