骨の効果的な安定化、修復および再生のための生分解性および生体適合性接着剤

Biodegradable and Biocompatible Adhesives for the Effective Stabilisation, Repair and Regeneration of Bone.

抄録

骨欠損や複雑骨折は整形外科医にとって重大な課題である。現在の外科手術では、複雑骨折の再建と機械的安定化を、金属製ハードウェア（ワイヤー、プレート、スクリューなど）を用いて行っている。しかし、このような処置はしばしば治癒不良を招く。注射可能で生体適合性があり、生分解性の骨接着剤があれば、骨片を再び接着することができ、非常に魅力的な解決策となるであろう。このような応用に必要な多くの臨床的要件を満たす骨接着剤はまだ開発されていない。合成および生物学的ポリマーベースの接着剤（例えば、シアノアクリレート、PMMA、フィブリンなど）は、骨空隙充填剤として効果的に使用されてきたが、これらの材料は生体力学的完全性に欠け、注入性に乏しいため、臨床的有効性と低侵襲治療の可能性が制限されている。このシステマティック・レビューでは、整形外科用途の骨接着剤の分野における従来のアプローチと最近の開発についてまとめている。成功する骨修復接着剤に求められる特性として、適切な注入性、硬化特性、機械的特性、生体適合性、新生骨形成を促進する能力などが強調されている。最後に、難易度の高い骨空隙や骨折の修復を達成する可能性と、新しいバイオインスパイアード接着剤の可能性、およびそれらの臨床開発に関する将来の方向性について議論する。

Bone defects and complex fractures present significant challenges for orthopaedic surgeons. Current surgical procedures involve the reconstruction and mechanical stabilisation of complex fractures using metal hardware (i.e., wires, plates and screws). However, these procedures often result in poor healing. An injectable, biocompatible, biodegradable bone adhesive that could glue bone fragments back together would present a highly attractive solution. A bone adhesive that meets the many clinical requirements for such an application has yet to be developed. While synthetic and biological polymer-based adhesives (e.g., cyanoacrylates, PMMA, fibrin, etc.) have been used effectively as bone void fillers, these materials lack biomechanical integrity and demonstrate poor injectability, which limits the clinical effectiveness and potential for minimally invasive delivery. This systematic review summarises conventional approaches and recent developments in the area of bone adhesives for orthopaedic applications. The required properties for successful bone repair adhesives, which include suitable injectability, setting characteristics, mechanical properties, biocompatibility and an ability to promote new bone formation, are highlighted. Finally, the potential to achieve repair of challenging bone voids and fractures as well as the potential of new bioinspired adhesives and the future directions relating to their clinical development are discussed.