생체 재료: 그것이 무엇인지, 유형 및 특성

인간(및 대부분의 동물)은 상처와 부상을 치료할 수 있는 능력이 있습니다. 일반적으로 기계적 과정에 의한 표피의 개방은 의학적으로 예측 가능한 치유 메커니즘을 따릅니다: 혈전 형성, 염증, 새로운 변종의 세포 증식 및 분화를 통해 조직을 개조하고 가능한 한 원래 상태로 되돌립니다. 가능한.

어쨌든 표피만 복구되는 것은 아닙니다. 근세포 위성 세포의 골 강화 및 가동화(각각 뼈와 근육에서), 우리 장치의 미세 열상과 골절을 치유하려는 다른 생리적 메커니즘의 예입니다. 이동 발동기.

예를 들어 뼈에 골절이 발생하면 세포체(골세포, 조골세포, 파골세포 및 세포)가 osteoprogenitors)는 뼈가 마이너에서 정상적인 모양을 회복하기 위해 뼈 매트릭스를 분비하고 개조합니다. 가능한 시간. 일반적으로 6~8주 이내에 상당한 개선을 볼 수 있습니다.

불행히도 모든 조직이 잘 치유되는 것은 아니며 심장이나 다른 장기와 같은 일부 조직은 완전한 재생 능력이 완전히 부족합니다. 인간 생리학적 능력의 한계에 도전하고 잠재적으로 수백만 명의 생명을 구하기 위해, 생체 재료가 우리 시대에 온다. 의학의 미래가 가장 유망하지 않기 때문에 그들에 관한 모든 것을 배우십시오.

관련 기사: "인체의 주요 세포 유형"

생체 재료는 무엇입니까?

의학적 관점에서 생체 재료는 특히 수술 요소 또는 임플란트의 일부로 생체 조직에 도입하기 위한 모든 천연 또는 합성 물질. 생리학적 수준에서 이러한 물질은 다른 물질과 비교할 때 고유한 특성을 가지고 있습니다. 부정적인 면역 반응을 일으키지 않고 살아있는 조직과 즉시 접촉하십시오. 인내심 있는.

또한, 생체 재료는 그들은 약리학적 물질의 분리를 통해 기능을 달성하지 않으며 유기체의 대사에 의존하지 않습니다. 원하는 효과를 얻기 위해(그렇지 않으면 약물에 대해 이야기하게 됩니다). 그들의 단순한 기능과 마법은 어떤 유형의 손상을 입은 경조직 또는 연조직을 대체하는 데 이상적이기 때문에 올바른 위치에 있고 적응하는 데 있습니다. 일반적인 사용 외에도 진단 방법 및 기타 임상 이벤트로 점점 더 많이 사용됩니다.

instagram story viewer

1세대 생체 재료는 1940년경에 고안되었으며 1960년대와 1970년대에 유용성과 기능이 절정에 달했습니다. 의학적 지식과 재료가 고도화되면서 이러한 요소 중 시간이 지남에 따라 개선되어 두 번째 및 세 번째 화합물이 생성되었습니다. 세대. 이상적인 속성 중 일부는 다음과 같습니다.

적절한 기계적 특성: 매우 단단한 생체 재료는 올바른 기능이 방해를 받기 때문에 느슨한 자연 조직에 도입될 수 없습니다.
수성 매질에서 부식에 대한 내성: 인체는 60%가 물입니다. 따라서 생체 재료가 수분 스트레스에 대한 내성이 필수적입니다.
배치된 조직에서 국소 독성 또는 발암성 사건을 조장해서는 안 됩니다.
2세대부터는 물질도 생체활성을 추구했다. 이들은 생체 재료의 기능과 성능을 지원하는 생리학적 반응을 유도해야 합니다.
또 다른 새로운 특징은 일부 물질이 재흡수될 수 있다는 것입니다. 이는 시간이 지남에 따라 사라지거나 급격히 변하며 신체에서 대사될 수 있음을 의미합니다.
마지막으로 오늘날 이들 중 일부는 세포 수준에서 특정 반응을 자극할 것으로 예상됩니다.

당신이 상상할 수 있듯이, 생체 재료의 이상적인 특성은 전적으로 기능에 달려 있습니다.. 예를 들어, 외과의는 인대 부상의 이식편을 고정하기 위해 나사를 사용하여 시간이 지남에 따라 재흡수하기를 원하므로 환자가 다시 개입할 필요가 없습니다. 반면에 생체 재료가 중요한 구조를 대체하는 경우, 이는 영구적이며 신체 생태계의 모든 요소에 저항한다는 생각입니다.

게다가, 일부 생체 재료는 성장과 분화를 발전시킬 수 있기 때문에 세포 관점에서 흥미롭습니다.. 예를 들어, 일부 3세대 생체 활성 결정은 빠른 재생을 촉진하기 위해 손상된 조직 세포의 특정 유전자를 활성화하도록 설계되었습니다. 디스토피아적 미래에서 가져온 기술처럼 보이지만 이것이 오늘날의 현실입니다.

생체 재료의 종류

위의 모든 것이 일련의 미묘한 개념에 머물지 않도록 생체 재료의 유용성에 대한 증거를 제시합니다. 목록이 매우 길기 때문에 모든 항목을 다룰 수는 없지만 가장 흥미로운 항목을 수집합니다. 놓치지 마세요.

1. 인산칼슘 세라믹스

다공성 인산칼슘 세라믹은 특정 골내 결함을 복구하는 데 사용할 수 있습니다. 독성이 없고 유기체와 생체 적합성이 있으며 혈중 칼슘과 인 수치를 크게 변화시키지 않습니다.. 어쨌든 바이오세라믹은 매우 단단하고 매우 천천히 분해되기 때문에 일반적으로 더 나은 결과를 얻으려면 생분해성 폴리머와 결합해야 합니다.

이러한 유형의 임플란트는 예를 들어 골절 시 뼈 회복을 촉진하는 데 사용됩니다. 흥미롭게도 중간엽 줄기 세포에 이러한 생체 적합 물질을 주입하면 특정 동물에서 더 빠르고 더 나은 조직 재생을 촉진할 수 있다는 것이 관찰되었습니다. 보시다시피 생체 재료는 단순한 광물이나 화합물이 아니라 기능을 달성하기 위해 완벽한 균형을 찾으려는 유기 및 무기 요소의 혼합물입니다.

2. 생체 활성 결정

생체 활성 결정체는 또한 뼈 수준의 특정 재생 과정에 이상적입니다. 분해 속도를 제어할 수 있고, 골 형성 가능성이 있는 특정 이온성 물질을 분비하며, 뼈 조직과의 정확한 친화력 이상을 갖습니다.. 예를 들어, 여러 연구에서 일부 생체 활성 결정이 다음의 활성화를 촉진한다는 사실이 밝혀졌습니다. 조골세포, 뼈에 강도를 부여하는 세포간 기질을 분비하는 뼈 조직 세포 기능.

다음 항목에 관심이 있을 수 있습니다. "심리학의 12개 가지(또는 분야)"

3. 재흡수성 쌍피질 나사

폴리락트산 및 폴리글리콜산을 기반으로 하는 재흡수성 플레이트 및 나사는 오늘날의 순서입니다. 그들은 용접 부상을 입을 때 많은 문제를 일으키는 단단한 티타늄 요소를 점점 더 많이 대체합니다..

예를 들어, 폴리글리콜레이트는 닳지 않고 봉합하는 동안 접합부로서 우수한 보안을 제공하는 강하고 단단하지 않은 재료입니다. 이러한 재료는 환자의 불편함을 훨씬 덜 유발하고 비용이 저렴하며 외과적 제거가 필요하지 않다는 점에서 티타늄보다 성능이 훨씬 뛰어납니다.

4. 생체 재료 패치

지금까지 뼈 재생에 사용되는 생체 재료를 언급했지만 연조직에도 사용됩니다. 예를 들어, National Institute of Biomedical Imaging and Bioengineering은 다음과 같이 갈조류를 기반으로 하는 알지네이트 패치를 개발하고 있습니다. 외상, 수술 또는 폐렴 및 낭포성 섬유증과 같은 상태로 인한 폐 침윤을 치료하기 위한 치료용 밀봉제.

이러한 기술의 결과는 알긴산 패치가 폐에 의해 가해지는 것과 유사한 압력을 가하고 이러한 기관의 조직 재생을 돕습니다. 삶.

5. 화상에 대한 하이드로 겔 "붕대"

심한 화상을 입은 사람들은 붕대를 만질 때 진정한 고통을 경험하고, 더 나아가 표피 성장과 조직 재생을 지연시킵니다. 현재 연구 중인 하이드로겔을 사용하면 이러한 일련의 문제가 사라질 수 있습니다.

하이드로겔은 상처의 환경적 악영향으로 인한 감염 및 분해를 방지하는 이상적인 필름 역할을 합니다.. 또한 특정 제어 절차의 속도로 용해될 수 있으며 이것이 수반하는 기계적 스트레스 없이 병변을 노출시킬 수 있습니다. 의심의 여지없이 이것은 중증 화상 환자의 입원 기간을 무한히 향상시킬 것입니다.

요약

우리가 말한 모든 것은 추측과 가설에 근거한 것이 아닙니다. 이러한 재료의 대부분은 오늘날 이미 사용 중이며 다른 재료는 현재 활발히 개발되고 있습니다..

보시다시피, 의학의 미래는 적어도 유망합니다. 생체 재료의 발견과 정제로 무한한 가능성이 열렸습니다. 치유 메커니즘의 활성화를 촉진하는 조직의 요소 통합에 대한 나사 및 봉합 소유하다. 의심할 여지 없이, 의학 분야에서 현실은 허구보다 낯설다.

참고문헌:

바트, S., & 쿠마르, A. (2013). 생체재료와 생명공학 미래의 헬스케어. Biomatter, 3(3), e24717.
생체 재료, NIH. 3월 20일 수집 https://www.nibib.nih.gov/science-education/science-topics/biomaterials
그리피스, L. g. (2000). 고분자 생체 재료. 법률 자료, 48(1), 263-277.
허벨, J. 에게. (1995). 조직 공학의 생체 재료. 바이오/테크놀로지, 13(6), 565-576.
Navarro, M., Michiardi, A., Castano, O., & Planell, J. 에게. (2008). 정형 외과의 생체 재료. 왕립학회 인터페이스 저널, 5(27), 1137-1158.
Park, J., & Lakes, R. 에스. (2007). 생체 재료: 소개. Springer 과학 및 비즈니스 미디어.
래트너, B. D., & 브라이언트, S. 제이. (2004). 생체 재료: 우리가 있었던 곳과 앞으로 갈 곳. 안누. 신부님. 바이오메드. Eng., 6, 41-75.