Implanty kości mogą już niedługo mieć zupełnie inne oblicze. Powstał spieniony metal, który przy zachowaniu dużej sztywności jest elastyczny tak jak kość. Innowacyjna substancja może stanowić element łączący implanty ortopedyczne z tkanką kostną, zmniejszając ryzyko odrzucenia wszczepu.
Materiał nowej generacji został opracowany przez naukowców z North Carolina State University. Zadbali oni by był on lekki i wytrzymały – wykonany ze stuprocentowej stali jest lżejszy od aluminium, ale to inne właściwości zadecydowały o roli jaką może spełnić w ortopedii. Ważna jest zdolność do absorpcji drgań oraz współczynnik sprężystości nowego spienionego metalu, który jest bardzo podobny do tego jaki mają kości. Cecha ta jest kluczowa dla implantów biomedycznych, jak wyjaśnia współautor badań dr Afsaneh Rabiei, profesor inżynierii mechanicznej i lotniczej, pracownik wydziału inżynierii biomedycznej North Carolina State University. - Współczynnik ten decyduje o zdolności materiału do deformacji pod wpływem nacisku, a następnie powrotu do swojego pierwotnego kształtu, gdy nacisk ustanie.
„Piano-metal” ma sprzyjać wzrostowi kości w implant, poprawiając wytrzymałość rekonstruowanej kości. Będzie to możliwe ze względu na nierówną, porowatą powierzchnię substancji - wzmacniając integrację implantu ze strukturami ożywionymi. Wszystko to sprawia, że nowy materiał ma szansę stać się podstawą implantów nowej generacji, zastępując tytan, którego sztywność jest zdecydowanie większa. Jest to niezwykle ważne, ponieważ sztywność implantów sprzyja przyjmowaniu przez nie zbyt dużych obciążeń, a to w rezultacie prowadzić może do obumierania komórek tkanki kostnej.
- Kiedy ortopedyczny lub dentystyczny implant znajduje się w organizmie w celu zastąpienia kości lub części kości, musi reagować na obciążenie w ten sam sposób jak otaczające go kości - mówi Rabiei. - Jeśli moduł sprężystości implantu jest zdecydowanie większy niż pobliskich kości, implant przejmie ich obciążenie i kości te zaczną umierać. To spowoduje poluzowanie implantu i jego odrzucenie. Zjawisko to znane jest jako „ekranowanie obciążeń”. Gdy dojdzie do takiej sytuacji pacjent musi otrzymać nowy implant. Nasz materiał, spieniony metal, zabezpiecza przed podobnymi problemami – wyjaśnia profesor.
O tym, czy nowa substancja zostanie zatwierdzona do użycia w ortopedii zadecydują dalsze testy.
Przemysław Goławski
