توليد داربست هاي پليمري: اشكال كامپوزيت پليمر – سراميك

[javad jan]

توليد داربست هاي پليمري: اشكال كامپوزيت پليمر – سراميك PROCESSING OF POLYMER SCAFFOLDS : POLYMER – CERAMIC COMPOSITE FORMS

كاتو- تي – لاورن سين، هلن، اچ – لو، و يوسف خان
پليمرها و سراميك ها به طور جداگانه يا تركيبي به شكل مكمل يا گزينه اي براي نسج آلوگرفت و زنوگوفت به عنوان جايگزين بافت سخت در كاربردهاي دنداني و ارتوپدي بكار برده مي شوند، و از آنجا كه هر ماده خصوصيات ذاتي خود را دارد، براي كاربردهاي خاصي مناسب خواهد بود. چندين پليمر زيست تخريب پذير در پروژه‏هاي تحقيقاتي و استفاده‏هاي باليني براي كاربردهاي ماهيچه اي – اسكلتي مورد آزمايش قرار گرفته اند. پلي ارتو استرها، پلي انيدريدها، پلي فسفازن ها و پلي آمينواسيدها همگي به عنوان جايگزين هاي استخواني به واسطه تخريب پذيري منحصر به فرد و خصوصيات مكانيكي شان امتحان شده اند.
پليمرهاي تخريب پذير خانواده پلي - http://pnu-club.com/imported/mising.jpg هيدروكسي اسيد شامل پلي لاكتيك اسيد (PLA)، پلي گليكوليك اسيد (PGA) و كوپليمر آن پلي لاكتيك – كو-گليكوليك اسيد (PLAGA) به طور گسترده به عنوان صفحات تثبيت، پيچ ها و پين ها و همچنين دستگاههاي رهايش دارو و داربست‏هاي مهندسي بافت مورد استفاده قرار مي‏گيرند. سراميك هاي مختلفي وجود دارند كه به تنهايي يا به همراه پليمر ها براي كاربردهاي ارتوپدي ازجمله تري كلسيم فسفات، تتراكلسيم فسفات، هيدرو كسي آپاتيت و كامپوزيت هاي پايه مواد زيست فعال، بكار برده مي شوند. اين سراميك ها با پليمرهاي تخريب پذير و تخريب ناپذير مختلفي تركيب مي شوند تا سبب اصلاح استحكام پليمرها، چسبندگي به استخوان، تخلخل، و قابليت تحريك درون رشد استخوان گردند. يك ار مطلوب ترين اين تركيبات، تركيب PLAGA و هيدروكسي آپاتيت به شكل يك كامپوزيت چند كاره قابل استفاده در مهندسي بافت است با توجه به اين موضوع، سه روش مختلف براي ايجاد داربست كامپوزيت PLAGA و هيدروكسي آپاتيت بيان مي‌شود: فيلم پليمر – سراميك توليد شده توسط روش قالب گيري حلال، ساختارهاي پليمر- سراميك سنتز شده توسط روش تجمع حلال و ساختارهاي پليمر- سراميك سنتز شده با استفاده از روش ژل – ريز (ريزدانه).

[javad jan]

-پيشگفتارمهندسي بافت را مي توان به شكل كاربرد بيولوژيكي، شيميايي و اصول مهندسي در جهت ترميم، مرمت يا بازسازي بافت هاي زنده با استفاده از بيومواد، سلولها و فاكتورها به تنهايي و يا بصورت تركيبي مورد استفاده قرارداد. هم سراميك ها و هم پليمرها داراي خصوصيات ذاتي كاملاً مجزايي بوده و هر يك از آنها بطور گسترده در شكل بيو مواد در بازسازي بافت هاي زنده بكار گرفته مي شوند، كه اين كاربردها به خوبي در مدارك موجود ارائه شده است. براي مثال ، سراميك ها در ترميم بافت سخت از جمله كاربردهاي ماهيچه اي – اسكلتي و دندان استفاده مي شوند. پليمرها نيز بطور گسترده در كل بدن به شكل جايگزين هاي موقت و دائم براي شريان ها استخوان‏ها، و مفاصل و بازسازي پلاستيكي و غيره بكار مي روند.
معمولاً يك نوع ماده به تنهايي نمي تواند هم ويژگي هاي مطلوب مكانيكي و هم شيميايي را براي يك كاربرد خاص برآورده سازد. در اين نمونه ها مواد كامپوزيت كه تركيبي از مزاياي هر دو ماده هستند بسيار مناسب تر خواهند بود. مطلوب ترين حالت در اينجا تركيب پليمرها و سراميك ها به شكل يك كامپوزيت چند كاره قابل استفاده در مهندسي بافت است. گزينه مصنوعي پليمر – سراميك به طور ويژه براي پيوندهاي بيولوژيكي مانند بافت هاي پيوندي خود شخص يا نسج پيوندي بيگانه طراحي مي شوند. اين فصل به طور اجمالي كاربرد اين دو نوع ماده را به تنهايي يا به صورت تركيبي براي بازسازي بافت ماهيچه اي اسكلتي و دنداني شرح مي دهد.

[javad jan]

- پيوندهاي متداول استخوانCONVENTIONAL BONE GRAFTS

- پيوند نسخ خود شخصAUTOGRAFTS برترين استاندارد رايج در حال حاضر در پيوندهاي استخوان، پيوند نسج خود شخص است كه در آن بافت از استخوان تاج ايلياك بيمار جدا شده و به قسمت آسيب ديده منتقل مي‌شود. از نظر ساختاري پيوند نسوج خود شخص هم داراي قابليت هدايت استخواني (osteoconductive) و هم داراي قابليت القاي استخواني (osteoinductive) است كه منجر به فراهم شدن قالبي مي‌شود كه در آن بافت و عروق استخوان جديد در زمان تحريك بازسازي استخوان بوسيله جدا سازي سلولهاي مزانشيمال در استئوبلاست هاي شكل دهنده استخوان توانايي رشد پيدا مي كنند. البته، تعداد بافت هاي پيوندي از خود شخص محدود بوده و اغلب اوقات محل اهدا كننده دچار بيماري مي‌شود. علاوه بر اين، عمل جراحي لازم براي خارج سازي بافت سبب ايجاد دردها و عوارض بعدي مي گردد.

[javad jan]

- پيوند نسج بيگانهallografts

اصول باليني پيوند نسج بيگانه همانند پيوند نسج خود شخص است. در اين مورد، بافت اهدا شده از شخص دوم يا جسد بدست مي آيد. اين وضعيت مشكل بيماري محل اهدا كننده را رفع كرده اما محدوديت هايي را نيز به دنبال دارد. البته، خطر انتقال بيماري و پس زني كاشتن افزايش مي يابد. با وجود اين، اين نوع پيوند يك ساختا رهدايت استخواني را براي درون رويش استخوان فراهم كرده و فرايند ضروري استريليزاسيون (سترون كردن) بافت در آن سبب كاهش پتانسيل القايي استخوان مي‌شود كه اغلب منجر به تشكيل ساختاري با ويژگي مكانيكي تقريباً مناسب مي گردد.
در حال حاضر جايگزين هاي بافت استخوان داراي بازار قابل توجهي هستند. تنها در ايالات متحده، در حدود 2/6 ميليون شكستگي در سال رخ مي دهد كه در حدود 500000مورد آن به گونه اي از پيوند استخوان نياز دارد. علاوه بر اين، هزينه ميانگين روند پيوند استخوان بالغ بر 5000 $ شده و هزينه كل دوره درمان در سال معادل 5/2$ بيليون مي‌شود.با وجود محدوديت هاي مربوط به پيوندهاي بيولوژيكي، مهندسان و بالين شناسان در جهت توسعه جايگزينه هايي براي پيوند استخوان با هم همكاري مي كنند.

[javad jan]

-استدلالهايي براي بيومواد كامپوزيت
RATIONALE FOR COMPOSITE BIOMATERIALS

استخوان بيولوژيكي از دوفاز آلي و غير آلي تشكيل شده است. در حدود 70% فاز غير آلي را فسفات كلسيم كه اغلب به شكل مواد معدني نيمه بلورين به نام هيدروكسي آپاتيت تشكيل مي دهد كه مسئوليت استحكام مكانيكي استخوان را بر عهده دارد. انواع مختلفي از سراميك ها زيست سازگار تشخيص داده شده و به رشد استخوان و پايداري كاشتني كمك مي كنند. براي مثال هايي از اين نوع مي توان، كورالين، سولفات كلسيم، فسفات كلسيم، شيشه زيست فعال 45S5 بكار برده شده و مي توان آنها را توسط آميختن خشك يا قالب گيري فشاري با پليمرها تركيب كرده و يا توسط تعديل شيميايي (chemical modifications) بر سطح پليمر شكل داد. (جدول 1-61). البته مواد سراميكي اغلب تخريب پذير نبوده و به واسطه طبيعت شكننده و ويژگي كششي ضعيف از نظر مكانيكي با استخوان طبيعي زيست سازگار نيستند.
درحال حاضر دسته هاي مختلفي از پليمرها به عنوان كانديد ترميم استخوان در نظر گرفته مي شوند. پلي متيل متاكريلات (PMMA) از اوايل 1960 به عنوان سيمان استخواني مورد استفاده قرار گرفت و امروزه نيز بطور گسترده به تنهايي و يا گاهاً به صورت تركيب با موادي مانند فيبرهاي تيتانيم و سراميك ها بكار برده مي شوند. پلي اتيلن پرتو زده گاما به دليل داشتن مقاومت خستگي بالا و زيست سازگار بودن به طور گسترده در كاشتني هاي جايگزين مفصل بكار گرفته مي‌شود. در حال حاضر پليمرهاي تخريب پذير فراواني در پروژه هاي تحقيقاتي و استفاده هاي باليني براي كاربردهاي ماهيچه اي – اسكلتي تحت بررسي هستند. پلي ارتو استرها، پلي انيدريدها پلي فسفازن ها و پلي آمينو اسيدها بخاطر تخريب پذيري منحصر به فرد و ويژگي هاي مكانيكي همگي به عنوان جايگزين هاي استخوان آزموده شده اند. خانواده پلي http://pnu-club.com/imported/mising.jpg - هيدروكسي اسيد، پليمرهاي تخريب پذير شامل پلي لاكتيك اسيد (PLA)، پلي گليكوليك اسيد و كوپليمر آن پلي لاكتيك – كو – گليكوليك اسيد به طورگسترده به عنوان صفحات تثبيت كننده، پيچ‏ها و پين ها، همچنين دستگاههاي رهايش دارو و داربست هاي مهندسي بافت مورد استفاده قرار مي گيرند. PLAGA , PGA , PLA داراي مزاياي اضافي هستند كه توسط سازمان غذا و دارو آمريكا (FDA) تاييد شده و به سادگي به شكل ساختارهاي متخلخل با خصوصيات مكانيكي نزديك به استخوان‏هاي ميله اي(trabecular bones) در مي آيند.
براي بهره گيري از مزاياي فوق و كمينه سازي كمبودها، مواد سراميكي با انواع پليمرهاي تخريب پذير و تخريب ناپذير تركيب شده تا به شكل بيو موادهاي كامپوزيت براي ترميم استخوان درآيند. در اينجا بسياري از تحقيقات فعلي و محصولات تجاري موجود تحت بازنگري قرار مي گيرند.

[javad jan]

-كامپوزيت هاي پايه كلسيم فسفات (فسفات كلسيم)
calcium phosphate based composites

فسفات كلسيم اول بار در اوائل 1970 به عنوان پركننده ضايعات استخواني صورت و موارد دنداني بكار برده شد. از آن زمان به بعد، اين ماده به اشكال مختلف براي كاربردهاي ارتوپدي پردازش شد. فسفات هاي كلسيم مانند فسفات تتراكلسيم وهيدروكسي آپاتيت داري زيست سازگاري، بلورينگي وتخريب پذيري متفاوت هستند. فسفات تري كلسيم (tcp) در پيوند با ديگر سراميك ها و سيمان هاي استخواني و همچنين پليمرهاي مختلف نيز براي اصلاح خصوصيات مكانيكي و هدايت استخواني بكار گرفته مي شوند.اكنون tcp به عنوان جايگزين استخوان و وسيله رهايش براي باز تركيب مورفوژنيك پروتئين 2 استخوان انسان (bmp-2) بكار برده مي‌شود. رشد استخوان در تركيب tcp با bmp-2 نسبت به tcp تنها، بيشتر است. كيكوچي و همكارانش، با تركيب tcp و كو-پلي ال – لاكتيد (cpla) به يك كامپوزيت پليمر – سراميك دست يافتند كه داراي پتانسيل هدايت استخواني و استحكام مكانيكي tcp و تخريب پذيري cpla بود.

[javad jan]

مدول يانگ اين كامپوزيت بدون هيچ گونه اتلاف استحكام خمشي در هنگام اضافه نمودن tcp به cpla دو برابر cpla تنها بود. زيست پذيري اين كامپوزيت ارزيابي و تعيين شد تا مشابه كنترل فضاهاي خالي سلولي ها به تنهايي باشد.
همچنين فسفات كلسيم را مي توان با سيمان استخوان تركيب كرده تا كامپويت هاي قابل جذب، خصوصيات مكانيكي مناسب بدست آورد. بروتو و همكارانش پودر tcp را به پلي متيل متا كريلات (pmma) سيمان استخوان اضافه نمودند تا سيمان استخواني قابل جذب با خصوصيات مكانيكي و پيوندي اصلاح شده جهت كمك نمودن به رشد بهينه استخوان شكل گيرد. اضافه نمودن tcp به pmma تخلخل سيمان استخوان را افزايش داده اما استحكام فشاري را تا نقطه اي مشابه آنچه براي ديگر كاشتني هاي متخلخل سراميكي رخ مي دهد كاهش مي دهد.

[javad jan]

- هيدروكسي آپاتيتhydroxyapatite
هيدوركسي آپاتيت به طور گسترده به صورت تنها و يا تركيب با پليمرها براي شكل دهي اشكال كامپوزيت جايگزين استخواني بكار برده مي‌شود. مرجان دريايي كه از جنس كربنات كلسيم است، به دليل يكپارچگي دروني و طبيعت زيست واره آن به عنوان جانشين بافت استخوان استفاده مي‌شود.
اين ماده كه در ابتدا براي تبديل كربنات كلسيم به هيدروكسي آپاتيت پردازش مي‌شود. به شكل تجاري توسط شركت بين المللي اينتروپوركرانس تحت عنوان پرواستئون 500 و r500 عرضه مي گردد. البته خصوصيات مكانيكي يك مرجان سالم براي حفظ بارهاي بيولوژيكي معمولي كه توسط استخوان غشائي تحمل مي شود، كافي نيست.
بطور كلي، هيدروكسي آپاتيت (ha) به شكل ذره اي مورد استفاده قرار مي گيرد و اندازه اين ذرات متناسب با كاربرد سفارش داده مي‌شود. تركيب ذرات ha با قطر با سيمان استخوان pmma براي افزايش درون رشد استخوان و چسبندگي به دستگاههاي پروتز تثبيت شده توسط سيمان بكار مي رود. موريتا و همكارانش متوجه شدند كه عليرغم پيوند ضعيف بين ذرات ha و سيمان، اضافه نمودن ha، استحكام كششي، فشاري يا خمشي سيمان را كاهش نمي دهد. البته آزمون سيمان استخوان با ذرات ha نشان دهنده افزايش استحكام باند كششي در مقايسه با سيمان بدون ذرات ha بود كه بر پيوند مستقيم ha با استخوان اشاره دارد. مطالعات انجام شده توسط والو و همكارانش اثر مقدار ذرات اضافه شده ha به سيمان استخوان پايه pmma را بر چگالي سيمان، اندازه خلل و فرج و خصوصيات مكانيكي مورد آزمايش قرار داد. نتيجه اين آزمون ها حاكي از كاهش چگالي سيمان استخوان با افزايش تخلل ناشي از افزايش ميزان ha و كاهش بي اندازه تنش ايجاد شده در اثر افزايش اوليه ha بود. كاهش شديد تنش ايجاد شده در اثر افزايش ميزان ha ناشي از پيوند ضعيف بين ha و سيمان استخوان بود كه منجر به ايجاد حفره هاي بزرگ تر درون استخوان و نواحي بسيار بزرگ با پيوندهاي نامناسب بين سيمان و ha مي گردد. البته، مقادير كم ha اضافه شده به سيمان استخوان هم سبب افزايش تنش ايجاد شده و هم چغرنگي شكست مي‏شود.

[javad jan]

- هيدروكسي آپاتيتhydroxyapatite
هيدوركسي آپاتيت به طور گسترده به صورت تنها و يا تركيب با پليمرها براي شكل دهي اشكال كامپوزيت جايگزين استخواني بكار برده مي‌شود. مرجان دريايي كه از جنس كربنات كلسيم است، به دليل يكپارچگي دروني و طبيعت زيست واره آن به عنوان جانشين بافت استخوان استفاده مي‌شود.
اين ماده كه در ابتدا براي تبديل كربنات كلسيم به هيدروكسي آپاتيت پردازش مي‌شود. به شكل تجاري توسط شركت بين المللي اينتروپوركرانس تحت عنوان پرواستئون 500 و r500 عرضه مي گردد. البته خصوصيات مكانيكي يك مرجان سالم براي حفظ بارهاي بيولوژيكي معمولي كه توسط استخوان غشائي تحمل مي شود، كافي نيست.
بطور كلي، هيدروكسي آپاتيت (ha) به شكل ذره اي مورد استفاده قرار مي گيرد و اندازه اين ذرات متناسب با كاربرد سفارش داده مي‌شود. تركيب ذرات ha با قطر ​ با سيمان استخوان pmma براي افزايش درون رشد استخوان و چسبندگي به دستگاههاي پروتز تثبيت شده توسط سيمان بكار مي رود. موريتا و همكارانش متوجه شدند كه عليرغم پيوند ضعيف بين ذرات ha و سيمان، اضافه نمودن ha، استحكام كششي، فشاري يا خمشي سيمان را كاهش نمي دهد. البته آزمون سيمان استخوان با ذرات ha نشان دهنده افزايش استحكام باند كششي در مقايسه با سيمان بدون ذرات ha بود كه بر پيوند مستقيم ha با استخوان اشاره دارد. مطالعات انجام شده توسط والو و همكارانش اثر مقدار ذرات اضافه شده ha به سيمان استخوان پايه pmma را بر چگالي سيمان، اندازه خلل و فرج و خصوصيات مكانيكي مورد آزمايش قرار داد. نتيجه اين آزمون ها حاكي از كاهش چگالي سيمان استخوان با افزايش تخلل ناشي از افزايش ميزان ha و كاهش بي اندازه تنش ايجاد شده در اثر افزايش اوليه ha بود. كاهش شديد تنش ايجاد شده در اثر افزايش ميزان ha ناشي از پيوند ضعيف بين ha و سيمان استخوان بود كه منجر به ايجاد حفره هاي بزرگ تر درون استخوان و نواحي بسيار بزرگ با پيوندهاي نامناسب بين سيمان و ha مي گردد. البته، مقادير كم ha اضافه شده به سيمان استخوان هم سبب افزايش تنش ايجاد شده و هم چغرنگي شكست مي‏شود.

[javad jan]

آزمايشگاه ما بطور گسترده، امكان بكارگيري داربست پليمر – كامپوزيت براي بازسازي و ترميم بافت استخوان را مورد بررسي قرار داده است. داربست هاي متخلخل حاوي پلي لاكتيد – كو – گليكوليد و بلورهاي ha، توسط استئوبلاست هاي بدست آ‎مده از جمجمه موش شكل گرفته و كاشته مي شوند. پس از طي 24 ساعت، ديده مي‌شود كه استئوبلاست ها به سطح خارجي داربست چسبيده و حتي به درون ساختار متخلخل نفوذ كرده اند. تاثير مقادير ha بر خصوصيات مكانيكي و تخريبي در يك بررسي مجزا، مورد بررسي قرار گرفت. اضافه نمودن ha به داربست، مدول فشاري را تا حدود 400% افزايش مي دهد،در حاليكه ميزان اتلاف توده را كاهش داده و در نتيجه تخريب داربست در طول 6 هفته رخ مي دهد. در نهايت توانايي داربست plaga-ha در كمك به تكثير و تفكيك استئوبلاست و همچنين شكل گيري معدني در طول 21 روز مورد آزمايش قرار گرفت.
از اين آزمايش مشاهده شد كه سلولها تا 21 روز تكثير شده و يك لايه معدني بر روي داربست plaga-ha تشكيل مي دهند كه نشان گر تفكيك سلولي است. داربست بكار رفته در اين بررسي ها شامل تركيبي از تخريب پذيري plaga با حمايت مكانيكي ha بود كه به عنوان جايگزين مهندسي بافت براي ضايعات استخواني است.

[javad jan]

- كامپوزيت هاي پايه ماده زيست فعال
bioactive material based composites

مواد زيست فعال، مواد زيست سازگار با توانايي اضافي هستند كه داراي قابليت بهسازي شكل گيري استخواني و باند شدن با بافت استخوان پيرامون هستند شيشه هاي زيست فعال به شكل شيشه هاي ذره اي زيست فعال 45s5 بطور گسترده به عنوان بيومواد بالقوه دركاربردهاي مهندسي بافت ماهيچه اي اسكلتي بكار گرفته مي شوند. توانايي شيشه زيست فعال 45s5 در پيوند با استخوان، اول بار توسط هنچ و همكارانش در اوايل سال 1970 گزارش شد. به واسطه واكنش هاي واسطه اي و ميان سلولي، شيشه زيست فعال سبب رفع كمبود كلسيم و ايجاد لايه فسفات كربنات كلسيم شده كه سبب پيوند شيميايي با استخوان پيرامون مي‌شود.
توانايي يك كاشتني در تشكيل واسطه شيميايي با بافت پيرامون در حذف شل شدگي كه يكي از دلايل اصلي شكست كاشتني مصنوعي است بسيار مهم است. در شيشه زيست فعال مشاهده شد كه علاوه بر قابليت پيوند با استخوان به چسبندگي، رشد و تفكيك استئوبلاست نيز كمك مي كند.علاوه بر اين، مواد زيست فعال سبب القايي – تفكيك سلولهاي مزانشيمال درون استئوبلاست مي شوند.

[javad jan]

عليرغم طبيعت يكپارچگي استخواني، هدايت استخواني و القاي استخواني، شيشه هاي زيست فعال به واسطه ناهمخواني مكانيكي با استخوان پيرامون به تنهايي داراي كاربردهاي محدودي درشرايط تحمل بارمي باشند. البته، اين مواد را مي توان جهت تشكيل مواد كامپوزيت داراي پتانسيل ترميم استخوان، با پليمرها تركيب كرد. فوجيتا و همكارانش با اضافه كردن و لفزوتونيت شيشه – سراميك pmma فرمول يك سيمان استخوان زيست فعال را بدست آؤرند. اين سيمان استخوان زيست فعال در مقايسه با pmma تنها، استحكام پيوندي بيشتري بين سيمان استخوان و استخوان ران سگ ايجاد كرده و جذب استخواني آن نسبت به pmma تنها، بيشتر است. ماركونگو و همكارانش با تركيب پلي سولفون با فيبرهاي شيشه زيست فعال، ميله هاي كامپوزيتي ايجاد كرده و آنها را در استخوان ران خرگوش قرار دادند تا آرايش باند مكانيكي بين بافت استخوان و كاشتني كامپوزيتي را مورد بررسي قرار دهند. پس از 6 هفته، استحكام بين سطحي مورد آزمايش قرارگرفته و ديده شد كه ميزان آن بيشتر از دو برابر پلي سولفون تنها است.

[javad jan]

كامپوزيت هاي پليمر – سراميك را مي توان با القاي ته تشين مستقيم يك لايه فسفات كلسيم زيست فعال بر سطوح پليمر نيز ساخت. در اين روش، پليمر در يك سيال شبيه سازي شده بدن (SBF) با غلظت يوني شبيه سيال ميان بافتي (interstitial) غوطه ور مي‌شود. پس از نگهداري ماده در SBF يك لايه آپاتيت به آرامي بر روي سطح شكل مي‏گيرد. لايه‏هاي فسفات كلسيم با موفقيت بر روي فيبرهاي تيتانيم، پليمرهاي آلي، كامپوزيت سراميك – پليمر، اتيلن – وينيل الكل و پلي لاكتيد – كو – گليكوليد – تشكيل شدند. مورفي و همكارانش، از تشكيل شدن لايه اپتيت بر سطوح داربست هاي متخلخل سه بعدي گزارش داده و بعد از سپري شدن 16 روز نگهداري، شاهد افزايش مدول فشاري بر روي پليمر تنها، از kpa 50 تا kpa 300 بودند.
آزمايشگاه ما همچنين كامپوزيت هاي شيشه زيست فعال و پليمرهاي زيست تخريب پذير را توسعه داده است كه اين مواد لايه هاي فسفات كلسيمرا در محيط آزمايشگاه تشكيل مي دهند. از آنجا كه شيشه زيست فعال داراي استحكام فشاري بالايي است مي تواند به عنوان يك تقويت كننده مكانيكي براي موادي با استحكام مكانيكي كمتر عمل كند. همچنين توانستيم فيلم هاي كامپوزيت (قالب گيري حلال) شيشه زيست فعال و كوپليمر 50: 50 پلي لاكتيد – كو – گليكوليد، با ساختارمتخلخل، سه بعدي، ريز كروي را بسازيم. اين كامپوزيت ها در هنگام كاشت در محيط آزمايشگاه قادر به ايجاد لايه‏هاي فسفات كلسيم بر روي سطوح بوده و به رشد سريع و فراوان سلولهاي استئوبلاست و شبه استئوبلاست انسان كمك مي كنند (شكل 1-61). علاوه بر اين، اين سلول ها يك ماتريس معدني را بر روي مواد كامپوزيت تشكيل مي دهند. اقدامات آينده شامل آزمايشات درماني، درون بدن و پتانسيل باند شدگي با استخوان اين مواد كامپوزيت شيشه – پليمر است.