Szkło bioaktywne S53P4

Szkło bioaktywne S53P4 (BAG-S53P4) to biomateriał składający się z sodu , krzemianów , wapnia i fosforanów . S53P4 jest osteokondukcyjny , a także osteoprodukcyjny w promocji, migracji, replikacji i różnicowaniu komórek osteogennych i produkcji ich macierzy. Innymi słowy, ułatwia tworzenie i regenerację kości ( ostestymulacja ). Udowodniono, że S53P4 w naturalny sposób hamuje wzrost nawet 50 klinicznie istotnych szczepów bakterii .

Historia

Bioaktywne szkło S53P4 ma swoje korzenie w bioszkle 45S5 opracowanym przez Larry'ego Hencha pod koniec lat 60. w Nowym Jorku. Kilka dekad później, w latach 80., w Turku w Finlandii opracowano bioaktywne szkło S53P4 . S53P4 okazał się osteostymulujący (nieosteoindukcyjny), ale miał też jedną nową dodatkową właściwość: skład 53% krzemionki i mniejszych mas sodu, wapnia i fosforu powodował reakcje powierzchniowe in vitro, które wydawały się hamować wzrost bakterii – odkryto materiał, który nie mógł zostać zainfekowany przez bakterie.

Aplikacje

Obszary zastosowania obejmują szeroki zakres wskazań wymagających wypełniania ubytków kostnych, ubytków i ubytków oraz odbudowy lub regeneracji ubytków kostnych. Kilka długoterminowych badań wykazało, że ubytki wyrostka sutkowatego zarówno w perlaku , starych ubytkach radykalnych, jak iw przewlekłym zapaleniu ucha środkowego można z powodzeniem zlikwidować za pomocą bioaktywnego szkła S53P4.

Doświadczenie kliniczne zebrano z kilku szeroko zakrojonych badań, w których leczono pacjentów z zakażeniami kości. S53P4 wykazał obiecujące wyniki w chirurgii przewlekłego zapalenia kości i szpiku , chirurgii septycznej bez zrostu, rekonstrukcji ubytków segmentowych i innych powikłaniach infekcyjnych, takich jak infekcje mostka, zapalenie kości i szpiku stopy cukrzycowej i infekcje kręgosłupa.

S53P4 zdobył doświadczenie kliniczne w chirurgii kręgosłupa w zespoleniach kręgosłupa i chirurgii deformacji kręgosłupa.

S53P4 był również z powodzeniem stosowany do wypełniania ubytków łagodnych guzów kości zarówno u dorosłych, jak iu dzieci, utrzymując objętość jamy kostnej przez długi czas. Doświadczenie kliniczne zostało zdobyte w przypadku tętniakowatych torbieli kostnych (ABC), prostych torbieli kostnych (UBC), enchondromy i włókniaka bezkostniejącego (NOF).

Mechanizm akcji

Kiedy bioaktywne szkło S53P4 jest wszczepiane do jamy kostnej, szkło jest aktywowane poprzez reakcję z płynami ustrojowymi. Podczas tego okresu aktywacji bioaktywne szkło przechodzi szereg reakcji chemicznych, tworząc idealne warunki do odbudowy kości poprzez osteokondukcję.

• Uwalniane są jony Na, Si, Ca i P.
• Na bioaktywnej powierzchni szkła tworzy się warstwa żelu krzemionkowego.
• CaP krystalizuje, tworząc warstwę hydroksyapatytu na powierzchni bioaktywnego szkła.

Po uformowaniu się warstwy hydroksyapatytu bioaktywne szkło wchodzi w interakcję z jednostkami biologicznymi, tj. białkami krwi, czynnikami wzrostu i kolagenem. Po tym interaktywnym, osteokonduktywnym i osteostymulującym procesie nowa kość wyrasta na i pomiędzy bioaktywnymi strukturami szklanymi.

• Bioaktywne szkło wiąże się z kością – ułatwiając tworzenie nowej kości.
• Osteostymulacja rozpoczyna się od stymulacji komórek osteogennych w celu zwiększenia tempa przebudowy kości.
• Jakość radioaktywnego szkła bioaktywnego pozwala na ocenę pooperacyjną.

W końcowej fazie transformacji trwa proces regeneracji i przebudowy kości. Z biegiem czasu szkło jest w pełni przebudowywane w kość, przywracając pacjentowi naturalną anatomię.

• Następuje konsolidacja kości.
• Bioaktywne szkło S53P4 przez lata przebudowuje się w kość.

Hamowanie wzrostu bakterii

Właściwości hamujące wzrost bakterii S53P4 wynikają z dwóch równoczesnych procesów chemicznych i fizycznych, zachodzących, gdy bioaktywne szkło reaguje z płynami ustrojowymi. Sód (Na) uwalnia się z powierzchni bioaktywnego szkła i powoduje wzrost pH (środowiska alkalicznego), co nie jest korzystne dla bakterii, hamując tym samym ich rozwój. Uwolnione jony Na, Ca, Si i P powodują wzrost ciśnienia osmotycznego na skutek wzrostu stężenia soli, czyli środowiska, w którym bakterie nie mogą się rozwijać.