Biocomposites and hybrid biomaterials based on calcium orthophosphates

The state-of-the-art of biocomposites and hybrid biomaterials based on calcium orthophosphates that are suitable for biomedical applications is presented in this review. Since these types of biomaterials offer many significant and exciting possibilities for hard tissue regeneration, this subject belongs to a rapidly expanding area of biomedical research. Through successful combinations of the desired properties of matrix materials with those of fillers (in such systems, calcium orthophosphates might play either role), innovative bone graft biomaterials can be designed. Various types of biocomposites and hybrid biomaterials based on calcium orthophosphates, either those already in use or being investigated for biomedical applications, are extensively discussed. Many different formulations, in terms of the material constituents, fabrication technologies, structural and bioactive properties as well as both in vitro and in vivo characteristics, have already been proposed. Among the others, the nanostructurally controlled biocomposites, those containing nanodimensional compounds, biomimetically fabricated formulations with collagen, chitin and/or gelatin as well as various functionally graded structures seem to be the most promising candidates for clinical applications. The specific advantages of using biocomposites and hybrid biomaterials based on calcium orthophosphates in the selected applications are highlighted. As the way from the laboratory to the hospital is a long one, and the prospective biomedical candidates have to meet many different necessities, this review also examines the critical issues and scientific challenges that require further research and development.

بیوکامپوزیت ها و بیومواد هیبریدی بر پایه ارتوفسفات‌های کلسیم

آخرین پیشرفت‌های بیوکامپوزیت ها و بیومواد هیبریدی براساس کلسیم ارتوفسفات ها که برای کاربردهای بیوپزشکی مناسب هستند در این مقاله ارائه شده‌است. از آنجا که این نوع بیومتریال امکانات جالب و قابل‌توجهی را برای بازسازی بافت سخت ارائه می‌دهند، این موضوع به حوزه تحقیقات بیومدیکال که به سرعت در حال گسترش است، تعلق دارد. از طریق ترکیب موفق خواص مطلوب مواد ماتریس با پرکننده‌ها (در چنین سیستم‌هایی، کلسیم ارتوفسفات‌ها ممکن است نقش داشته باشند)، بیومواد جدید پیوند استخوان را می توان طراحی کرد. انواع مختلفی از بیوکامپوزیت ها و مواد زیستی هیبریدی براساس ارتوفسفات‌های کلسیم، چه آن‌هایی که در حال حاضر در حال استفاده هستند و یا در حال بررسی برای کاربردهای پزشکی هستند، به طور گسترده مورد بحث قرار گرفته‌اند. بسیاری از فرمولاسیون‌های مختلف، از نظر مواد تشکیل‌دهنده، تکنولوژی‌های ساخت، خواص ساختاری و زیست فعال و همچنین ویژگی‌های in vitro و in vivo، در حال حاضر پیشنهاد شده‌اند. در میان بقیه، نانوکامپوزیتهای زیستی کنترل‌شده از نظر ساختاری، آن‌هایی که حاوی ترکیبات نانوابعادی، فرمولاسیون های ساخته‌شده از لحاظ زیستی با کلاژن، کیتین و / یا ژلاتین و همچنین ساختارهای مختلف هدفمند هستند، به نظر می‌رسد که بهترین گزینه برای کاربردهای بالینی باشند. مزایای خاص استفاده از بیوکامپوزیت ها و بیومواد هیبریدی براساس ارتوفسفات های کلسیم در کاربردهای انتخاب‌شده برجسته شده‌است. از آنجا که راه آزمایشگاه تا بیمارستان راه طولانی است، و نامزدهای پزشکی آینده باید نیازهای مختلف بسیاری را برآورده کنند، این بررسی همچنین مسائل مهم و چالش‌های علمی که نیازمند تحقیقات و توسعه بیشتر هستند را بررسی می‌کند.

ترجمه شده با