مقاله مروري: پيشرفت هاي اخير در به كارگيري شيشه هاي زيست فعال در مهندسي بافت استخوان

Recent advances in bioglass applications for bone tissue engineering

در حال حاضر مواد زيستي سنتزي تا حد زيادي جايگزين پيوندهاي استخواني در درمان آسيب هاي استخواني شده اند. اين مواد عمدتاً بر اساس خواص مكانيكي - زيستي انتخاب شده و با كمك آنها داربست هايي مهندسي مي شوند كه زيست فعال و زيست تخريب پذير بوده و رشد بافتي را افزايش مي دهند. همچنين، اين داربست هاي متخلخل نقش مهمي در تشكيل استخوان جديد و عروق زايي داشته و قابليت قرارگيري ژن ها، داروها، فاكتورهاي رشد و سلول هاي بنيادي را دارا مي باشند. هدف از نگارش اين مقاله مروري بررسي نقش زير مجموعه‌اي از مواد زيستي در كاربرد‌هاي مهندسي بافت، به نام شيشه‌هاي زيست ‌فعال براي استخوان مي باشد. عليرغم شكنندگي ذاتي، اين شيشه ها خواص مطلوبي براي به كارگيري در ساخت داربست براي مهندسي بافت استخوان را دارند. شيشه هاي زيست فعال نوين برپايه بورات و بوروسيليكات نيز توانايي خوبي براي افزايش تشكيل استخوان جديد در مقايسه با شيشه هاي سيليكاتي از خود نشان داده اند. اين شيشه ها، همچنين، داراي سرعت تخريب كنترل شدهاي نزديك به سرعت تشكيل استخوان جديد مي باشند و مي توانند با فلزاتي چون مس، روي و استرانسيوم كه همگي براي رشد استخوان سالم مفيد هستند دوپ گردند. اگر چه اين شيشه ها به طور وسيعي در درمان هاي استخواني مورد مطالعه قرارگرفته اند، اما تحقيقات كمي در زمينه كاربرد آنها براي بافت هاي نرم صورت گرفته است. مطالعات اخير نقش اين شيشه ها را در بهبود رگزايي براي زخم هاي بافت نرم به اثبات رسانيده است. هدف عمده اين مقاله بررسي تحولات اخير در زمينه كاربرد شيشه‌هاي زيست ‌فعال و تبديل آن‌ها به داربست مي باشد. همچنين، به روش‌هاي دستكاري ساختار مواد و متغيرهاي دخيل در عملكرد مواد در مهندسي بافت و عوامل رشد دخيل در بازسازي استخوان نيز اشاره مي گردد.

Synthetic biomaterials are currently used as bone graft substitutes to treat bone disorders. Based on biomechanical properties, these biomaterials are selected to engineer bioactive and bioresorbable scaffolds that increase tissue ingrowth. These porous scaffolds play an important role in new bone formation and vascularization with the ability to incorporate genes, drugs, growth factors, and stem cells. This review focuses on recent advances on bioactive glass materials for bone regeneration. Despite inherent brittleness, bioactive glasses have many promising characteristics for bone engineering scaffolds. Compared to silicate bioactive glasses, borate and borosilicate have the ability to enhance new bone formation .These materials have controllable degradation rates that closely match new bone formation. Interestingly, bioactive glasses can be doped with elements such as Cu, Zn, and Sr, which are advantageous for healthy bone growth. Although bioactive glasses have been examined in detail for bone repair, few investigations have been performed on their applications for repair of soft tissues. A recent work has shown bioactive glass has the ability to promote angiogenesis for healing of soft tissue wounds. In this review, we highlight current advances in the use of bioactive glass materials and their conversion into scaffolds with the essential anatomical shape. Methods used to manipulate the materials’ structures in bone tissue engineering applications and growth factors involved in bone regeneration will be briefly discussed.