Костные биоматериалы и их взаимодействие со стволовыми клетками

Костные биоматериалы играют важную роль в восстановлении костной ткани, обеспечивая субстрат для адгезии, пролиферации и дифференцировки клеток, а также регулируя их активность и функции. В последние десятилетия значительные усилия были направлены на разработку костных биоматериалов с учётом следующих задач: 1) создание идеальных материалов, сочетающих подходящие биологические и механические свойства; 2) формирование клеточного микроокружения с порами нано-, субмикронного и микронного размера; 3) направленная дифференцировка стволовых клеток для перехода от искусственного материала к биологической ткани. В настоящем обзоре представлено современное состояние разработок в области костных биоматериалов и их взаимодействия со стволовыми клетками. Рассмотрены основные типы разработанных костных биоматериалов, включая биоактивную керамику, биоразлагаемые полимеры и биоразлагаемые металлы, с акцентом на их характеристики и применение. Обсуждается необходимая пористая структура костных биоматериалов для формирования клеточного микроокружения и соответствующие методы изготовления. Кроме того, обобщены данные о перспективных стволовых клетках для восстановления костной ткани и подробно рассмотрены механизмы их взаимодействия с костными биоматериалами. Особое внимание уделено сигнальным путям, участвующим в фокальной адгезии и остеогенной дифференцировке стволовых клеток на поверхности костных биоматериалов. В заключение обобщены достижения в области костных биоматериалов и предложены направления дальнейших исследований.