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जैव-सक्रिय सामग्री

1969
  • Larry L. Hench
जैवसामग्री अनुसंधान के लिए प्रयोगशाला में बायोग्लास के नमूने।

(यह छवि केवल उदाहरण के लिए बनाई गई है)

जैव-सक्रिय सामग्री बायोमटेरियल्स का एक वर्ग है जिसे सामग्री-ऊतक इंटरफ़ेस पर एक विशिष्ट, सकारात्मक जैविक प्रतिक्रिया उत्पन्न करने के लिए डिज़ाइन किया गया है, जिसके परिणामस्वरूप उनके बीच एक बंधन बनता है। बायोइनर्ट सामग्रियों के विपरीत जो न्यूनतम अंतःक्रिया का लक्ष्य रखती हैं, जैव-सक्रिय सामग्री सक्रिय रूप से उपचार प्रक्रियाओं में भाग लेती हैं। एक उत्कृष्ट उदाहरण बायोग्लास है, जो अपनी सतह पर एक हाइड्रॉक्सीपेटाइट परत बनाता है, जो सीधे हड्डी से जुड़ता है।

जैव सक्रियता की अवधारणा लैरी हेंच द्वारा 1969 में Bioglass® 45S5 के आविष्कार के साथ प्रतिपादित की गई थी, जो 45 wt% SiO2, 24.5% CaO, 24.5% Na2O और 6% P2O5 की विशिष्ट संरचना है। अस्थि बंधन की क्रियाविधि में पाँच सतही रासायनिक अभिक्रियाओं का अनुक्रम शामिल है। जब यह शारीरिक द्रवों के संपर्क में आता है, तो (1) कांच से Na+ का विलयन से H+ के साथ तीव्र आयन विनिमय होता है, जिससे सिलिका युक्त परत बनती है। (2) इससे स्थानीय pH बढ़ता है, जिसके कारण (3) कांच का जाल टूट जाता है, जिससे सिलिसिक अम्ल (Si(OH)4) मुक्त होता है और सतह पर सिलानोल (Si-OH) बनते हैं। (4) कांच और आसपास के द्रव दोनों से कैल्शियम और फॉस्फेट आयनों की उच्च स्थानीय सांद्रता के कारण एक अनाकार कैल्शियम-फॉस्फेट परत का निर्माण होता है। (5) यह परत हाइड्रोक्सीकार्बोनेट एपेटाइट (एचसीए) में क्रिस्टलीकृत हो जाती है, जो रासायनिक और संरचनात्मक रूप से हड्डी के खनिज चरण के समान होती है। यह एचसीए परत ऑस्टियोब्लास्ट कोशिकाओं को उपनिवेश बनाने, विभेदित होने और नई अस्थि मैट्रिक्स जमा करने के लिए एक जैव-सक्रिय ढांचा प्रदान करती है, जिससे मेजबान हड्डी के साथ एक मजबूत, प्रत्यक्ष और निर्बाध बंधन बनता है। यह प्रक्रिया, जिसे ऑसियोइंटीग्रेशन के रूप में जाना जाता है, प्रत्यारोपण की दीर्घकालिक स्थिरता के लिए महत्वपूर्ण है। इसके अलावा, विघटन उत्पादों, विशेष रूप से सिलिसिक एसिड, को ऑस्टियोप्रोजेनिटर कोशिकाओं के भीतर जीन को उत्तेजित करने और वृद्धि कारकों के उत्पादन को बढ़ाने के लिए दिखाया गया है। यह सामग्री को न केवल ऑस्टियोकंडक्टिव (हड्डी के विकास के लिए एक ढांचा) बल्कि ऑस्टियोइंडक्टिव (नई हड्डी के निर्माण को सक्रिय रूप से उत्तेजित करने वाला) भी बनाता है।

UNESCO Nomenclature: 3201
चिकित्सा विज्ञान

Type

रासायनिक प्रक्रिया

व्यवधान

क्रांतिकारी

उपयोग

व्यापक उपयोग

शगुन

  • कांच विज्ञान और विनिर्माण का विकास
  • हड्डी की संरचना और हाइड्रॉक्सीएपेटाइट की भूमिका की समझ
  • हड्डी रोग विज्ञान में एल्यूमिना जैसी अक्रिय सिरेमिक का प्रारंभिक उपयोग
  • पदार्थ-ऊतक इंटरफ़ेस का अध्ययन करने के लिए सतह विश्लेषण तकनीकों में प्रगति

आवेदन

  • हड्डी प्रत्यारोपण और दंत शल्य चिकित्सा में रिक्त स्थान भरने वाले पदार्थ
  • अस्थि एकीकरण को बढ़ावा देने के लिए धात्विक प्रत्यारोपणों (जैसे, कूल्हे के स्टेम) पर कोटिंग।
  • अस्थि ऊतक इंजीनियरिंग के लिए ढाँचे
  • बायोएक्टिव टूथपेस्ट में मौजूद घटक जो इनेमल के खनिजीकरण में योगदान करते हैं।
  • घाव भरने वाली पट्टियाँ जो ऊतक मरम्मत को बढ़ावा देती हैं

पेटेंट:

  • US3929971A

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संबंधित विषय: बायोएक्टिव, बायोग्लास, लैरी हेंच, हाइड्रॉक्सीएपेटाइट, ऑसियोइंटीग्रेशन, बोन बॉन्डिंग, आयन एक्सचेंज, ऑस्टियोइंडक्शन, ऑस्टियोकंडक्शन, सिरेमिक बायोमटेरियल।

ऐतिहासिक संदर्भ

जैव-सक्रिय सामग्री

1960
1960
1969
1976-05-28
1980
1990
1960
1965
1970
1980
1980
1990

(यदि तिथि अज्ञात है या प्रासंगिक नहीं है, उदाहरण के लिए "द्रव यांत्रिकी", तो इसके उल्लेखनीय उद्भव का एक अनुमानित आंकड़ा प्रदान किया गया है)

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