Purtarea de implanturi dentare și ortopedice cu „os artificial” pentru a preveni inflamația

Diagrama schematică a sintezei de hidroxiapatită indusă de un strat indus de laser, stratul topit amestecat cu substratul HAp și procesul de formare a stratului de acoperire HAp. În figură, cercurile verzi și roșii indică „Ca2 +” și „PO43”. respectiv ion. Credit: Institutul Coreean de Știință și Tehnologie (KIST)

Performanță superioară de acoperire realizată în comparație cu produsele clinice existente prin reducerea costurilor și timpului de producție: sinteza și acoperirea „oaselor artificiale” pe suprafața metalelor și a materialelor polimerice.

Boala osoasă devine din ce în ce mai răspândită în societatea modernă, din cauza îmbătrânirii populației, printre alți factori, iar utilizarea implanturilor dentare și ortopedice pentru tratarea bolilor osoase a crescut. Istoria implanturilor poate fi urmărită din AD 1 când implanturile dentare din fier forjat au fost folosite în Roma antică. În ciuda istoriei sale îndelungate, totuși, există încă o serie de probleme legate de procedurile de implantare, cum ar fi un implant slab rezultat din integrarea lentă în țesutul osos sau o inflamație care necesită o procedură chirurgicală secundară.

Pentru a atenua aceste probleme, a existat o încercare de a acoperi materialul implantului cu „os artificial” care are aceeași compoziție ca și osul uman real. Cu toate acestea, metodele convenționale de acoperire necesită un proces de sinteză pentru producerea materialului osos artificial și un proces special de acoperire, care durează mult. În plus, legătura dintre substrat și stratul de pansament osos artificial tinde să fie slabă, rezultând leziuni sau chiar abandon, iar metodele puternice de pansament care pot fi aplicate pacienților actuali într-un cadru clinic au fost rare.

Piesa din titan acoperită cu os artificial

Piesa de titan acoperită cu os artificial dezvoltată de echipa Dr. Jeon Ho-jung la KIST. Credit: Institutul Coreean de Știință și Tehnologie (KIST)

În aceste condiții, echipa de cercetare a Dr. Hojeong Jeon la Institutul Coreean de Știință și Tehnologie (CUTIE) Centrul pentru biomateriale a raportat că au dezvoltat un strat ceramic de os artificial cu rezistența adezivă de trei ori mai mare decât materialele de acoperire convenționale.

Echipa de cercetare a dezvoltat o tehnologie pentru promovarea pansamentului osos artificial, care a luat cel puțin o zi și a necesitat zeci de pași, în doar o oră, folosind un singur proces. Folosind tehnica, nu este necesar să se sintetizeze materia primă pentru acoperirea osoasă artificială într-un proces separat și este posibil să se creeze acoperirea cu un laser cu nanosecunde fără niciun echipament scump sau proces de tratare termică.

HoJeong Jeon

Dr. Ho-eong Jeon of Biomaterials Center, KIST. Credit: Institutul Coreean de Știință și Tehnologie (KIST)

Nu numai că, este posibil să se formeze un strat de acoperire cu o putere de legare mai puternică decât unele dintre tehnicile de pansament osos artificial aplicate clinic astăzi. De asemenea, în cazul utilizării acestui proces, rezultă acoperiri puternice nu numai pe suprafețele metalice, ci și pe suprafețele materialelor polimerice, cum ar fi implanturile plastice ortopedice, ceea ce nu a fost posibil cu procesele convenționale.

Pentru a reduce numărul de pași implicați în proces, precum și durata și, în același timp, oferă un strat puternic, echipa Dr. Jeon a poziționat materialul care urmează să fie pătat într-o soluție care conține calciu și fosfor, principalii constituenți ai osului, și l-a iradiat cu un laser. Temperatura a crescut într-o manieră localizată la locul țintei laserului, provocând o reacție care implică calciu și fosfor pentru a produce os ceramic artificial (hidroxiapatită) și formarea unui strat de acoperire.

Spre deosebire de metodele convenționale de acoperire, sinteza componentei osoase artificiale este indusă de laser și, în același timp, suprafața substratului este încălzită deasupra punctului de topire, astfel încât materialul osos artificial este adsorbit pe suprafața topită și se solidifică așa cum este, ceea ce maximizează rezistența la legătură.

Dr. Jeon a spus: „Metoda de acoperire a hidroxiapatitei folosind lasere cu nanosecunde este o modalitate simplă de a crește bioactivitatea în materiale non-bioactive, cum ar fi titanul și PEEK, utilizate în mod obișnuit ca biomateriale. Prezic că va deveni un schimbător de jocuri în acest sens. care va avea aplicații largi în diferite dispozitive medicale unde este necesară osteointegrarea.

Referință: „Acoperire solidă cu hidroxiapatită din sinteza hidrotermală cauzată de laser” de Seung – Hoon Um, Yong – Woo Chung, Youngmin Seo, Hyunseon Seo, Myoung – Ryul Ok, Yu – Chan Kim, Hyung – Seop Han, Justin J. Chung, James R. Edwards și Hojeong Jeon, 15 septembrie 2020, Materiale funcționale avansate.
DOI: 10.1002 / adfm.202005233

Acest studiu a fost realizat cu o subvenție din partea Ministerului Științei și TIC (MSIT), ca parte a Programului instituțional de cercetare și dezvoltare KIST și a Programului de căutare medie a carierei a Fundației Naționale de Cercetare din Coreea. Descoperirile au fost raportate în ultimul număr al revistei internaționale, Materiale funcționale avansate (NFSE: 16.836, Top 3.981% în câmpul JCR).

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

Zirconii antici datează începutul tectonicii plăcilor în urmă cu 3,6 miliarde de ani – un eveniment critic pentru a face pământul ospitalier pentru viață

Zirconii examinați de echipa de cercetare, fotografiați cu catodoluminiscență, tehnică cu care echipa a putut vizualiza interiorul cristalelor cu un microscop electronic cu scanare...

Putem face opioidele mai puțin dependente? [Video]

În 2017, milioane de oameni din întreaga lume erau dependenți de opioide și 115.000 au murit din cauza unui supradozaj. Opioidele sunt cele mai puternice...

Măsurile neconvenționale împotriva pandemiei și apărării nucleare pot proteja omenirea de catastrofe catastrofale

Lansarea mânerului SM-3 Block IB de la un crucișător cu rachete ghidate USS Lake Erie (CG 70). Credit: Marina SUA În curând viața pe...

Situl de legare a anticorpilor conservat în variantele de virus COVID-19 – impact mare pentru vaccinurile viitoare

O echipă de cercetare Penn State a descoperit că proteinele N din barza-covi-2 sunt stocate în toate coronavirusurile epidemice legate de îngrășăminte (sus, stânga:...

Mișcări ale electronilor de ceas în interiorul unui atom: viteza obturatorului de o milionime dintr-o miliardime de secundă

Reprezentarea artistică a experimentului. Întârzierea inerentă între emisia celor două tipuri de electroni duce la o elipsă caracteristică în datele analizate. În...

Newsletter

Subscribe to stay updated.