Osteostimulace - Osteostimulation

Osteostimulace je technika pokusu o zlepšení hojení kost zranění nebo závady. Nebylo však zjištěno, že by bylo výrazně účinné při zvyšování hojení kostí.[1]

Předpokládá se, že funguje prostřednictvím aktivní stimulace osteoblast šíření a diferenciace, o čemž svědčí zvýšené úrovně DNA syntézy a markerů osteoblastů, osteokalcinu a alkalické fosfatázy. Iontovou výměnou Biosklo nejprve působí jako lešení kolem a skrz které se tvoří nová kost. In vivo studie prokázaly, že osteostimulační vlastnosti mají za následek stimulaci a zrychlení tvorby nové kosti u kostního defektu. (FDA 510 (k) clearance, únor 2006 pro PerioGlas).

Ostim1.jpg

Kostní vady, ať už z důvodu traumatu nebo chirurgického zákroku, mají podobný léčebný vzorec. Během několika minut po vzniku defektu krevní destičky shromáždit se v místě poranění a přilnout k exponovaným kolagenovým vláknům. Uvolňování obsahu krevních destiček stimuluje další agregaci krevních destiček a iniciuje tvorbu sraženin.1 Toto uvolňování má také chemotaktický účinek a přitahuje různé bílé krvinky (leukocyty) do poškozených tkání a je zahájena akutní zánětlivá reakce. Neutrofily a další leukocyty začínají odstraňovat veškeré bakterie, cizí materiál a mrtvou tkáň pomocí procesu známého jako fagocytóza. Zánětlivá odpověď a další antigeny v ráně také přitahují lymfocyty. Tyto imunitní buňky uvolňují cytokiny, jako je IL-1 a TNF-a, které mohou mít více účinků na další fyziologické odpovědi. Například IL-1 zesiluje imunitní odpověď indukcí proliferace T-buněk, zvyšuje fagocytární schopnosti monocytů a makrofágů a indukuje proliferaci fibroblastů. Narušení cévního zásobení a následné buněčné reakce během zánětlivých a imunitních reakcí vedou k mnoha změnám v místním prostředí, včetně snížení pH, obsahu kyslíku a iontových koncentrací vápníku, fosforu, draslíku a sodíku. Pokud tyto stavy přetrvávají, může nastat chronická zánětlivá reakce, která vede k rozsáhlé destrukci tkáně.2 Pokud jde o materiály implantátu, chronický zánět a reakce cizích těles jsou spojeny s vývojem vláknité kapsle kolem implantátu. Cílem štěpového materiálu je pomoci při hojení tkání.

Zmírněním změn pH a iontové koncentrace3„Bioglass může snižovat uvolňování nebo přitahování imunitních buněk, snižovat časový průběh a rozsah zánětlivé reakce. Nepřímé důkazy o tom byly zaznamenány v nedávném výzkumu, který ukazuje snížení TNF-α4 a elastáza5 úrovně v přítomnosti Bioglass ve srovnání s kontrolami.

Osteostimulace a pH

Zatímco normální pH tkáně je 7,4-7,6, zánětlivá reakce může snížit místní pH na 5,5 nebo nižší kvůli poškozené vaskulatuře a uvolňování různých enzymů během fagocytózy.2 Toto kyselé pH samo o sobě poškozuje okolní tkáně a stimulací nových zánětlivých reakcí působí na prodloužení procesu hojení.1 Naopak, in vitro testování Bioglass ukázalo zvýšení lokálního pH kolem roubovaného materiálu.3Klinické hodnocení orálních a periodontálních defektů prokázalo sníženou hladinu zánětu tkáně u defektů roubovaných pomocí Bioglass.6 To lze částečně připsat částečné neutralizaci kyselých změn pH, které jsou běžně pozorovány během zánětlivého procesu.

Ostim2a.jpg

Osteostimulace a hemostáza

Bylo prokázáno, že Bioglass je hemostatický, což snižuje čas srážení v laboratorních testech o 25% ve srovnání s kontrolami.7 Zatímco skutečný původ tohoto účinku ještě nebyl stanoven, dvěma potenciálními hypotézami jsou vývoj pozitivního povrchového náboje, který se na Bioglass vytvoří po implantaci, a uvolnění iontů vápníku během rozpouštění materiálu. U řady modelů bylo prokázáno, že pozitivní povrchový náboj podporuje srážení. Kromě toho jsou ionty vápníku vyžadovány během několika kroků jak ve vnitřní, tak ve vnější dráze srážení a jsou také zapojeny do zrání fibrinové sítě vyvinuté během srážení.1 Pokračující fyzická přítomnost částic Bioglass a její prodloužené uvolňování iontů vápníku může působit ke stabilizaci vytvořené sraženiny nebo kalusu, aby podpořila rychlejší vaskularizaci místa a poskytla aktivní lešení pro opravu tkáně.

Stimulace a nábor osteoblastů

Pro hojení kostí je nutná přítomnost a nábor osteoblastů, buněk „tvořících kosti“. Do 24 hodin po implantaci in vitro testování ukázalo, že ionty vápníku a fosforu uvolněné z Bioglass se srážejí zpět na částice jako povrchová vrstva fosforečnanu vápenatého.3 Tato vrstva je podobná normálnímu kostnímu minerálu a vytváří povrch, který je příznivější pro připojení k osteoblastům než jiné syntetické materiály.8 Kultury s lidskými primárními osteoblasty ukázaly, že bioaktivní sklo stimuluje proliferaci a diferenciaci osteoblastů9, s tvorbou kalcifikovaných kostních uzlíků na povrchech materiálu již po šesti dnech. Tito stejní badatelé také prokázali, že iontové druhy uvolňované během rozpouštění přípravku Bioglass mají podobný účinek zvyšováním proliferace osteoblastů.10 Částice bioskla proto tvoří trojrozměrné porézní lešení s povrchy, které stimulují množení a připevnění osteoblastů a tvorbu kostí.

Reference

  1. ^ Mollon B, da Silva V, Busse JW, Einhorn TA, Bhandari M (listopad 2008). „Elektrická stimulace pro hojení zlomenin dlouhých kostí: metaanalýza randomizovaných kontrolovaných studií“. J Bone Joint Surg Am. 90 (11): 2322–30. doi:10.2106 / JBJS.H.00111. PMID  18978400.
  • Ganong WF. Lékařská fyziologie, Lange Medical Publications, 1985.
  • Park JB. Biomateriály: Úvod. Plenum Press, New York, 1979.
  • Hench LL, West JK. "Biologické aplikace bioaktivních brýlí." Life Chemistry Reports, 13: 187-241, 1996.
  • Rectenwald JE, Minter RM, Rosenberg JJ, Gaines GC, Lee S, Moldawer LL. „Bioglass tlumí prozánětlivou reakci u myší peritoneální endotoxikózy. Shock, 17 (2): 135-138, 2002.
  • Han J, Meng H, Xu L, Chou L. „Protizánětlivý účinek bioaktivního skla na lidské parodontální nitrobunní vady.“ J Dent Res, 81 (Spec Iss. A): A-129, 2002. (Prezentováno na výročním zasedání IADR, San Diego, CA, březen 2002).
  • Shapoff CA, Alexander DC, Clark AE. "Klinické použití částice z bioaktivního skla při léčbě lidských kostních vad." Kompendium, 18 (4): 352-354, 356, 358, 1997.
  • Nepublikovaná zpráva. Data testu Lee a White Coagulation Test
  • Loty C, Sautier JM, Tan MT, Oboeuf M, Jallot E, Boulekbache H, Greenspan D, Forest N. „Bioaktivní sklo stimuluje diferenciaci osteoblastů in vitro a vytváří příznivou šablonu pro tvorbu kostních tkání.“ J Bone Min Res, 16 (2): 231–239, 2001.
  • Xynos ID, Hykkanen MVJ, Batten JJ, Buttery LD, Hench LL, Polak JM. „Bioglass 45S5 stimuluje obrat osteoblastů a zvyšuje tvorbu kostí in vitro: důsledky a aplikace pro kostní tkáň.“ Calcified Tissue International, 67 (4): 321-329, 2000.
  • Xynos ID, Edgar AJ, Buttery LDK, Hench LL, Polak JM. „Iontové produkty bioaktivní disoluce skla zvyšují šíření lidských osteoblastů a indukují expresi mRNA růstového faktoru II podobnou inzulínu a syntézu proteinů.“ Biochem Biophys Res Comm, 276 (2): 461-465, 2000.