Brug af siliciumdioxid som bindingslag til udskiftning af knogleprotese

Brug sandet, siliciumdioxid, som et bindende lag til udskiftning af knogleprotese kunne muliggøre fremstilling af mere biokompatible kunstige led samt reducere risikoen for postoperativ infektion, ifølge forskning offentliggjort i International Journal of Surface Science and Engineering .

Metallerne titanium og tantal bruges i vid udstrækning til fremstilling af erstatningsimplantater til syge eller beskadigede knogler, i den klassiske hofteudskiftning, for eksempel. Desværre, en glat metaloverflade, mens holdbarhed og slidstyrke ikke er helt biokompatibel, så producenter udvikler materialer-såsom det benede mineral hydroxyapatit-der kan bruges til at belægge sådanne implantater, så kroppen kan acceptere protesen og celler og blodkar kan rumme den mere effektivt. Desværre, en glat metaloverflade er også relativt non-stick, når det kommer til at acceptere passende biokompatible materialer.

Forskere ved Swinburne University of Technology i Hawthorn, Victoria, Australien, har vist, at de kan deponere et tyndt lag siliciumdioxid, hovedkomponenten i sand og glas, på metaloverfladen. De bruger en vakuumteknik kendt som elektronstrålefordampning til at skabe denne tynde belægning. De kan derefter med succes sprøjte denne overflade med hydroxyapatit ved hjælp af magnetronforstøvning for at skabe en sammensat belægning på implantatmetallet, der kun er 200 nanometer tyk.

Der er et yderligere problem vedrørende metalimplantater. Metaloverfladens glathed er en hindring, når det kommer til kroppen, der indeholder protesen, men samtidig forhindrer dette, at patogene bakterier klæber til leddet og forårsager alvorlig infektion omkring udskiftningsbenet. Ved at tilføje et mere biokompatibelt lag til metallet kan dette teoretisk give en overflade, som bakterier kan klæbe til. Teamet håbede på, at deres komposits nanoskopiske karakter kunne forhindre denne hindring. Som sådan, de testede metallet belagt med silica-hydroxyapatitlaget mod de invasive mikrober Pseudomonas aeruginosa og Staphylococcus aureus og fandt ud af, at hverken var i stand til at klæbe eller vokse på denne overflade. Ja, der var en vis vækst på ubestrøget metal, hvilket tyder på, at et overtrukket implantat ikke kun ville være mere biokompatibelt med patienten, men ville reducere risikoen for infektion betydeligt.