Hofteimplantatbelægning kan reducere for tidlig fejlrisiko


Hofteimplantatbelægning kan reducere for tidlig fejlrisiko

Selvom Kunstig hofte eller knæprothese Er designet til at vare i flere år, ca. 17% af patienterne får et samlet fælles erstatningbehov Tidlig udskiftning kirurgi - En procedure, der kan medføre alvorlige komplikationer for ældre patienter.

For at hjælpe med at minimere behovet for disse operationer har et team af kemiske ingeniører hos MIT udviklet sig En ny belægning til implantater Der kunne hjælpe dem bedre med at holde sig til patientens knogler og forhindre for tidlig svigt.

Undersøgelsen er offentliggjort i tidsskriftet Avancerede materialer .

Paula Hammond, David H. Koch Professor i ingeniørarbejde hos MIT og seniorforfatter af undersøgelsen forklarede:

"Dette ville gøre det muligt for implantatet at vare meget længere, til dets naturlige levetid, med lavere risiko for svigt eller infektion."

Ifølge Hammond og hovedforfatter Nisarg Shah, en kandidatstuderende i Hammond's lab, kan belægningen også bruges til at forbedre tandimplantater og hjælpe med at helbrede brud.

På nuværende tidspunkt er kunstige hofter og knæ sikret ved hjælp af knoglecement, en polymer, der ligner glas, når den hærdes. Men hos nogle patienter sprækker denne cement, der får implantatet til at løsne sig fra benet. Som følge heraf oplever patienten tab af mobilitet og kronisk smerte.

Shah sagde:

"Typisk bliver implantatet i et sådant tilfælde fjernet og erstattet, hvilket forårsager enormt sekundært vævstab i patienten, der ikke ville være sket, hvis implantatet ikke var mislykket.

Vores ide er at forhindre svigt ved at belægge disse implantater med materialer, der kan fremkalde en indfødt knogle, der genereres i kroppen. Den knogle vokser ind i implantatet og hjælper med at løse det på plads."

Den nye coating består af en meget tynd film, der er mellem 100 nanometer og en mikron tyk. Den består af lag af materialer, som hjælper til at fremme en hurtig vækst af knogle, såsom hydroxyapatit, en naturlig bestanddel af knogler, der er lavet af calcium og fosfat. Dette materiale tiltrækker mesenkymale stamceller fra knoglemarven og giver en grænseflade til dannelse af ny knogle, mens det andet lag frigiver en vækstfaktor, som tilskynder mesenkymale stamceller til at transformere til knogleproducerende celler kaldet osteoblaster.

Efter dannelsen genererer osteoblasterne ny knogle for at udfylde rummene omkring implantatet og sikre den til den eksisterende knogle. Ifølge forskerne skaber et sundt væv i dette rum en stærkere binding og reducerer risikoen for bakteriel infektion rundt om implantatet betydeligt.

Shah forklarede:

"Når bencement anvendes, skabes der dødt rum mellem den eksisterende knogle og implantatstammen, hvor der ikke er blodkar. Hvis bakterier koloniserer dette rum, vil de fortsætte med at proliferere, da immunsystemet ikke kan nå og ødelægge dem. Belægning ville være nyttigt for at forhindre det i at forekomme."

Holdet fremhæver, at selv om det tager mindst to til tre uger for at få benet til at udfylde og sikre implantatet, vil patienterne kunne gå og lave fysioterapi i denne periode.

Selv om tidligere forsøg på at belægge ortopædiske implantater med hydroxyapatit er blevet lavet, har filmene en tendens til at løsne sig fra implantatet, da de er ret tykke og ustabile. Derudover har andre forsøg forsøgt at injicere vækstfaktor eller deponere det direkte på implantatet, men der er normalt ikke nok til at få effekt, da størstedelen af ​​det dræner væk fra implantatstedet.

Ved at bruge en teknik, der hedder lag-for-lag-samling, kan forskerne kontrollere, hvor tyk filmen er, samt mængden af ​​vækstfaktor frigivet. Fremgangsmåden indebærer at lægge hver ønsket komponent, en ad gangen, indtil den ønskede lægemiddelsammensætning og tykkelse opnås.

Shah sagde:

"Dette er en betydelig fordel, fordi andre systemer hidtil virkelig ikke har været i stand til at kontrollere mængden af ​​vækstfaktor, som du har brug for. En masse enheder skal typisk bruge mængder, der kan være størrelsesordener mere end du har brug for, hvilket kan føre til Uønskede bivirkninger."

I øjeblikket tester teamet dette belægning i dyreforsøg og har konstateret, at belægningerne resulterer i hurtig knogledannelse, der sikrer implantaterne på plads.

Ifølge Shah kan denne belægning også anvendes til fikseringsplader og skruer, der bruges til at sætte knoglebrud. "Det er meget alsidigt. Du kan anvende det på enhver geometri og have ensartet belægning rundt omkring."

Derudover kan belægningen anvendes i tandimplantater. Normalt involverer implantation af en kunstig tand indlejring af en gevindskrue ind i kæben, men inden den nye krone kan fastgøres til skruen, skal patienten vente flere måneder for at skruen skal stabilisere ved at integrere med det omgivende knoglevæv. Ifølge forskerne kan dette reduceres til en one-step-proces, hvor patienten modtager hele implantatet ved hjælp af en version af disse belægninger.

Studiet modtog finansiering fra National Institutes of Health's National Institute for Aging og ledet ved David H. Koch Institute for Integrative Cancer Research med støtte fra Institute for Soldier Nanotechnologies at MIT.

How to make stress your friend | Kelly McGonigal (Video Medicinsk Og Professionel 2022).

Afsnit Spørgsmål På Medicin: Medicinsk praksis