کاربرد کامپوزیت های زیستی در اورتوپدی و دندان پزشکی
توسعه پر کننده های غیرآلی و پلیمری منجر به ساخت کامپوزیت های زیستی جدید با گستره وسیعی از کاربردها در زمینه های اورتوپدی و دندان پزشکی شد. کامپوزیت های زیستی دارای زیست سازگاری عالی، و زیست تخریب پذیری و خواص مکانیکی خیلی خوبی می باشند. ادغام پر کننده های زیست فعال هیدروکسی اپاتیت، ترکیبات سرامیک-شیشه و شیشه زیست فعال، فراهم کننده کامپوزیت های زیستی می باشد. این مطالعه مروری کارهای اخیر در زمینه توسعه کامپوزیت های زیستی شامل زیست پلیمرها و دیگر ذرات زیست فعال مناسب برای استفاده در آسیب ها و ترمیم استخوان و کاربردهای دندانی را به طور خلاصه بررسی می کند.
ترکیبات کامپوزیتی با ترکیب دو یا چند ترکیب پایه که معمولا ترکیبات و خواص بسیار متفاوتی داشته و در عین حال در یکدیگر حل نمی شوند، بدست می آیند. کامپوزیت های طبیعی را می توان در جانوران و گیاهان یافت؛ چوب، استخوان و دندان نمونه هایی از کامپوزیت های طبیعی هستند. چوب از تارهای سلولزی بلند قرار گرفته در بستری از لیگنین ساخته شده است. استخوان و دندان ترکیبات کامپوزیتی شامل یک شبکه آلی (معمولا کلاژن) و مواد معدنی (معمولا هیدروکسی اپاتیت) می باشد. با توجه به تعریف ویلیامز، یک ترکیب زیستی “ترکیبی غیر قابل رشد است که از آن در دستگاه های پزشکی به منظور تعامل با سیستم های زیستی استفاده می شود”. در ۱۹۹۹ ویلیامز تعریف خود را با توجه به این امر که از ترکیبات زیستی برای تعامل با سیستم های زنده، به منظور ارزیابی، درمان، تصحیح یا جایگزینی هر بافت، اندام یا عملکرد در بدن استفاده می شود تغییر داد. ترکیبات زیستی مورد استفاده به صورت کلینیکی باید کاملا زیست سازگار باشند. زیست سازگاری خاصیت “سازگار بودن یا بافت زنده” می باشد. ترکیبات زیست سازگار نباید باعث ایجاد سمیت یا پاسخ های سیستم ایمنی بدن موجود زنده، به هنگام تماس با بدن یا مایعات بدنی شوند. کامپوزیت های زیستی کاربردهای فراوانی دارند شامل: بازسازی جمجمه، ترمیم شکستگی استخوان، جایگزینی مفاصل لگن، مچ پا و کل زانو یا دیگر مفاصل و کاربردهای دندانی.
دندان ها سخت ترین بافت های زنده در بدن انسان می باشند. دندان انسان شامل سه نوع بافت می باشد: مینا، عاج و پالپ (مغز دندان). مینای دندان لایه خارجی دندان و سخت ترین و معدنی ترین قسمت بدن می باشد. مینا لایه ای نفوذ ناپذیر را روی عاج دندان ایجاد می کند و توسط آملوبلاست ها تولید می شود- سلول هایی با منشاء اکتودرم. مینای دندان شامل ۹۷ درصد وزنی ترکیبات معدنی، ۱ درصد ترکیبات آلی و ۲ درصد وزنی آب می باشد. ترکیبات آلی شامل پروتئین های محلول و نامحلول، اناملین، و مقادیر کمی کربوهیدرات و چربی می باشد.
عاج دندانی توسط اودونوبلاست و سمنتوبلاست ها بسته به اینکه عاج در تاج دندان قرار گرفته باشد یا در ریشه آن، ساخته می شود. عاج دندان بین مینا و پالپ قرار گرفته، بهراه این دو ساختار یک واحد عملکردی (دندان) را تشکیل می دهند. عاج ساختار خیلی پیچیده ای داشته و سه نوع از آن وجود دارد. عاج اصلی کمتر از مینا دارای ترکیبات معدنی می باشد: ۷۰ درصد وزنی هیدروکسی آپاتیت، ۲۰ درصد وزنی ترکیبات آلی و ۱۰ درصد آب. عاج دارای ساختاری شبکه ای بوده مه عمدتا از نوع اول کلاژن و ترکیبات شبه کلاژن ساخته شده و کریستال های هیدروکسی آپاتیت را به صورت نامنظم در بر می گیرد. این نوع عاج بخش اصلی تاج و ریشه دندان را تشکیل داده و قبل از خروج دندان از لثه شکل می گیرد. در عاج اصلی، دو لایه را می توان از هم مجزا دانست؛ لایه داخلی و لایه خارجی. تفاوت اصلی بین آنها این است که لایه خارجی کمتر از لایه داخلی دارای مواد معدنی می باشد زیرا این لایه حاوی تارهای کلاژنی ضخیم تر و عرض آن ۱۵۰ میکرومتر است. عاج ثانوی داخل عاج اصلی قرار گرفته است. تولید این نوع عاج هنگام خروج تاج دندان از لثه شروع شده و تا پایان عمر دندان ادامه می یابد. در طول تشکی عاج ثانویه، حفره پالپ کوچک تر می شود. عاج نوع سوم فقط هنگام آسیب دیدن دندان تشکیل شده و ساختار نامعینی دارد.
