Medizinische Implantate - von Kathetern, die langfristig lebenserhaltenden zu liefern Gelenkersatz - kann besser arbeiten, wenn ihre Oberflächen auf der rauen Seite sind, schlägt neue Forschung.
Implantate haben oft Oberflächen, weiches Gewebe, wie Haut-und Bindegewebe, können nicht zu befestigen, sagte Andreas von Recum, Leiter der Studie Autor und Professor für Biomedizinische Technik an der Ohio State University . Der Körper bildet wiederum ein Gewebe Kapsel um das Implantat herum, Abdichten es vom Rest des Körpers.
Das Abgeschiedenheit kann auf eine Vielzahl von ernsthaften Problemen führen, sagte von Recum.
Zum Beispiel gibt es mehr als 300.000 Hüft-und Kniegelenken jedes Jahr in den Vereinigten Staaten. Solche Implantate dauern in der Regel 10 bis 12 Jahre, bis sie sich lösen und sehr schmerzhaft und müssen ersetzt werden.
"Being in Bindegewebe eingehüllt ernst Kompromisse ein Implantat die Funktion," von Recum sagte. "Und das Bindegewebe kann nicht dulden, ständig in Bewegung gegen einen Fremdkörper Diese Reibung -. Und die daraus resultierenden Entzündung - tötet gesunden Zellen und schafft einen stetig wachsenden Kapsel von abgestorbenem Gewebe."
Hinzufügen Textur zu einem Implantat-Oberfläche - die Forscher verwendeten Titan in dieser Studie - eine höhere Kompatibilität mit Bindegewebszellen, Fibroblasten genannt, erheblich.
Und während die Forscher führten ihre Experimente unter Verwendung von Titan, die üblicherweise verwendet wird, um Implantate zu machen, alle Implantate aus mit strukturierter Oberfläche profitieren, so von Recum.
Die Studie erscheint in der jüngsten Ausgabe des Journal of Biomedical Materials Research Part A. Von Recum führte die Studie mit Rakhi Jain, ein ehemaliger Doktorand an der Ohio State. von Recum ist auch der Prodekan für Forschung in der Veterinärmedizin an der Ohio State.
Die Forscher beschichteten scheibenförmigen Polyester-Wafer mit Titan. Die Scheiben wurden rund und etwa die Größe einer Nickel. Einige der Scheiben wurden mit Rillen nur einige Mikrometer tief bedeckt. Einige Knochenimplantate derzeit verwendeten ähnliche Textur, von Recum sagte, auch wenn diese Furchen werden 100 bis 200 Mikrometer tief neigen und kann mit hartem Gewebe wie Knochen Verriegelung.
"Die Rillen auf unseren Festplatten waren hundert Mal kleiner als ein individuelles Fibroblasten," von Recum fügte hinzu, dass die Zellen an die strukturierte Platten durch Hinterlegung Proteine in die Rillen angebracht.
Fibroblasten von Mäusen blieben sowohl auf der glatten und strukturierten Platten für 3 Tage wachsen. Am Ende dieser Zeit, die Forscher Mikrofotografie verwendet - Aufnehmen eines Bildes durch eine konfokale Mikroskop - der Abstand zwischen den Zellmembranen und Festplatten-Oberflächen zu bestimmen.
Der Abstand zwischen den Fibroblasten und der Oberfläche des strukturierten Platten war unermesslich, was darauf hindeutet, dass diese Zellen hatten an der Oberfläche festhält. Umgekehrt konnten die Forscher messen den Abstand - obwohl sehr klein, in der Größenordnung von Nanometern - zwischen Zellmembranen und die Oberfläche eines glatten Platte.
"Texturing bot eine starke Haftung zwischen der Oberfläche einer Zelle und die Oberfläche einer Scheibe," von Recum sagte. "Das ist genau das, was wir in einem tatsächlichen Implantat wollen."
Dass die Zellen so bereitwillig auf körperliche Veränderungen auf der Festplatte Oberflächen überraschte die Forscher.