مهندسی متالورژی و مواد

مهندسی متالورژی و مواد

سیمان‌های استخوانی زیست فعال: مروری بر رویکردهای نوین در بهبود عملکرد و کاربردهای پیشرفته سیمان‌های - کلسیم - فسفات برای کاربردهای بالینی دربازسازی استخوان

نوع مقاله : مقاله مروری

نویسندگان
1 گروه مهندسی مواد و متالورژی / دانشکده مهندسی/ دانشگاه فردوسی مشهد
2 گروه مهندسی مواد و متالورژی / دانشکده مهندسی / دانشگاه فردوسی مشهد
چکیده
پیری جمعیت و آسیب‌های مرتبط با ورزش منجر به افزایش چشمگیر بیماری‌های مرتبط بااستخوان و شکستگی‌های استخوانی شده است. شکستگی‌های ناشی از تروما یا پوکی‌استخوان و همچنین برخی آسیب‌های ناشی از بیماری‌های استخوان یک چالش عمده بالینی است. مواد زیست‌سازگار که به‌عنوان ترمیم‌کننده‌های استخوانی در جراحی ارتوپدی استفاده می‌شوند، به‌عنوان سیمان‌های استخوانی شناخته می‌شوند. سیمان‌های استخوانی که در حال حاضر برای کاربردهای بالینی مورداستفاده قرار می‌گیرند را می‌توان به دودسته اصلی طبقه‌بندی کرد: سیمان‌های پلی متیل متاکریلات (PMMA)، و سیمان‌های استخوانی کلسیم فسفات (CPC). خواص مکانیکی عالی PMMA آن‌ها را به گزینه مناسبی برای جایگزین استخوانی تبدیل می‌کند. بااین‌حال، استفاده از این سیمان‌ها به دلیل مدول یانگ و دمای پلیمریزاسیون بالا و همچنین عدم تخریب‌پذیری پس از کاشت در بدن ممکن است عوارض جانبی شدیدی را ایجاد کند. در مقابل CPCها با ترکیبات شیمیایی مشابه بااستخوان طبیعی، واکنش گیرش آن‌ها در دمای محیط انجام شده و همچنین قابلیت زیست فعالی و زیست‌تخریب‌پذیری بالایی را از خود نشان می‌دهند. خواص منحصربه‌فرد CPCها مانند شکل‌دهی آسان، قابلیت تزریق، زیست‌سازگاری عالی، و زیست‌تخریب‌پذیری آن را به یک ماده جایگزین عالی تبدیل کرده است. بااین‌حال، خواص مکانیکی ضعیف و زمان‌گیرش طولانی، استفاده از این سیمان‌ها را به درمان نقایص استخوانی غیر باربر محدود کرده است. این مقاله مروری، پس از پرداختن به تاریخچه مختصر، طبقه‌بندی و مزایا و معایب سیمان‌های استخوانی به‌ویژه CPC ها، به بررسی راهبردهای نوین از جمله افزودن ذرات زیست فعال و یون‌های فلزی برای غلبه بر این محدودیت‌ها و توسعه نسل جدیدی از سیمان‌های استخوانی با عملکرد بهبودیافته می‌پردازد.
کلیدواژه‌ها
موضوعات

عنوان مقاله English

Bioactive Bone Cements: A Review of Novel Approaches for Enhancing the Performance and Advanced Applications of Calcium-Phosphate Cements for Clinical Bone Regeneration

نویسندگان English

Seyede Fateme Mousavinasab 1
sahar mollazadeh 2
1 Ferdowsi University of Mashhad
2 Ferdowsi University of Mashhad
چکیده English

The aging population and sports-related injuries have led to a significant increase in bone- diseases and fractures. Fractures due to trauma or osteoporosis, as well as bone diseases, are a major clinical challenge. Biocompatible materials used as bone repair materials in orthopedic surgery are known as bone cements. Bone cements currently used for clinical applications can be classified into two main groups: polymethyl methacrylate (PMMA) cements, and calcium phosphate (CPC) bone cements. The excellent mechanical properties of PMMA make them a suitable option for use as bone substitutes. However, the use of these cements may cause severe side effects including: high Young's modulus and polymerization temperature, as well as their non-degradability after implantation. In contrast, CPCs, has similar chemical compositions to natural bone. This cement provides setting reactions at room - temperatures and exhibit high bioactivity and biodegradability. Calcium phosphate cements have opened a new era in the fabrication of bone defects in biomedical applications. The unique properties of CPCs, such as easy molding, injectability in practical use, excellent biocompatibility, and biodegradability, have made them an excellent alternative material. However, the poor mechanical properties and long setting time of apatite cements have limited their use to the non-load-bearing bone defects. This review article, discussing the brief history, classification, and advantages and disadvantages of bone cements, especially CPCs. Also, new strategies, including the addition of bioactive glasses and metal ions, to overcome these limitations are examined to develop a new generation of bone cements with improved performance.

کلیدواژه‌ها English

Bone cement
calcium-phosphate
apatite
polymethyl methacrylate
ارسال نظر در مورد این مقاله
نام را وارد کنید.
نشانی پست الکترونیکی را به درستی وارد کنید.
وابستگی سازمانی را به درستی وارد کنید.
توضیحات را وارد کنید (حداقل 50 حرف)
CAPTCHA Image
شناسه امنیتی را به درستی وارد کنید.