Биоматеријали, биокомпатибилноста, биодеградација, терминологија, дефиниции и класификација

Со цел да се решат прашањата кои се однесуваат на развој на овие или други реакции на импланти се користат во трауматологија и ортопедија, ние мора да се испита на основните поими и дефиниции се користат во медицински материјали науката. Според препораките на организирање на комисиите V и VI Светски конгрес на биоматеријали, донесен во 1998 година и 2000 година, како и Меѓународната организација за стандардизација ИСО (ISO / TR 9966) P GOST 51.148-98 на биоматеријали вклучи неодржлива материјали наменети за контакт со живото ткиво за вршење на функциите на медицински помагала. На biomaterial мора да биде биокомпатибилни и може да биде биоразградлив.

биокомпатибилноста (ВЅ) - е да се обезбеди посакуваниот одговор на живото ткиво на не-одржлива биоматеријали. Е биокомпатибилен материјал кој поседува способноста да се произведе соодветна реакцијата на домаќинот кога одредени неговата употреба. Оваа дефиниција е формулиран на состанокот на работната група се одржа во Амстердам (Williams, 1987). Авторите се нагласи дека биокомпатибилноста - тоа не е целосно отсуство на токсичност или други негативни особини, а условот дека материјалот во имплантација однесувал соодветно, овозможувајќи да се заврши задачата. VI Sevastyanov (1999), анализа на достапните информации, нагласува следниве основни својства на биокомпатибилни материјали:

• Биоматеријали не треба да предизвика локалните воспалителни реакции;
• Биоматеријали не треба да имаат токсични и алергиски ефекти врз телото;
• Биоматеријали не треба да имаат канцероген ефект;
• Биоматеријали не треба да се поттикне развој на инфекција;
• Биоматеријали мора да ги одржуваат функционални својства во текот на траење на услугата.

биокомпатибилни материјали и работењето на уредот или функција хармонично и постојано во контакт со телото или биолошки течности, без да предизвика болест или болка реакции. Треба да се нагласи дека не е биолошки материјал, најверојатно, освен она што се добива со генетски инженеринг и клонирање, не може да биде апсолутно биокомпатибилни. Особено, хип импланти, колената, глуждовите и другите зглобови со текот на времето го губат своето биомеханички карактеристики. Во процесот на триење и се повторуваат циклично носивост на компонентите на протеза (пластични, метални делови, цемент) формирани бројни микрочестички кои лесно може да се движи низ телото за да ја блокира функцијата на фагоцитни клетки и утврдени во црниот дроб, бубрезите и белите дробови. Сето ова може да доведе до разни видови на компликации, до развој на малигни тумори.

Како резултат на тоа, вистинската сегашната практика на дозволувајќи им само зборува за постоењето на релативно безбеден и биокомпатибилни биоматеријали. Тие можат да бидат во телото за долг период на време, доволно за да ја врши својата функција, без да предизвика нив за несакани реакции. Релативната биокомпатибилноста за различни биоматеријали можат да бидат различни. Тоа е составен индекс, и тоа е тешко да се измери. Во секој случај, ќе сакате да го користите вашиот пристап и да се третираат со претпазливост на добиените резултати (ISO / TR 9966: 1989 (E)).

процесот на распаѓање на неразвивачки материјал кога се во допир со живи ткива, клетки и биолошки (телесни) течности наречен биодеградација (База на податоци). Механизмот на биодеградација можат да бидат најразлични - од корозија метали kaltsiofosfatov фагоцитоза и колаген на хемиски замена на коралните хидроксиапатит.

биоразградливи материјали и уредот може делумно или целосно растворен, се апсорбира од страна на макрофагите активирани во метаболички и биохемиски процеси и / или заменети со живото ткиво.

Наспроти биодеградација имотот е biostable, кој се карактеризира способноста на материјалот да се спротивстави во предодредено временски интервал на интегрирани изложеност на животната средина и ткива, додека одржувањето на својата оригинална физичко-хемиски, механички и биолошки и функционални својства.

За да го карактеризираат биоматеријали вграден во коскеното ткиво, Озборн и Newesely (1980) предложи терминот: biotolerable, bioinert и биоактивни. На 2-ри конференција за биоматеријали (Честер, 1992), откако целосно дискусија, одреден број на нови дефиниции и појаснувања на постојните терминологијата што се користи за карактеризација на биоматеријали кои се користат во трауматологија и ортопедија.

biotolerable материјали инкорпорирани во коските преку механизмите на далечните osteogenesis. Така тие се одвоени од коскеното ткиво да расте масовно влакнести слој. Како примери на такви супстанции може да се vitalium или метакрилати, PMA, витамини (Озборн, Hewesely, 1980- Bruijn, 1993).

bioinert материјали практично не комуницирате со околните ткива, не предизвикуваат формирање на влакнести слој и изрази стимулација на osteogenesis. Во овој случај, коската може да се формираат во непосредна близина на површината на имплантот. Примери за такви соединенија може да биде cermet од титаниум оксид, ванадиум, циркониум, и алуминиум. Bioinert материјали обично имаат на неговата површина заштитен слој кој го спречува излезот на јонски имплант и пенетрација на корозивни молекули до него од околните биолошки течности (Hench, Вилсон, 1993- Nevelos, 2000 Мураками et al., 2000 Му et al ., 2000 Villermaux, 2000).

Дебелината на капсула на сврзното ткиво кога се администрира bioinert материјали не треба да надминува 50 микрони. Така изречена биолошки одговор од коска (osteogenesis), мека и лимфоидни ткива практично манифест (Thull, 1992).

Со теоретски позиции, bioinert материјали не треба да подлежат на промени во својот состав имаат и физичко-хемиски својства на сите времето поминато во телото или биоактивни средини. Тие се претставени главно од диелектрици, со што се спречува појавата на електрохемиски и галванска појави околу имплантот.

Интеграција на таквите биоматеријали со коска е минимална и може да се врши од страна на пенетрација на сврзното ткиво во micropores на статии чии димензии се решени, во крајна линија, големината на механичкиот. Во практиката, овој процес е поинаква, бидејќи некои од метални јони во форма на микрочестички поради уништувањето на заштитна фолија и деформација под оптоварување, сепак, влегува во телото што може да доведе до несакани дејства (Thull, 1996- Му, 2000) .

Како и кога се размислува на биокомпатибилноста на биоактивни материјали, треба да се нагласи уште еднаш дека нема материјал импланти во живо ткиво не е инертен. Во интерфејс меѓу ткивото-имплант постои одговор, кој зависи од многу фактори.

под биоактивни материјали (BAM) е наменета биоматеријали наменети за нив врзување на биолошките системи за зголемување на ефикасноста на третманот, образование или замена на било кое ткиво, орган во текот на извршувањето на одредени функции на организмот (Williams et al., 1992). Во моментов, меѓу семејството BAM разликуваат 5 главни категории:

1. Kaltsiofosfatnaya керамика.
2. Стакло и стакло керамика.
3. Биоактивен полимери.
4. Биоактивни гелови.
5. Композити.

А заедничка карактеристика на сите биоактивни импланти употребени во трауматологија и ортопедија е формирање на карбонат хидроксиапатит (CHA) слој на нивната површина за време на имплантација. KGA еквивалент во составот и структурата на минерални фаза на коските. KGA слој расте во поликристални форма агломерација, кои се вклучени во фибрили на колаген. Поради ова, врзувањето на неоргански површини со органски компоненти на имплант ткиво. Така, во односите помеѓу имплантот и коската биоактивни речиси идентични со природно се случуваат интерфејс меѓу коските и тетивите и лигаментите. Биомеханички својства на овие biomaterial најблиску одговара на природните стрес градиенти од другите Б.М. (Гроот, 1981, Jarcho 1993- 1981 година, 1993- Hennch et al., 1984- Kokaburo, 1992- Нео et al., 1992- Okumura, 1992) .

Фактори кои влијаат на биолошки одговор во интерфејс меѓу ортопедски импланти и околното ткиво

На механизмот на формирање на апатит слој на биоактивни материјали можат да бидат поделени во три групи (Williams et al, Bruijn 1992- 1993 година):

1. формирање на апатит и сопствена биодеградација (хидроксиапатит &бета - трикалциум фосфат и слично);
2. формирање на апатит слој кога заситени средина калциум фосфати и силиконски јони кои произлегуваат од материјалот (гелови и полимери);
3. формирање на апатит слој од страна на апсорпција на калциум и фосфат јони од околните телесни течности и ткива (стакло и стакло-керамика).

Во поширока смисла, биоактивност може да се смета како сопственост, која ја карактеризира влијанието на biomaterial за патофизиолошки и морфолошки процеси во зоната на контакт со биолошки објект (Ermakova et al., 1990). До извесен степен оваа позиција одразува мислењето на други автори (Hench, Вилсон, 1986), која е наменета за биоактивни материјали подкласа на површински активни материи кои формираат врска со имплант со околното ткиво, има дел имплант коска граница.

Од наша гледна точка, биоактивни материјал во трауматологија и ортопедија е составен индикатор и мора да се процени, прв од сите, од гледна точка на својата способност за обработка интеграција со коскеното ткиво, со вклучување на osteoconduction и osteoinduction механизми. Од оваа гледна точка, повеќето оптимална биоактивни материјали се оние кои се природни метаболити на коските, на пример колаген, еластин, хидроксиапатит, итн trikaltsiofosfat Спроводливост одразува на капацитетот на биоактивни материјали за лепење, се шири во текот на површина и одржување на бројот на целните клетки. Кога станува збор за коските, биоактивните материјал мора да бидат добро врзуваат остеогенетски клетки, ги промовираат своите експанзија поради миграцијата, chemokinesis на нејзината површина, и поддршка на процесите на размножување и диференцијација. сам остеоиндуктивен биоматеријали го стимулира создавањето и растот на коските на површината на имплантот.

Во трауматологија и ортопедија, некои автори идентификува друга група наречена kosteosvyazyvayuschie импланти (CSI). Тие може да се смета како подгрупа на биоактивни и biotolerable материјали, кои имаат способност да се воспостави врска помеѓу biomaterial и коскениот матрикс (Williams, 1992- Hench, Вилсон, 1993). Во овој коскеното ткиво може да навлезат во имплант механички (механички поврзување), на пример, со сраснување во порите на материјалот. Овој процес се почитуваат при користење на порозни материјали како што се корални, метал добиени од прашок за металургија, kaltsiofosfatov, полимери, итн Друг механизам е преку формирање на хемиски врски помеѓу имплантот и коската -. Хемиско сврзување почитуваат, на пример, кога одредени полимери и biostekol. Третиот начин на интеракција помеѓу имплантот и коскеното ткиво се реализира од страна на вклучување на biomaterial во структурата на коскеното ткиво преку механизми биодеградација osteointegration и ремоделирање (биолошки врзување). Во однос на биомеханика, повеќето трајни и функционални односи даде само третиот тип на импланти, кои вклучуваат kaltsiofosfatnye (ЕК) биоматеријали (Гроот, 1981 LeGeros, 1991).

Сите компликации кои произлегуваат од имплантација на биоматеријали користи во ортопедијата и трауматологијата, може да се подели во две класи. Еден вклучува компликации кои произлегуваат од оштетување на имплант материјал. Како пример, таквите процеси како корозија, распаѓање, биодеградација, замор, деформација, триење, неуспехот на материјали, итн

Друга класа на развој на компликации поради сложени биолошки процеси кои се случуваат околу материјалот, вклучувајќи општи и локални реакции на појава на каква било туѓо тело. Дозволете ни прво да се разгледа во повеќе детали на биолошки реакции што се случуваат во телото кога се администрира импланти.


AV Карпов VP Shakhov
Надворешен систем за фиксирање и регулаторни механизми оптимална биомеханика