Current research is focused on practical implications of magnesium-based implants largely due to their biodegradability and ability to promote bone healing and formation. However, the mechanism underlying the osteogenesis regulation by magnesium is still unclear.We describe cellular and molecular mechanisms underlying the effect of magnesium ions (Mg2+) on bone growth following the device implantation. The presented data demonstrate magnesium-induced activation of canonical Wnt/β-catenin signaling pathway in human bone marrow stromal cells resulting in their differentiation into osteoblasts, osteogenic effect and recovery of bone defects. We describe the role of the molecular mechanisms responsible for osteopromotive properties of Mg2+ and associated with unique transient receptor potential melastatin 7 (TRPM7) cation channels mediating the Mg2+ influx. TRPM7-mediated Mg2+ influx is important for platelet-derived growth factor (PDGF)-induced proliferation, adhesion, and migration of human osteoblasts, as well as for promotion of Mg2+-associated bone regeneration.We discuss the effect of Mg2+ on intracellular signaling processes, expression of the vascular endothelial growth factor (VEGF), hypoxia-inducible factor-2α, and peroxisome proliferator-activated receptor-γ coactivator 1α. Mg2+ can promote bone regeneration by enhancing the production of type X collagen and VEGF by osteogenic cells in bone marrow.
В представленном обзоре обсуждаются проблемы и перспективы ортопедических имплантатов на основе магния (Mg), а также текущее состояние и будущие направления исследований содержащих магний биоматериалов в ортопедии и инженерии костной ткани. Ортопедические имплантаты на основе магния могут быть многообещающими для лечения сложных заболеваний костей, что связано с их оптимальными механическими, остеотропными и антибактериальным свойствами. Магний и материалы на его основе широко изучались для процедур регенерации тканей в силу их уникальной биоразлагаемости. Цель данного обзора состояла в том, чтобы проанализировать и обсудить применение Mg и материалов на его основе в направленной костной регенерации. Ионы магния стимулируют остеогенез, что важно для заживления дефектов костной ткани. Костные имплантаты на его основе обеспечивают стабильную механическую поддержку на ранней стадии имплантации и постепенно деградируют с восстановлением дефекта костной ткани, выполняя свое клиническое назначение в качестве временных устройств фиксации кости или каркасов для инженерии костной ткани. Инновационные стратегии, позволяющие регулировать скорость деградации имплантата в соответствии со скоростью заживления костной ткани, а также гибридные системы имплантов, сочетающие содержащие магний биоматериалы, способствующие регенерации кости, с металлами (титан, сталь), которые обеспечивают прочную фиксацию костных структур в участках скелета с высокой нагрузкой, обсуждаются для устранения ограничений использования биоматериалов на основе магния в целях их клинического применения. Ключевые слова: магний, костный имплантат, биосовместимость, остеогенез, магниевый сплав.
scite is a Brooklyn-based organization that helps researchers better discover and understand research articles through Smart Citations–citations that display the context of the citation and describe whether the article provides supporting or contrasting evidence. scite is used by students and researchers from around the world and is funded in part by the National Science Foundation and the National Institute on Drug Abuse of the National Institutes of Health.
customersupport@researchsolutions.com
10624 S. Eastern Ave., Ste. A-614
Henderson, NV 89052, USA
Copyright © 2024 scite LLC. All rights reserved.
Made with 💙 for researchers
Part of the Research Solutions Family.