مرور مدل‌های مکانوبیولوژی ترمیم شکستگی استخوان: پیشرفت‌های اخیر و جهت‌گیری‌های آینده (مقاله مروری)

نویسندگان

1 گروه هوافضا، دانشکده مکانیک، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران

2 دانشکده علوم پزشکی، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران

3 گروه بیومکانیک، دانشکده مهندسی پزشکی، دانشگاه امیرکبیر، تهران، ایران

doi
10.22034/ijos.2024.228696
چکیده

چکیده: ترمیم شکستگی استخوان فرآیندی پیچیده است که نهایتاً می‌تواند به تشکیل استخوان جدید منجر ‌شود. یکی از مهم‌ترین عوامل تأثیرگذار بر این فرآیند، شرایط مکانیکی در محل بافت در حال ترمیم است. مدل‌های محاسباتی با استفاده از الگوریتم‌های مکانوبیولوژی می‌توانند تأثیر تحریک‌های مکانیکی بر فرآیند تمایز سلول‍های بنیادی به بافت‍های مختلف در ترمیم استخوان را شبیه‍سازی ‌کنند. این مقاله به بررسی حوزه مکانوبیولوژی محاسباتی با تمرکز بر فرایند ترمیم استخوان پرداخته و مدل‌‍های مکانوبیولوژی موجود را مرور می‌کند. همچنین، پیشرفت‌ها و مشکلات کنونی در این حوزه موردبررسی قرارمی‍گیرد. اخیراً، ترکیب الگوریتم‌های مکانوبیولوژی با توصیف دقیق‌تری از رویدادهای سلولی و مولکولی موردتوجه قرارگرفته است. یکی از چالش‌های اصلی در این زمینه، اعتبارسنجی مدل‌ها به‍وسیله مقایسه آن‌ها با داده‌های تجربی است. این مدل‌ها می‌توانند به درک بهتر فرایند ترمیم شکستگی استخوان و بهینه‌سازی طراحی ایمپلنت‍ها و روش‍های درمانی کمک کنند. مدل‍های مکانوبیولوژی موجود هنوز در دوره‍ی طفولیت خود بسر می‍برند و نیاز است به‌طور مداوم، همگام با پیشرفت-های پیوسته در زمینه‍ی مکانوبیولوژی سلول‌های بنیادی، به‌روزرسانی و اصلاح شوند.