Alsidig belægning til magnesium kan i sidste ende føre til bedre knogleimplantater

Brækkede knogler kan repareres mere effektivt ved at bruge en biologisk nedbrydelig belægning til magnesiumbaserede metalimplantater.

Nogle knoglebrud kræver et midlertidigt metalimplantat til støtte, mens de heler. "Men nuværende implantater, såsom skruer og seler lavet af titanium, stål eller kobolt-chrom legeringer, har alvorlige ulemper, " forklarer Sandor Nemeth fra A*STAR-teamet, der er involveret i udviklingen af ​​den innovative belægning. forskellen i mekaniske egenskaber mellem metallerne og den helende knogle kan løsne implantaterne og beskadige knoglen. Ud over, de midlertidige implantater skal til sidst fjernes kirurgisk, resulterer i yderligere risiko og besvær.

A*STAR-teamet udvikler et biologisk nedbrydeligt implantat, der er et bedre mekanisk match med knogler, og kan også direkte bidrage til helingsprocessen.

Magnesium er et stærkt og fleksibelt metal, men dens reaktivitet betyder, at den ikke kan bruges alene, fordi den ville korrodere for hurtigt inde i kroppen. Tendensen til at tære, imidlertid, kunne blive en fordel, da nedbrydningshastigheden kunne kontrolleres. Tricket er at finde en belægning, der nedbrydes langsomt nok til at støtte knoglerne under heling, derefter spredes sikkert, når jobbet er udført.

Nemeth og hans ph.d.-studerende, Sara Kaabi, på A*STAR Singapore Institute of Manufacturing Technology, samarbejdede med Ming Jen Tan fra Nanyang Technological University for at udforske potentielle belægninger. "Vi vendte os til calciumphosphat, fordi dette uorganiske materiale i naturen er en nøglekomponent i knogler og andre stærke materialer såsom havskaller, «siger Nemeth.

Ved at inkorporere kulstofbaserede organiske polymerer blev der opnået en kompositbelægning med flere vigtige fordele:Variering af blandingen af ​​komponenter gør det muligt at justere de mekaniske og biologisk nedbrydelige egenskaber til forskellige krav og undgår skørheden af ​​rent uorganiske belægninger. Undersøgelser med dyrkede celler tyder på, at calciumphosphat også aktivt kan hjælpe helingsprocessen ved at give nogle råmaterialer til at opretholde knoglevækst. Magnesium belægges fra en opløsning af varmt vand under tryk i en et-trins proces, tilbyder en enkelhed, der kan være afgørende for produktion i kommerciel skala.

"Dyreforsøg er et åbenlyst næste skridt, men det ville kræve en branchepartner, " siger Nemeth.

Forskerne undersøger også mulighederne for at gøre belægningen endnu mere anvendelig ved at inkorporere antibiotika og andre lægemidler, der kan gennemtrænge det omgivende væv og knogler og bidrage til heling.