.jpg)
профессора Томаса Уэбстера
Нанотехнология предлагает новые инструменты инженерии, которые могут помочь нам в решении проектных задач, связанных с созданием лучшего имплантатов. В контексте биомедицинской инженерии, последние технологические достижения означают, что у нас теперь есть возможность манипулировать материалы (и их поверхностей) с нанометровой точностью масштаба. Это позволяет нам создавать биоматериалов с особенностями же размера, как белки и клетки, с которыми наши имплантат будет взаимодействовать.
Попытка имеют клетки пройти обычных размеров материалов аналогична просить человека в путешествие по сдвигу скалы и скалистые долины, но наноматериалов предлагаем имплантата с функциями, которые больше напоминают природные ткани, на которой клетки обычно путешествия (и создать себе). Хотя Есть и другие причины для наноматериалов влиять на клетки иначе, чем обычные биоматериалов, кажется, что просто сделать их поверхность напоминает натуральных тканей может способствовать росту клеток. 1
Выше результата важно, потому что главной целью при разработке эффективных имплантата является стимулирование роста хорошие клетки и препятствовать деятельности плохих клеток. Хорошее и плохое в относительном выражении, но в случае кость имплантатов; роста костных клеток следует поощрять, и рост бактерий и чрезмерная активность клеток иммунной следует избегать.
Положительный эффект роста костей клеток и отрицательный эффект от роста бактерий на имплантатах более очевидны, чем вредного воздействия сверхактивной иммунной клетки. Многое, как рубцовая ткань, которая образуется на коже, сверхактивной иммунной клетки может привести к гранулированным образование рубцовой ткани на поверхности имплантата, ведущие к отторжению имплантата. Макрофаги, клетки, которые являются частью иммунной системы организма, относятся к числу биологических игроков, которые способствуют образованию рубцовой ткани в организме. Чрезмерная активация макрофагов следует избегать, чтобы избежать образование гранулированных ткани на поверхности имплантата.
Недавние исследования начинают подтверждают, что нанотехнологии могут быть использованы для создания более эффективных имплантата. Теперь есть возможность сделать имплантат поверхностей, которые больше напоминают родные кости в обоих шероховатости поверхности и химии, чем традиционные имплантаты. Эти новые биомиметических поверхности биосовместимых и показать хороший рост клеток костной ткани. 2 То же самое верно и для многих других органов организма от сердца к мозгу.
Кроме того, только изменив имплантата поверхностей nanorough имеет положительные результаты. Эти nanorough поверхностей позволяют самостоятельно модулировать темпы роста костных клеток, бактерий и иммунные клетки на поверхности имплантированных материалов. Например, шрам клеток, образующих макрофагов менее активны по наноматериалам, чем на обычных биоматериалов, а костные клетки более активны по наноматериалам. 3 , 4 В дополнение к этому результату, износа от имплантатов с наноразмерных поверхностных особенностей является менее токсичным для окружающей ткани , чем от обычных имплантатов. 5 Кроме того, недавние исследования показали, что наноструктурированных поверхностей снижению бактериальной колонизации. 6 , 7 выше результаты показывают, что нанотехнологии могут быть использованы для создания более эффективных имплантат уменьшает потребность в пересмотре операций.
Ссылки
1. Bruder JM и соавт. 2007, J Biomater Научно Polym ред., 18 (8) :967-82.
2. Чжан и соавт. 2008, Int J Наномедицина, 3 (3): 323-334.
3. Кан D и соавт. 2009, Acta Biomater. 5 (5) :1425-32.
4. Вебстер и соавт. 2000, биоматериалов, 21 (17) :1803-10.
5. Gutwein и соавт. 2003, биоматериалов, 25 (18) :4175-83.
6. Puckett, SD и соавт. 2009 биоматериалов 31 (4) 706-713
7. Тейлор Е. Н. и соавт. 2009 Int J Наномедицина. 4:145-52
Copyright AZoNano.com, профессор Томас Уэбстер (Brown University)