التوافق الحيوي

📅 آخر تحديث: ٢٨ يوليو ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٢٨ يوليو ٢٠٢٦
📷 يحتوي على 1 صور
الموسوعة الحرة
تعريف الاتحاد الدولي للكيمياء البحتة والتطبيقية (IUPAC)

التوافق الحيوي (العلاج الطبي الحيوي) : قدرة المادة على العمل باستجابة مناسبة من الجسم المضيف في تطبيق محدد. [ 1 ] [ أ ]

التوافق الحيوي : القدرة على التلامس مع نظام حي دون إحداث تأثير ضار. [ 1 ]

يرتبط التوافق الحيوي بسلوك المواد الحيوية في سياقات متنوعة. ويشير هذا المصطلح إلى قدرة المادة على التفاعل مع استجابة الجسم المضيف بشكل مناسب في حالة معينة. [ 2 ] ويعكس غموض المصطلح التطور المستمر في فهم كيفية تفاعل المواد الحيوية مع جسم الإنسان ، وكيف تحدد هذه التفاعلات في نهاية المطاف النجاح السريري للأجهزة الطبية (مثل منظم ضربات القلب ، أو استبدال مفصل الورك ، أو الدعامات ). غالبًا ما تُصنع الأجهزة الطبية والأطراف الاصطناعية الحديثة من أكثر من مادة، لذا قد لا يكون من الكافي دائمًا الحديث عن التوافق الحيوي لمادة محددة. [ 3 ]

نظراً لتعقيد الاستجابة المناعية ووظائف الترميم في الجسم، لا يكفي وصف التوافق الحيوي لمادة واحدة بالنسبة لنوع خلية أو نسيج واحد. يُشار أحياناً إلى اختبارات التوافق الحيوي، وهي عبارة عن مجموعة واسعة من الاختبارات المعملية [ 4 ] تُستخدم وفقاً لمعيار ISO 10993 (أو معايير مماثلة أخرى) لتحديد ما إذا كانت مادة معينة (أو بالأحرى منتج طبي حيوي) متوافقة حيوياً. لا تُحدد هذه الاختبارات التوافق الحيوي للمادة [ 5 ] ، ولكنها تُشكل خطوة مهمة نحو التجارب على الحيوانات ، ثم التجارب السريرية التي ستُحدد التوافق الحيوي للمادة في تطبيق معين، وبالتالي الأجهزة الطبية مثل الغرسات أو أجهزة توصيل الأدوية [ 6 ] . وقد خلصت نتائج الأبحاث إلى أنه أثناء إجراء اختبارات السمية الخلوية المعملية للمواد الحيوية، "ينبغي على الباحثين تحديد شروط الاختبار بدقة، وإجراء مقارنة بين الدراسات المختلفة بحذر" [ 7 ] .

تاريخ

ذُكر مصطلح التوافق الحيوي لأول مرة في المجلات العلمية المحكمة والاجتماعات في عام 1970 من قبل آر جيه هيجيلي (ملخص الاجتماع السنوي للجمعية الكيميائية الأمريكية) وسي إيه هومسي. [ 8 ] واستغرق الأمر ما يقرب من عقدين من الزمن قبل أن يبدأ استخدامه بشكل شائع في الأدبيات العلمية.

في الآونة الأخيرة ، سعى ويليامز إلى إعادة تقييم الوضع المعرفي الحالي فيما يتعلق بالعوامل التي تحدد النجاح السريري. ويشير ذلك إلى أنه ليس من الضروري أن يكون الزرع فعالاً بيولوجياً، ولكن يجب ألا يسبب أي ضرر (سواءً موضعياً أو جهازياً). [ 9 ]

خمسة تعريفات للتوافق الحيوي

  1. "صفة عدم وجود آثار سامة أو ضارة على الأنظمة البيولوجية". [ 10 ]
  2. "قدرة المادة على الأداء باستجابة مناسبة من المضيف في تطبيق محدد"، هذا تعريف ويليامز. [ 11 ]
  3. "مقارنة استجابة الأنسجة الناتجة عن الارتباط الوثيق بين المادة المرشحة المزروعة وموقع زرعها داخل الحيوان المضيف، باستجابة الأنسجة التي تم التعرف عليها وإثبات ملاءمتها باستخدام مواد التحكم" - الجمعية الأمريكية لاختبار المواد (ASTM)
  4. يشير هذا المصطلح إلى قدرة المادة الحيوية على أداء وظيفتها المطلوبة فيما يتعلق بالعلاج الطبي، دون إحداث أي آثار موضعية أو جهازية غير مرغوب فيها لدى متلقي العلاج أو المستفيد منه، بل توليد الاستجابة الخلوية أو النسيجية المفيدة الأنسب في تلك الحالة المحددة، وتحسين الأداء السريري ذي الصلة لهذا العلاج. [ 9 ]
  5. "التوافق الحيوي هو قدرة الطرف الاصطناعي المزروع في الجسم على التعايش بانسجام مع الأنسجة دون التسبب في تغييرات ضارة". [ 12 ]

تعليقات على التعريفات الخمسة المذكورة أعلاه

  1. لا يُنصح بتعريف دورلاند الطبي وفقًا لقاموس ويليامز لأنه يُعرّف التوافق الحيوي فقط على أنه غياب استجابة المضيف ولا يشمل أي تفاعلات مرغوبة أو إيجابية بين أنسجة المضيف والمواد الحيوية.
  2. يُعرف هذا أيضًا باسم "تعريف ويليامز" أو "تعريف ويليام". [ 13 ] وقد تم تعريفه في المؤتمر التوافقي الأول للجمعية الأوروبية للمواد الحيوية ، ويمكن العثور عليه بسهولة أكبر في "قاموس ويليامز للمواد الحيوية".
  3. لا يُوصى باستخدام ASTM وفقًا لقاموس ويليامز لأنه يشير فقط إلى استجابات الأنسجة المحلية، في النماذج الحيوانية.
  4. أما الرابع فهو توسيع أو بالأحرى نسخة أكثر دقة من التعريف الأول، مع الإشارة إلى كل من انخفاض السمية وضرورة أن يكون المرء على دراية بالمتطلبات المختلفة بين التطبيقات الطبية المختلفة لنفس المادة.

تتناول جميع هذه التعريفات المواد وليس الأجهزة. وهذا يُعدّ عيبًا، إذ إن العديد من الأجهزة الطبية مصنوعة من أكثر من مادة. ولا تُجرى معظم الاختبارات ما قبل السريرية للمواد على الأجهزة، بل على المادة نفسها. ولكن في مرحلة ما، سيُصبح من الضروري أن تشمل الاختبارات الجهاز نفسه، لأن شكله وهندسته ومعالجة سطحه، وغيرها، ستؤثر أيضًا على توافقه الحيوي.

متوافق حيوياً

في الأدبيات، كثيراً ما يصادف المرء صفة "متوافق حيوياً". مع ذلك، ووفقاً لتعريف ويليامز، فإن هذا التعريف غير دقيق، لأن التوافق الحيوي مرتبط بالسياق، أي أن عوامل أخرى غير المادة نفسها تحدد النتيجة السريرية للجهاز الطبي الذي تُعدّ المادة الحيوية جزءاً منه. وهذا يُشير أيضاً إلى أحد أوجه القصور في التعريف الحالي، لأن الجهاز الطبي عادةً ما يُصنع من أكثر من مادة.

يتم اختبار الزجاج المعدني القائم على المغنيسيوم مع إضافة الزنك والكالسيوم كمواد حيوية معدنية متوافقة حيوياً محتملة للزرعات الطبية القابلة للتحلل الحيوي [ 14 ].

تُشير خاصية التوافق الحيوي (أو توافق الأنسجة) إلى قدرة المادة على التفاعل مع استجابة الجسم المضيف بشكل مناسب عند استخدامها وفقًا للغرض المقصود. قد لا تكون المادة المتوافقة حيويًا "خاملة" تمامًا؛ في الواقع، تُعد ملاءمة استجابة الجسم المضيف عاملًا حاسمًا. [ 15 ]

التعريفات الفرعية المقترحة

إن نطاق التعريف الأول واسعٌ للغاية لدرجة أن د. ويليامز حاول إيجاد مجموعات فرعية مناسبة من التطبيقات ليتمكن من وضع تعريفات أكثر تحديدًا. في مقال MDT الصادر عام 2003، كانت المجموعات الفرعية المختارة وتعريفاتها كما يلي:

التوافق الحيوي للأجهزة المزروعة على المدى الطويل
يشير التوافق الحيوي لجهاز طبي قابل للزرع على المدى الطويل إلى قدرة الجهاز على أداء وظيفته المقصودة، مع درجة الاندماج المطلوبة في الجسم المضيف، دون إحداث أي آثار موضعية أو جهازية غير مرغوب فيها في ذلك الجسم المضيف.
التوافق الحيوي للأجهزة القابلة للزرع قصيرة المدى
يشير التوافق الحيوي لجهاز طبي يتم وضعه عمداً داخل الجهاز القلبي الوعائي لأغراض تشخيصية أو علاجية مؤقتة إلى قدرة الجهاز على أداء وظيفته المقصودة داخل الدم المتدفق، مع الحد الأدنى من التفاعل بين الجهاز والدم الذي يؤثر سلباً على أداء الجهاز، ودون التسبب في تنشيط غير منضبط لسلاسل بروتينات الخلايا أو البلازما.
التوافق الحيوي لمنتجات هندسة الأنسجة
يشير التوافق الحيوي للهيكل أو المصفوفة لمنتجات هندسة الأنسجة إلى القدرة على العمل كركيزة تدعم النشاط الخلوي المناسب، بما في ذلك تسهيل أنظمة الإشارات الجزيئية والميكانيكية، من أجل تحسين تجديد الأنسجة، دون إحداث أي آثار غير مرغوب فيها في تلك الخلايا، أو التسبب في أي استجابات موضعية أو جهازية غير مرغوب فيها في المضيف النهائي.

في هذه التعريفات، يرتبط مفهوم التوافق الحيوي بالأجهزة وليس بالمواد، مقارنةً بالتعريفات الثلاثة الرئيسية. وقد عُقد مؤتمر توافقي حول تعريفات المواد الحيوية في سورينتو في الفترة من 15 إلى 16 سبتمبر 2005. [ 16 ]

انظر أيضاً

مراجع

الحواشي
  1. ↑ يمكن اعتماد التعريف الأكثر عمومية من قبل المجال الطبي الحيوي. [ 1 ]
ملحوظات
  1. 1 2 3 فيرت، ميشيل (2012). "مصطلحات البوليمرات الحيوية وتطبيقاتها (توصيات الاتحاد الدولي للكيمياء البحتة والتطبيقية 2012)" (ملف PDF) . الكيمياء البحتة والتطبيقية . 84 (2): 377-410 . doi : 10.1351/PAC-REC-10-12-04 . S2CID 98107080. مؤرشف من الأصل (ملف PDF) بتاريخ 19 مارس 2015. تم الاطلاع عليه بتاريخ 28 يوليو 2013 . 
  2. ↑ "الأداء البيولوجي للمواد"، جوناثان بلاك، 2006، رقم ISBN 0-8493-3959-6
  3. ↑ اعتبارات تقييم التوافق الحيوي للأجهزة الطبية، مؤرشفة بتاريخ 15-12-2016 في Wayback Machine ، كامولا وموريس، صناعة الأجهزة الطبية والتشخيصية، مايو 2001
  4. ↑ "اختبار التوافق الحيوي في المختبر للمواد الحيوية والأجهزة الطبية" مؤرشف في 24-09-2015 في Wayback Machine ، يو. مولر، تكنولوجيا الأجهزة الطبية، مارس 2008
  5. ↑ "تقييم سلامة التوافق الحيوي للأجهزة الطبية: إرشادات إدارة الغذاء والدواء الأمريكية/المنظمة الدولية للمعايير والإرشادات اليابانية" . Mddionline.com. مؤرشف من الأصل بتاريخ 29 نوفمبر 2014. تم الاطلاع عليه بتاريخ 20 نوفمبر 2014 .
  6. ↑Reshetov, I. V.; Starceva, O. I.; Istranov, A. L.; Vorona, B. N.; Lyundup, A. V.; Gulyaev, I. V.; Melnikov, D. V.; Shtansky, D. V.; Sheveyko, A. N. (2016). "Three-dimensional biocompatible matrix for reconstructive surgery". AIP Conference Proceedings. 1760 (1): 020056. Bibcode:2016AIPC.1760b0056R. doi:10.1063/1.4960275. ISSN 0094-243X.
  7. ↑Jablonská, Eva; Kubásek, Jiří; Vojtěch, Dalibor; Ruml, Tomáš; Lipov, Jan (2021-03-23). "Test conditions can significantly affect the results of in vitro cytotoxicity testing of degradable metallic biomaterials". Scientific Reports. 11 (1): 6628. Bibcode:2021NatSR..11.6628J. doi:10.1038/s41598-021-85019-6. ISSN 2045-2322. PMC 7987994. PMID 33758226.
  8. ↑Homsy, Charles (1970). "Bio-Compatibility in selection of materials for implantation". Journal of Biomedical Materials Research. 4 (3): 341–356. doi:10.1002/jbm.820040306. PMID 5469182.
  9. 12Williams, David F. (2008). "On the mechanisms of biocompatibility". Biomaterials. 29 (20): 2941–2953. doi:10.1016/j.biomaterials.2008.04.023. PMID 18440630.
  10. ↑Dorland's Medical Dictionary
  11. ↑The Williams dictionary of Biomaterials, D.F. Williams, 1999, ISBN 0-85323-921-5
  12. ↑International dictionary of medicine and biology, E. L. Becker, S. I. Landau, & A. Manuila, 1986, New York: Wiley.
  13. ↑Williams, D (Oct 2003). "Revisiting the definition of biocompatibility". Medical Device Technology. 14 (8): 10–3. PMID 14603712.
  14. ↑Nowosielski R., Cesarz-Andraczke K., Sakiewicz P., Maciej A., Jakóbik-Kolon A., Babilas R., Corrosion of biocompatible Mg66+XZn30-XCa4 (X=0.2) bulk metallic glasses, Arch. Metall. Mater. 2016 vol. 61 iss. 2, s. 807-810,
  15. ↑SCHMALZ, G; ARENHOLT-BINDSLEV, D. Biocompatibility of Dental Materials. Germany: Springer, 2009
  16. ↑Archived February 6, 2005, at the Wayback Machine