Heup implantatie coating kan vermindering van vroegtijdig failure risk


Heup implantatie coating kan vermindering van vroegtijdig failure risk

Hoewel Kunstmatige heup of knieprothese Zijn ontworpen om enkele jaren te duren, ongeveer 17% van de patiënten die een totale gezamenlijke vervanging nodig hebben Vroege vervangende operatie - een procedure die ernstige complicaties kan veroorzaken bij oudere patiënten

Om de noodzaak van deze operaties te minimaliseren, heeft een team chemische ingenieurs bij MIT ontwikkeld Een nieuwe coating voor implantaten Dat kan hen beter helpen bij het bot van de patiënt, waardoor vroegtijdige falen voorkomen worden.

De studie is gepubliceerd in het tijdschrift Geavanceerde materialen .

Paula Hammond, de David H. Koch professor in ingenieurswetenschappen bij MIT en senior auteur van de studie, legde uit:

"Dit zou het implantaat kunnen verlaten veel langer, naar zijn natuurlijke leven, met een lager risico op mislukking of infectie."

Volgens Hammond en hoofdauteur Nisarg Shah, een afgestudeerde student in het laboratorium van Hammond, kan de coating ook gebruikt worden om tandheelkundige implantaten te verbeteren en de fracturen te genezen.

Op dit moment worden kunstmatige heupen en knieën beveiligd met behulp van botcement, een polymeer dat lijkt op glas als het gehard is. Bij sommige patiënten breekt dit cement echter het implantaat af van het bot. Als gevolg hiervan ervaren de patiënt het verlies van mobiliteit en chronische pijn.

Shah zei:

"Typisch, in zo'n geval wordt het implantaat verwijderd en vervangen, wat een groot secundair weefselverlies in de patiënt veroorzaakt die niet zou zijn gebeurd als het implantaat niet was mislukt.

Ons idee is om te voorkomen dat fouten door deze implantaten worden bekleed met materialen die een inheemse bot kunnen veroorzaken die in het lichaam worden gegenereerd. Dat bot groeit in het implantaat en helpt het op te lossen. '

De nieuwe coating bestaat uit een zeer dunne film die tussen 100 nanometer en een micron dik is. Het bestaat uit lagen materialen die helpen om een ​​snelle groei van bot te stimuleren, zoals hydroxyapatiet, een natuurlijk bestanddeel van bot dat is gemaakt van calcium en fosfaat. Dit materiaal trekt mesenchymale stamcellen uit het beenmerg en biedt een interface voor de vorming van nieuw bot, terwijl de andere laag een groeifactor vrijlaat, waardoor mesenchymale stamcellen worden omgezet in botproducerende cellen die osteoblasten worden genoemd.

Na het vormen, vormen de osteoblasten nieuw bot om de ruimten rondom het implantaat in te vullen, waardoor het aan het bestaande bot wordt bevestigd. Volgens de onderzoekers, het hebben van gezond weefsel in deze ruimte creëert een sterkere band en vermindert het risico van bacteriële infectie aanzienlijk tegen het implantaat.

Shah legde uit:

"Wanneer botcement gebruikt wordt, wordt er sprake van een dodelijke ruimte tussen de bestaande bot- en implantaatstammen, waar er geen bloedvaten zijn. Als bacteriën deze ruimte koloniseren, blijven ze prolifereren, omdat het immuunsysteem niet kan bereiken en vernietigen. Coating zou nuttig zijn om te voorkomen dat dit optreedt."

Het team beklemtoont dat, hoewel het minimaal twee tot drie weken duren om het implantaat in te vullen en te beveiligen, zouden patiënten in deze periode kunnen lopen en lichamelijke therapie doen.

Hoewel eerdere inspanningen om orthopedische implantaten met hydroxyapatiet te bekleden zijn gemaakt, hebben de films de neiging om los te maken van het implantaat, omdat ze vrij dik en onstabiel zijn. Daarnaast hebben andere studies geprobeerd om groeifactor te injecteren of direct op het implantaat te deponeren, maar meestal is het niet genoeg om effect te hebben aangezien de meerderheid ervan wegvalt van de implantaatplaats.

Door gebruik te maken van een techniek genaamd layer-by-layer assemblage, kunnen de onderzoekers bepalen hoe dik de film is, evenals de hoeveelheid vrijgegeven groeifactor. De werkwijze omvat het afsluiten van elk gewenst bestanddeel, één voor één, totdat de gewenste geneesmiddelsamenstelling en dikte zijn bereikt.

Shah zei:

"Dit is een belangrijk voordeel omdat andere systemen tot op heden het groot aantal groeifactoren die u nodig heeft niet echt kunnen controleren. Veel apparaten moeten gewoonlijk hoeveelheden gebruiken die meer magnificaties kunnen hebben dan u nodig heeft, wat kan leiden tot Ongewenste bijwerkingen."

Momenteel testte het team deze bekleding in dierstudies en heeft gevonden dat de coatings resulteren in snelle botvorming, waardoor de implantaten op zijn plaats worden bevestigd.

Volgens Shah zou deze coating ook kunnen worden gebruikt voor fixatieplaten en schroeven die botbreuken gebruiken. "Het is zeer veelzijdig. U kunt deze op elke geometrie toepassen en gelijkmatige coating hebben."

Bovendien kan de coating in tandheelkundige implantaten worden gebruikt. Meestal betekent implantatie van een kunstmatige tand een ingebedde schroef in de kaak, maar voordat de nieuwe kroon op de schroef kan worden bevestigd, moet de patiënt enkele maanden wachten om de schroef te stabiliseren door te integreren met het omliggende botweefsel. Volgens de onderzoekers zou dit kunnen worden verlaagd tot een eenstaps proces waarbij de patiënt het gehele implantaat ontvangt met een versie van deze coatings.

De studie kreeg financiering van het National Institute of Health's National Institute for Aging en uitgevoerd bij het David H. Koch Instituut voor Integrative Cancer Research met steun van het Institute for Soldier Nanotechnologies bij MIT.

Part 5 - Pride and Prejudice Audiobook by Jane Austen (Chs 51-61) (Video Medische En Professionele 2019).

Sectie Kwesties Op De Geneeskunde: Medische praktijk