زیست فعالی هیدروکسی آپاتیت  فاقد کلسیم با ژل فوم ژلاتین: یک آنالوگ استخوانی خود تنظیم تزریقی جدید
یک روش جایگزین برای ترمیم استخوان به منظور ایجاد تکنیک های جراحی کمتر تهاجمی ، شامل توسعه بیومتریال هایی است که به طور مستقیم به جایگاه های آسیب قابل تزریق بوده  و قادر به ایجاد یک ساختار فضایی سازمان یافته با ویژگی های بافت استخوانی  باشند. .دراینجا، آماده سازی و خصوصیات یک آنالوگ استخوانی تزریقی جدید ساخته شده از هیدروکسی آپاتیت فاقد کلسیم و فوم ژلاتین ارائه شده است. ویژگی های این زیست ماده و واکنش خود تنظیمی توسط آنالیز رئولوژیکی (تغییر شکل ماده) مورد بررسی قرار گرفت . معماری تخلخل، تکامل مورفولوژی سطح و اندازه ذرات با میکروسکوپ الکترونی (SEM / ESEM / TEM ) بررسی شد . خواص فیزیکی و شیمیایی توسط پراش اشعه X و تجزیه و تحلیل FTIR مشخص شد. علاوه براین، یک تست تزریقی برای اثبات اثر مثبت ژلاتین برجریان خون تایید کرد که این ماده کاملا قابل تزریق است. خواص مکانیکی این ماده به عنوان سوبسترای موقت برای بازسازی بافت استخوان کافی است. علاوه بر این، سلول های MG63 و سلول های بنیادی مزانشیمی مشتق از مغز استخوان انسان ( hMSCs ) قادر به مهاجرت و تکثیر در داخل منافذ بودند و hMSCs به فنوتیپ استئوبلاستی تمایز یافتند. نتایج به دست آمده روشی را برای یک جایگزین استخوانی قابل تزریق با خواص تقلیدکننده  بافت استخوان طبیعی هموار کرده و اجازه استفاده موفقیت آمیز برای بازسازی سر و صورت و ارتوپدی را به عنوان پرکننده استخوان در طب ترمیمی می دهد.

J Mater Sci Mater Med. 2013 Oct 18. [Epub ahead of print]

Bioactivation of calcium deficient hydroxyapatite with foamed gelatin gel. A new injectable self-setting bone analogue.

Dessì M, Alvarez-Perez MA, De Santis R, Ginebra MP, Planell JA, Ambrosio L.

Source

Institute of Composite and Biomedical Materials, National Research Council of Italy, P.le Tecchio 80, 80125, Naples, Italy, M.Dessi2@brighton.ac.uk.

Abstract

An alternative approach to bone repair for less invasive surgical techniques, involves the development of biomaterials directly injectable into the injury sites and able to replicate a spatially organized platform with features of bone tissue. Here, the preparation and characterization of an innovative injectable bone analogue made of calcium deficient hydroxyapatite and foamed gelatin is presented. The biopolymer features and the cement self-setting reaction were investigated by rheological analysis. The porous architecture, the evolution of surface morphology and the grains dimension were analyzed with electron microscopy (SEM/ESEM/TEM). The physico-chemical properties were characterized by X-ray diffraction and FTIR analysis. Moreover, an injection test was carried out to prove the positive effect of gelatin on the flow ensuing that cement is fully injectable. The cement mechanical properties are adequate to function as temporary substrate for bone tissue regeneration. Furthermore, MG63 cells and bone marrow-derived human mesenchymal stem cells (hMSCs) were able to migrate and proliferate inside the pores, and hMSCs differentiated to the osteoblastic phenotype. The results are paving the way for an injectable bone substitute with properties that mimic natural bone tissue allowing the successful use as bone filler for craniofacial and orthopedic reconstructions in regenerative medicine.

PMID: 24136082