비활성 유리 코팅의 잠재력은 Spinal Fusion을 가속화합니다.

척추의 척추의 두 개 이상의 척추에 가입 하는 데 사용 되는 일반적인 수술 절차, 종종 통증을 제거 또는 부상 후 척추를 안정화. 전통적으로, 외과 의사는 뼈 조각을 사용 하 여 융 퓨전을 촉진, 하지만 최근 바이오 물질에 사전은 새로운 가능성을 열어. 하나의 유망한 개발은 생체 활성 유리 코팅의 사용.

Bioactive Glass는 무엇입니까?

Bioactive 유리는 뼈 조직과 긍정적으로 상호 작용하는 합성 물질의 특별한 유형입니다. 그것은 실리카, 칼슘, 나트륨 및 인산염의 주로 구성됩니다. 이식될 때, bioactive 유리는 뼈, 자극 재생 및 치유 과정을 가진 유대를 형성합니다. 물자는 1960년대 말에 Larry Hench에 의해 처음 개발되고, 그 후에 그것은 치과와 정형외과 신청에서 사용되었습니다.

생물 활성 유리의 주요 특징은 몸 액체에 접촉에 그것의 표면에 hydroxyapatite 층을 형성하는 그것의 능력입니다. 이 층은 화학적으로 그리고 구조상으로 자연 뼈 무기물과 유사합니다, 살아있는 뼈 조직과 직접 접착할 수 있는 유리를 허용하. 유리의 용해는 또한 칼슘과 같은 이온을 풀어 놓습니다, 인산염, 및 실리콘, 이는 osteoblast 활동을 자극하고 새로운 뼈 형성을 승진시킬 수 있습니다.

Spinal Fusion의 Bioactive Glass Coatings의 장점

  • Enhanced Bone 성장: Bioactive Glass는 골절을 촉진하는 이온을 방출하고 새로운 뼈 형성을 가속화합니다.
  • Improved Integration: 코팅은 기존 뼈 조직에 더 효과적으로 결합을 돕습니다.
  • 치료 시간 감소: 빠른 융합은 회복 기간을 줄이고 환자의 결과를 개선합니다.
  • Biocompatibility: Bioactive glass는 몸에 의해 잘 관용, 주사 또는 불리한 반응을 최소화합니다.
  • 항균성 특성: 생분해성 유리의 몇몇 정립은 세균 성장을 금하는 이온을 풀어서 수술 후 감염의 위험을 감소시키.

행동의 메커니즘

hydroxyapatite 층은 hydroxyapatite 층을 형성하기 위하여, hydroxyapatite 층을 형성하기 위하여, hydroxyapatite 층을 형성하는 hydroxyapatite 층을 형성하는 hydroxyapatite 층을 형성하는 hydroxyapatite 층을, oxyspatite 층을 형성하는 hydroxyapatite 층을 형성하는 hydroxyapatite 층을 형성하는 hydroxyapatite 층을 형성하는 자연적인 액체로 섞는 oxyteric oxytic 층을, oxyterin 층을 형성하는 oxyterin 층을 형성하는 oxyterin 층을 형성합니다.

그 사이에, 풀어 놓인 실리콘 이온은 골절과 관련된 유전자를 통제하기 위하여 보였습니다. 학문은 실리콘이 새로운 뼈의 대형을 가속하는 골격 증식 및 차별화를 자극하는 것을 보고했습니다. 이 이중 활동 간접 화학 접합 및 생물학 자극은 생물 활성 유리를 척추 융화 감금소를 위한 우수한 코팅 물자를 만듭니다.

Bioactive Glass 및 코팅 기술 유형

구성 변동

가장 널리 연구 된 바이오 활성 유리는 45S5, 또한 45% SiO2, 24.5% CaO, 24.5% Na2O, 및 6% P2O5를 포함하는 바이오 유리로 알려져 있습니다. 다른 정립은 구성 요소의 약간 다른 비율이 있는 S53P4 및 13-93를 포함합니다. 각 정립은 생물 활성성, 기계적 강도 및 이온 방출 단면도의 다른 비율을 제안합니다.

척추 융합 응용 프로그램에 대 한, 연구원 종종 폴리머, 금속, 또는 세라믹과 같은 다른 재료와 함께 바이오 활성 유리를 사용 하 여 기계적 특성을 최적화. 예를 들어, 티타늄 합금 케이지에 생물 활성 유리의 코팅은 구조 지원 및 골극 자극을 제공 할 수 있습니다.

신청 방법

Bioactive Glass는 여러 기법을 사용하여 임플란트에 적용 할 수 있습니다.

  • Plasma Spraying: 유리 분말은 플라즈마 제트에 용해되어 임플란트 표면에 분사됩니다. 이 두께의 코팅을 생산하지만 고온으로 인해 유리 구성을 변경할 수 있습니다.
  • 솔젤 코팅: 이형제에 적용되며 건조 및 열처리가 가능합니다. 이 방법은 코팅 두께와 화학적 특성을 더 잘 제어할 수 있습니다.
  • Electrophoretic Deposition: 충전된 유리 입자는 전기 분야의 임플란트 표면에 증착됩니다. 이 기술은 복잡한 형상과 다공성 구조에 적합합니다.
  • Magnetron Sputtering: 얇은, 밀도 코팅은 대상에서 스퍼터링 유리 입자에 의해 구축된다. 이 방법은 강한 접착으로 매우 얇은 코팅을 생산할 수 있습니다.

임상적 증거 및 연구 찾기

최근 연구는 bioactive 유리 코팅이 척추 융해의 성공률을 크게 향상시킬 수 있음을 입증했습니다. ]Spine Journal에 출판 된 체계적인 검토는 2021 년에 bioactive 유리 코팅 된 간체 감금소가 전임 동물 연구에서 비옥한 티타늄 감금소와 비교하여 더 높은 융해율을 달성했다고 발견했습니다. 인간 시험에서는, 초기 결과는 이식으로 뼈를 증가시키고 방사선 fusion에 시간을 감소시킵니다.

lumbar fusion을 겪는 40 환자를 포함하는 1개의 주목할만한 임상 학문. 절반은 polyetherketone (PEEK) 감금소를 코팅했습니다 bioactive 유리로, 다른 절반은 코팅 없이 표준 PEEK 감금소를 받았습니다. 12 달 후속에, 입히는 그룹은 통제 그룹에 있는 95% fusion 비율 versus 80%를 보여주었습니다. 게다가, 입히는 그룹에 있는 환자는 낮은 고통 점수 및 빠른 반환을 매일 활동 보고했습니다.

연구자들은 다양한 정립 및 응용 기술을 탐구하여 효율성을 최적화합니다. 종양 임상 시험은 뼈의 질이 빈번한 골절과 판결의 맥락에서 장기적인 안전과 이점을 확인하는 것을 목표로합니다.

더 읽기를 위해, 생체 활성 유리 코팅의 생물 활성성 및 osseointegration에 대한 연구를 참조하십시오 : [[FLT : 0]]Materials (2019) - 생체 활성 유리 코팅 : 리뷰[[FLT :1]]. 또 다른 종합 검토는 척추 수술에서 생체 유리의 사용을 논의 : [[FLT : 2]]]Biomaterials (2020) - 척추 융착의 생체 활성 유리 : 현재 상태 및 미래 방향[FLT : 3].

전통 뼈 그라프와 비교

전통적인 척추 fusion은 종종 환자에서 수확 된 오토그레이드 뼈에 의존합니다. & #8217; iliac의 가장. 오토그래프는 우수한 뼈 형성 특성을 가지고 있지만, 기증자 사이트 morbidity, 한정 공급 및 가변 품질로 제공됩니다. 기증자에서 골은 기증자 사이트 문제를 피하지만 질병 전송 및 느린 통합의 위험을 운반합니다.

Bioactive 유리 코팅은 이러한 방법에 대한 몇 가지 이점을 제공합니다. 첫째, 그들은 합성 및 표준화, 일관된 품질을 제공. 둘째, 그들은 분리 된 외과 사이트에 대한 필요를 삭제합니다. 세 번째, 코팅은 제어 된 속도로 degrade하도록 설계 될 수있다, 점차적으로 새로 형성 된 뼈에 부하를 전송. 제 4, 일부 생체 활성 유리의 항균 속성은 감염의 위험을 줄일 수 있습니다, 척추 융해 절차에 일반적인 합병.

그러나, bioactive 유리는 초기 수술 기간에 기계 강도의 측면에서 뼈 초래술에 대한 직접 교체가 아닙니다. 그것은 감금소, 나사 및 판과 같은 짐 방위 주입에 코팅으로 가장 잘 사용됩니다. 양분할한 생물 활성 유리 구조가 독립 간체 융합 장치로 봉사할 수 있는지 여부를 연구하는 양파 연구입니다.

도전과제

약속에도 불구하고, 광범위한 채택에 도전하고있다. 생체 활성 유리의 과민성은 임플란트 삽입 중에 코팅의 부수거나 탈라 움푹 빠질 수 있습니다. 강화 단계 또는 복합 코팅을 사용하여 추가와 같은 수정은 생물 활성도를 줄일 수 있습니다.

다른 제한은 비보 행동에 있는 가변성입니다. 생물 활성 유리의 반응 비율은 국부적으로 PH, 혈액 교류 및 염증성 세포의 존재에 달려 있습니다. 몇몇 환자에서는, 유리의 용해는 너무 빨리 일어날지도 모릅니다, 뼈 ingrowth의 앞에 기계적인 안정성을 비교합니다 일어나고 있습니다. 느린 저항 형성은 치유 타임라인을 더 잘 일치하기 위하여 개발됩니다.

코팅 공정은 또한 우려입니다. 코팅 공정은 균일 한 적용 및 임플란트 기판에 강한 접착을 보장하기 위해 신중하게 제어되어야 합니다. 코팅 임플란트의 규제 승인은 표준 임플란트보다 더 복잡해질 수 있으며 추가 생체 호환성 테스트 및 임상 증거가 필요합니다.

미래 지향

비활성 유리 코팅의 통합 척추 융합 절차는 치유를 강화하고 합병증을 감소시키기를 위한 중대한 약속을 붙듭니다. 연구 전진으로, 이 물자는 척추 수술에서 표준이 될 수 있었습니다, 환자에게 더 빠른 회복 및 더 나은 결과를 제안하.

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환자별 코팅은 수술 전진 영상과 컴퓨터 모델링을 통해 가능합니다. 코팅 구성과 두께를 각 개별’s 뼈 밀도 및 융화 요구 사항을 최적화합니다. 장기적으로 생체 활성 유리 코팅은 골 치유를 모니터링하고 외과 의사에 데이터를 전달하는 스마트 센서와 결합 될 수 있습니다.

결론적으로, bioactive 유리 코팅은 척추 융해 기술에 있는 뜻깊은 전진을 대표합니다. 뼈를 가진 화학적으로 유대에 그들의 능력은, osteogenesis를 자극하고, 감염 위험을 감소시킵니다 외과 결과를 개량하기를 위한 다재다능한 공구를 감소시킵니다. 지속적인 임상 조사 및 물자 혁신으로, 이 코팅은 수술실에 있는 점점 중요한 역할을 할 것입니다.