Forscher vom Shenzhen Institute of Advanced Technology (SIAT) an der chinesischen Akademie der Wissenschaften entwickelt haben, eine neue strontium-substituierte bioaktives Glas (BG) Knochenzement optimiert, dass die Konzentration von strontium zur Verbesserung der periimplantären Knochens und der Knochen-Implantat-Kontakt.
BG Knochenzement ist eine minimal-invasive alternative zur beschwerlichen und riskanten autologen knochentransplantaten und-allografts für die Behandlung von großen Knochendefekten.
Frühere Studien von SIAT gefunden, dass die Zugabe von strontium (Sr), um bioaktive-Borat-Glas, Zement verstärkt um die osteogene Kapazität in vivo. Aber Forscher wissen nicht, wie viel Sr wurde zur Optimierung der Zement physikalisch-chemischen Eigenschaften und die Kapazität zu stimulieren die Neubildung von Knochen. Ebenso werden Sie nicht klar verstehen die zugrunde liegenden molekularen Mechanismus dieser stimulation.
Die aktuelle Forschung liefert Antworten auf diese Fragen.
In der vorliegenden Studie fanden die Wissenschaftler, dass die Zugabe von Sr zu BGs modulieren konnte die physikalisch-chemischen Eigenschaften und osteogene Aktivität von BG-basierten knochenzementen. Zum Beispiel durch hinzufügen von Sr beschleunigt die Einstellung Reaktion von knochenzementen und verlangsamt deren Abbau-rate.
Um zu bestimmen, eine optimale Niveau der Sr-substitution, die Forscher erstellt knochenzementen aus bioaktiven Borosilikat-Glas-Partikel ersetzt, mit unterschiedlichen Mengen von Sr (0 mol – % bis 12 mol – % SrO) und bewertet Sie in vitro und in vivo.
Sie entdeckten, dass die osteogenen Eigenschaften sind optimal erweitert mit einem Zement (benannt BG6Sr), bestehend aus Teilchen ersetzt, mit 6 mol – % SrO. Bei der Implantation in rabbit Femur-Kondylus Mängel, die BG6Sr Zement besser unterstützt periimplantären Knochens und der Knochen-Implantat-Kontakt im Vergleich zu Zementen, substituiert mit 0 mol – % oder 9 mol – % SrO.
Die Forscher entdeckten auch, dass der zugrunde liegende Mechanismus der stimulation von Sr-haltigen knochenzementen beinhaltet die Aktivierung des Wnt/β-catenin-Signalweg in der osteogenen Differenzierung von humanen Blut-Knochenmark mesenchymale Stammzellen (hBMSCs).