استفاده از ساختارهای لایه‌ای برای تولید قطعات کاشتنی بهتر

محققان سازمان همکاری‌های دندانپزشکی آمریکا و موسسه ملی استاندارد و
فناوری روشی جدید برای لایه‌ای کردن دو نوع ماده زیستی مختلف و ایجاد یک
واحد مستحکم و در عین حال متخلخل یافته‌اند که می‌تواند به بهبود ترمیم
استخوان منجر شود.

در حال حاضر سیمان فسفات کلسیم (CPC: خمیری مبتنی بر آب از ترکیب پودر
کلسیم و یک فسفات که هیدروکسی آپاتیت را تشکیل می‌دهند) برای ترمیم و
دوباره‌سازی شکستگی‌های استخوان به کار می‌رود؛ اما این ماده تنها در
استخوان‌هایی که تحت فشار نیستند (همانند استخوان‌های صورت و جمجمه) به کار
می‌رود.

ماکروحفراتی که در CPC وجود دارند، به سلول‌های استخوان این امکان را می‌دهند
که در آن نفوذ کرده و در نهایت باعث محکم شدن قطعه کاشته شده شوند. با این
حال تا زمانی که این اتفاق بیافتد، این حفرات باعث می‌شوند قطعه کاشته شده
شکننده و آسیب‌پذیر باشد.

هاکین ژو و همکارانش در مقاله‌ای که در شماره سپتامبر ۲۰۰۷ در مجله
Biomaterials منتشر کردند، یک روش منحصر به فرد جهت افزایش استحکام قطعه
کاشته شده جهت گذراندن مراحل اولیه پس از کاشت ارائه کرده‌اند.

ابتدا یک خمیر CPC ماکروحفره‌ای در ناحیه‌ای که نیاز به ترمیم و دوباره‌سازی
دارد، قرار داده می‌شود. سپس یک خمیر CPC محکم که توسط الیاف تقویت شده است،
به صورت لایه‌ای روی خمیر اولیه قرار می‌گیرد تا استحکام آن را افزایش دهد.
زمانی که استخوان جدید در لایه ماکروحفره‌ای زیرین رشدکرده و استحکام آن
افزایش یافت، الیاف قابل جذب لایه بالایی حل شده و کانال‌های ماکروحفره‌ای
بیشتری برای رشد استخوان ایجاد می‌کند؛ بدین ترتیب استخوان امکان رشد
بیشتری نیز پیدا می‌کند. در این روش از ساختار استخوان طبیعی تقلید شده است
که در آن یک لایه مستکم به نام لایه قشری، بخش داخلی را که حفره‌ای و اسفنج‌مانند
است، پوشش می‌دهد.