Какие свойства натуральной кости можно назвать

ИСКУССТВЕННУЮ КОСТЬ
Сьюзен Ляо (Susan Liao) и её коллеги из национального университета Сингапура (NUS) создали искусственную кость из неорганического материала с наноструктурой, похожей на структуру кости естественной.
Кости человека состоят в основном из нанокристаллов гидроксиапатита (65%) и коллагена (25%) (а ещё там есть пружинки). В дентине эта пропорция чуть иная — 70% и 20%.
Учёные решили изготовить искусственную кость из минерализованного коллагена, биологически совместимого материала, который может стать прекрасной основой для имплантатов и протезов. При этом они разработали метод выработки нанокомпозитов с различными концентрациями коллагена и входящих в состав кости карбонатов (этот материал они обозначили формулой nCHAC).
Исследователей особенно интересовал вопрос, что будет при изменении пропорций ингредиентов. Оказалось, что манипулируя исходными растворами и, соответственно, концентрациями карбонатов и коллагена, можно создавать нанокомпозиты различные по морфологии. В частности, с разными по размеру и форме кристаллами nCHAC. Они формировали иглы, постепенно укорачивающиеся и составляющие сферические частицы. Это было похоже на формирование настоящей кости, говорят авторы опытов.
А из-за разной структуры менялись и механические свойства кости. Таким образом, новый метод может помочь в создании искусственных биоматериалов, предназначенных для разнообразных условий работы в организме и для протезирования различных костей, полагают исследователи.
Пока ещё строение полученной кости не совсем идентично натуральной, но в дельнейшем Ляо намерена воспроизвести при помощи своего метода такие же нановолокна, что наблюдаются в настоящих костях.

Гомологичная кост банк костных трансплантатов

Искусственная кость Orthoss. Аутогенная (эндогенная) кость или гомологичная кость (из банка костных трансплантатов) часто используются для костной пластики в травматологии и ортопедии. Тем не менее, использование аутогенной кости ограничено ввиду ее трудной доступности и травматизации пациента при дополнительной операции. Гомологичная кость несет с собой высокие иммунологические риски и риск инфицирования (СПИД, гепатит и др.). Искусственный заменитель кости, такой как гидроксиапатит, отличается от натуральной кости по структуре и составу, что крайне затрудняет его участие в процессе естественного остеогенеза. С появлением Orthoss стал доступен альтернативный материал для костной пластики, в котором сохранена натуральная неорганическая структура кости. Orthoss легко интегрируется в естественный процесс образования костной ткани посредством остеобластов и остеокластов. Orthoss состоит из веществ, которые составляют неорганическую матрицу кости, при этом свойства натуральной неорганической структуры кости остаются неизменными. Благодаря своему природному составу Orthoss имеет высокую степень сходства с человеческой костью.

Пористая структура – как у натуральной кости

Размеры пор играют решающую роль при костной интеграции имплантата. Orthoss имеет естественную систему пор, которая способствует восстановлению кости посредством прорастания кровеносных сосудов и миграции костных клеток. Размер пор варьируется вследствие своего природного происхождения и составляет величину порядка 100 мкм.

Внутренняя поверхность – как у натуральной кости

Благодаря интенсивно развитой объемной сетчатой структуре соединительных пор, площадь внутренней поверхности материала составляет более 90 м2/г и внутреннее пространство Orthoss близко соответствует спонгиозной кости человека. Это обеспечивает большую площадь контакта материала имплантата с вновь образовавшейся костью.

Кристаллическая структура – как у натуральной кости

Неорганическая основа человеческой кости представляет собой мельчайшие кристаллы апатита. В ходе уникального технологического процесса производства в Orthoss сохраняется кристаллическая структура, сходная с человеческой костью. Это облегчает интеграцию Orthoss в естественный процесс восстановления кости.

Химический состав – как у натуральной кости

По сравнению с синтетическими материалами в Orthoss биологический апатит имеет меньше гидроксильных групп и больше карбонатных ионов. Соотношение между ионами кальция и фосфата составляет 2:1, что полностью соответствует человеческой кости.

Искусственная кость способна переходить в связки

Используя клетки кожи, тканевые инженеры из Georgia Institute of Technology создали искусственную кость способную, подобно природной костной ткани, переходить в ткани других типов, такие как связки и сухожилия. В полученной ткани обнаружен постепенный переход от кости к более мягкой ткани, а не резкий скачок плотности, характерный для описанных ранее образцов искусственной костной ткани. Это обеспечит лучшую интеграцию новой костной ткани в организм и более удачное распределение нагрузки внутри такой ткани. Исследование опубликовано в одном из августовских номеров журнала Proceedings of the National Academy of Sciences.

Группа исследователей под руководством профессора Andres Garcia из George W. Woodruff School of Mechanical Engineering at the Georgia Institute of Technology не только смогла создать искусственную кость, переходящую в более мягкие ткани, но и за несколько недель перенести эту технологию in vivo.

Ученым удалось создать такую ткань при помощи трехмерного полимерного каркаса, на одном конце которого поддерживалась высокая концентрация транскрипционного фактора Runx2, а к другому концу, содержание транскрипционного фактора постепенно сходило на нет, т.е. исследователи создали точно рассчитанный пространственный градиент этого фактора. Затем весь каркас равномерно заселялся фибробластами кожи. В результате, фибробласты, попавшие в часть каркаса, содержащую большое количество фактора Runx2, становились костной тканью, а заселившие его противоположный конец, лишенный данного фактора – связками и сухожилиями.

Если предложенная технология пройдет необходимые тесты, одним из ее применений будут операции на передней крестообразной связке (anterior cruciate ligament (ACL)). Дело в том, что в настоящее время хирургическое лечение повреждений ACL не слишком эффективно, поскольку невозможно воспроизвести переход от костной ткани к ткани самой связки.

По словам исследователей, каждый орган нашего тела имеет комплексную, гетерогенную структуру. Поэтому возможность искусственно создавать ткани, наилучшим образом повторяющие свойства природных – огромный скачок вперед для тканевой инженерии.

Xто такое кость? Справка о кости

Кость — твёрдая (несущая) составная часть эндоскелета живого организма. В состав костей входят как органические, так и неорганические вещества; количество первых тем больше, чем моложе организм; в связи с этим кости молодых животных отличаются гибкостью и мягкостью, а кости старых — твёрдостью и хрупкостью. Отношение между обеими составными частями представляет различие в разных группах позвоночных; так, в кости рыб и особенно глубоководных содержание минеральных веществ относительно мало, и они отличаются мягким волокнистым строением.
</2>Минеральные составные части</h2>
У взрослого человека количество минеральных составных частей (главным образом, фосфата и карбоната кальция и фосфата магния, а также фторида, хлорида кальция и др.) составляет около 60—70 % веса кости, а органическое вещество (главным образом оссеин) — 30—40 %. Кости имеют большую прочность и громадное сопротивление сжатию, чрезвычайно долго противостоят разрушению и принадлежат к числу самых распространённых остатков ископаемых животных. При прокаливании кость теряет органическое вещество, но сохраняет свою форму и строение; подвергая кость действию кислоты (напр. соляной), можно растворить минеральные вещества и получить гибкий хрящевый остов кости.

По форме кости делят на длинные, широкие и короткие. Длинные или трубчатые кости — такие, у которых длина сильно преобладает над шириной и толщиной; они имеют более или менее цилиндрическую среднюю часть, тело (Corpus s. Diaphysis) с полостью внутри и 2 конца или эпифиза (Extremitates s. Epiphyses), которые всегда шире тела и покрыты на суставных поверхностях слоем хряща, находятся в конечностях и более или менее изогнуты. У широких костей два измерения преобладают над третьим; такие кости служат преимущественно для образования стенок полостей, заключающих различные органы (череп, грудная, тазовая полость) и могут быть плоскими, изогнутыми, вогнутыми и т. д. В коротких костях ни одно измерение не преобладает значительно над другими; это кости неправильные, округленные или многогранные (напр. позвонки, кости запястья и пятки).

Поверхность кости может представлять различные углубления (бороздки, ямки и т. д.) и возвышения (углы, края, ребра, гребни, бугорки и т. п.). Неровности служат для соединения костей между собой или для прикрепления мускулов и бывают тем сильнее развиты, чем более развита мускулатура. На поверхности находятся так называемые «питательные отверстия» (Foramina nutritiva), через которые входят внутрь кости питающие и кровеносные сосуды.

В костях различают плотное и губчатое костное вещество. Первое отличается однородностью, твёрдостью и составляет наружный слой кости; оно особенно развито в средней части трубчатых костях и утончается к концам; в широких костях оно составляет 2 пластинки, разделённые слоем губчатого вещества; в коротких оно в виде тонкой плёнки одевает кость снаружи. Губчатое вещество состоит из пластинок, пересекающихся в различных направлениях, образуя систему полостей и отверстий, которые в середине длинных костей сливаются в большую полость.

Химическая промышленность Химические новости сюжеты

Узнайте более подробно новости в сфере химии, интересные химические новости и новости химической промышленности. Все самое новое и интересное новости химической отрасли все о химии и произвостве, химической продукции, химических реактивах и лабораторном оборудовании. Новинки, приборы, технологии и оборудование в открытия в сфере химии  — продажа химической продукции в Санкт-Петербурге и других регионах России и странах мира.

События и новостные сюжеты в сфере химической отрасли. Полезная информация о том, что происходит в химической промышленности, выставки и мероприятия, оборудование, технологии, поставка и продажа химической продукции. Новинки в сфере производства, открытия новых материалов, вещест, химических элементов, как меняетя периодическая система элементов, что её ждет в ближайшем будущем?. Заметки ученых и специалистов — полезные статьи и материалы о химии
Наружная поверхность кости одета так называемой надкостницей (Periosteum), оболочкой из соединительной ткани, содержащей кровеносные сосуды и особые клеточные элементы и служащей для питания, роста и восстановления кости. Внутренние полости кости выполнены особой мягкой тканью, называемой костным мозгом.