Cement ambayo inaweza kutumika katika mwili wa binadamu - mfupa saruji

Saruji ya mifupa ni jina linalotumiwa sana kwa saruji ya mfupa na ni nyenzo ya matibabu inayotumiwa katika mifupa. Kwa sababu ya kuonekana kwake na mali ya mwili inayofanana na saruji nyeupe inayotumiwa katika ujenzi na mapambo baada ya kuimarishwa, ina jina maarufu kama hilo. Katika miaka ya 1970, saruji ya mfupa ilikuwa tayari kutumika kwa urekebishaji wa viungo bandia, na inaweza pia kutumika kama nyenzo ya kujaza na kutengeneza tishu katika matibabu ya mifupa na meno.

Faida kubwa ya saruji ya mfupa ni uimarishaji wake wa haraka, kuruhusu shughuli za ukarabati wa mapema baada ya upasuaji. Kwa kweli, saruji ya mfupa pia ina shida kadhaa, kama vile shinikizo la juu la mara kwa mara kwenye uboho wakati wa kujaza, ambayo inaweza kusababisha matone ya mafuta kuingia kwenye mishipa ya damu na kusababisha embolism. Aidha, ni tofauti na mifupa ya binadamu, na baada ya muda, viungo vya bandia bado vinaweza kuwa huru. Kwa hiyo, utafiti juu ya biomaterials ya saruji ya mfupa daima imekuwa mada ya wasiwasi kwa watafiti.

Kwa sasa, saruji za mifupa zinazotumika sana na kufanyiwa utafiti ni simenti ya mifupa ya polymethyl methacrylate (PMMA), saruji ya mifupa ya fosfeti ya kalsiamu, na saruji ya mifupa ya salfati ya kalsiamu.
Saruji ya mfupa ya PMMA ni polima ya akriliki inayoundwa kwa kuchanganya monoma ya methyl methacrylate ya kioevu na copolymer ya methyl methacrylate styrene copolymer, yenye mabaki ya chini ya monoma, upinzani mdogo wa uchovu na upinzani wa ngozi ya dhiki, pamoja na nguvu ya juu ya kuvuta na plastiki. Saruji ya mifupa ya PMMA imekuwa ikitumika sana katika uwanja wa upasuaji wa plastiki wa kimatibabu, na imekuwa ikitumika katika matibabu ya meno, fuvu, na sehemu zingine za kurekebisha mifupa mapema miaka ya 1940. Saruji ya mfupa wa Acrylate imetumika katika upasuaji wa tishu za binadamu na imetumika katika mamia ya maelfu ya kesi za kliniki ndani na kimataifa.

Awamu dhabiti ya saruji ya mfupa ya PMMA kwa ujumla ni PMMA iliyopolimishwa kwa kiasi, na awamu ya kioevu ni monoma ya MMA, huku baadhi ya vianzilishi vya upolimishaji na vidhibiti vimeongezwa. Wakati prepolymer ya awamu imara PMMA inapochanganywa na monoma ya awamu ya kioevu ya MMA, mmenyuko wa upolimishaji wa polima hutokea mara moja ili kufikia uimarishaji wa saruji ya mfupa. Hata hivyo, wakati wa mchakato huu wa kuimarisha, kiasi kikubwa cha joto hutolewa, ambacho kinaweza kusababisha uharibifu wa joto kwa tishu zinazozunguka, na kusababisha kuvimba na hata necrosis ya tishu. Kwa hiyo, utafiti zaidi unahitajika kwa haraka ili kuboresha ubora wa saruji ya mfupa ya polymethyl methacrylate na kupunguza au kuondoa madhara ya saruji ya mfupa ya PMMA.

Fosfati ya kalsiamu hutumiwa katika ukarabati wa mfupa kutokana na utangamano wake bora wa kibayolojia na uwezo wa kuzaliwa upya kwa mfupa. Kliniki, mara nyingi hutumiwa kama nyenzo ya sindano kujaza mapengo ya mfupa na kuboresha urekebishaji wa vifaa katika upasuaji wa fracture. Muundo wa saruji ya mfupa wa fosforasi ya kalsiamu ni sawa na madini ya mifupa ya binadamu, ambayo yanaweza kufyonzwa tena na kukuza ukuaji wa ndani na urekebishaji wa mifupa ya asili. Utaratibu wa uimarishaji wa saruji ya mfupa ya fosforasi ya kalsiamu ni mmenyuko wa mvua ya unyevu. Kwa kudhibiti thamani ya pH ya mchakato wa majibu, hydroxyapatite (HA) inaweza kunyesha ndani ya safu ya pH ya 4.2-11. Katika hatua ya awali, kizazi cha HA kinadhibitiwa hasa na athari za uso, na HA inayozalishwa kati ya chembe na juu ya uso wa chembe huimarisha uhusiano kati ya chembe. Ya juu ya maudhui ya fuwele za HA, pointi zaidi za kuwasiliana zipo, na nguvu ya kukandamiza pia huongezeka ipasavyo. Katika hatua ya baadaye ya mmenyuko wa uhamishaji maji, uso wa chembe hupakwa safu ya HA, na mmenyuko wa uhamishaji wa saruji ya mfupa wa fosfeti ya kalsiamu huwa mgawanyiko unaodhibitiwa kupitia mmenyuko wa unyevu. Kwa mmenyuko unaoendelea wa unyevu, chembe zaidi na zaidi za HA huzalishwa, na fuwele za HA zinazozalishwa zinaongezeka. Bidhaa za uhifadhi wa maji hatua kwa hatua hujaza nafasi ya maji inayoshiriki katika majibu, ili nafasi iliyochukuliwa hapo awali na maji imegawanywa katika pores ya capillary isiyo ya kawaida na fuwele za HA.

Pores ya gel huongezeka, na ukubwa wa pore hupunguzwa mara kwa mara. Fuwele za HA zimepepesuka na kuunganishwa, na nguvu ya kuunganisha kati ya chembe inaongezeka. Nyenzo za saruji za mfupa zimeimarishwa katika muundo wa porous imara na idadi kubwa ya pores, na hivyo kuonyesha nguvu ya kuponya macro.

Katika mazoezi ya kimatibabu, kiwewe kupasuka kwa uti wa mgongo kuna utaratibu maalum wa kuumia na kwa kawaida hutokea kwa vijana ambao wana uwezo mkubwa wa kujenga upya mfupa. Saruji ya fosforasi ya kalsiamu inaweza kutumika kwa ufanisi kutibu fractures kama hizo. Wakati huo huo, saruji ya mfupa ya fosforasi ya kalsiamu pia ni mbadala mzuri wa mfupa wa upasuaji wa upasuaji wa uvimbe wa mifupa. Hata hivyo, kutokana na muda mrefu wa kuganda na kutolewa kwa joto kidogo wakati wa mchakato wa kuganda, saruji ya mfupa ya fosfeti ya kalsiamu ina mshikamano na uimara duni, na huwa na uwezekano wa kutengana na mfupa. Kwa hiyo, utafiti juu ya saruji ya mfupa ya fosfeti ya kalsiamu bado unaendelea.

Sulfate ya kalsiamu ndiyo nyenzo mbadala rahisi zaidi ya kutengeneza mifupa na imetumika katika vifaa vya kurekebisha mifupa kwa zaidi ya miaka 100, ikiwa na historia ndefu zaidi ya kimatibabu ya matumizi. Sulfate ya kalsiamu ina ustahimilivu mzuri wa binadamu, uharibifu wa viumbe, na sifa za upitishaji wa mfupa, na kuifanya kuwa nyenzo mbadala muhimu kwa upandikizaji wa mfupa wa kiotomatiki katika utafiti wa mapema. Awamu dhabiti ya saruji ya mfupa ya sulfate ya kalsiamu ni poda ya salfate ya kalsiamu isiyo na maji, na awamu ya kioevu ni salini ya kisaikolojia na miyeyusho mingine ya maji. Wakati awamu gumu na kioevu zinapochanganywa, salfati ya kalsiamu hupitia mmenyuko wa ujazo, na kutengeneza sharubu zenye umbo la sindano za salfati ya kalsiamu ambazo huunganisha na kukusanyika kila mmoja, na hivyo kuganda kuwa rundo lenye umbo na nguvu fulani. Hata hivyo, kutokana na shughuli duni za kibiolojia, saruji ya mfupa ya sulfate ya kalsiamu haiwezi kuunda vifungo vya kemikali kati ya vipandikizi vya sulfate ya kalsiamu na tishu za mfupa, na itaharibika haraka. Saruji ya mfupa ya sulfate ya kalsiamu inaweza kufyonzwa kabisa ndani ya wiki sita baada ya kuingizwa, na uharibifu huu wa haraka haufanani na mchakato wa malezi ya mfupa. Kwa hiyo, ikilinganishwa na saruji ya mfupa ya fosforasi ya kalsiamu, maendeleo na matumizi ya kliniki ya saruji ya mfupa ya sulfate ya kalsiamu ni mdogo.

Kwa kuongeza, tafiti nyingi zimeonyesha kuwa molekuli ndogo za kikaboni, polima zinazoweza kuharibika, protini, polysaccharides, molekuli za isokaboni, bioceramics, na bioglass zinaweza kuboresha kwa ufanisi utendaji wa saruji ya mfupa, kutoa mawazo ya ubunifu kwa aina mpya za saruji ya mfupa.
Kwa muhtasari, saruji ya mfupa inaweza kuchukua jukumu kubwa katika matibabu ya meno na mifupa, na inatarajiwa kuwa mbeba dawa bora na nyenzo mbadala ya mfupa kwa mfumo wa mifupa.

Kwa uvumbuzi unaoendelea na maendeleo ya sayansi, teknolojia, na nyenzo, inaaminika kuwa nyenzo zaidi za ubora wa juu za saruji za mfupa zitatengenezwa katika siku zijazo, kama vile nguvu za juu, za sindano, zinazostahimili maji, na aina za kuweka haraka. Utumiaji wa saruji ya mfupa katika mazoezi ya kliniki utazidi kuenea, na thamani yake pia itaongezeka.