Advertencia: Esta página es una traducción de esta página originalmente en inglés. Tenga en cuenta ya que las traducciones son generadas por máquinas, no que todos traducción será perfecto. Este sitio Web y sus páginas están destinadas a leerse en inglés. Cualquier traducción de este sitio Web y su páginas Web puede ser imprecisa e inexacta en su totalidad o en parte. Esta traducción se proporciona como una conveniencia.

Los investigadores desarrollan el nuevo método que podría aumentar la longevidad de caballetes artificiales

Los investigadores de la ingeniería industrial han desarrollado un método que podría ampliar la vida de un caballete artificial agregando un arsenal de las muescas microscópicas que aumentan el espesor de una película de lubricante en su superficie.

La “lubricación desempeña un papel dominante en el proceso del desgaste del interfaz común implantado,” dijo a Zou mínimo, profesor de la ingeniería industrial. “Solamente este mecanismo es desafiador entender debido a la naturaleza compleja del líquido viscoso usado para la lubricación. Nuestro estudio revela los resultados prometedores para entender este mecanismo mejor e importante perfeccionar los implantes.”

Cada año en los Estados Unidos, los cirujanos ortopédicos realizan más de 300.000 caballete-repuestos, incluyendo áspero 36.000 cirugías de la revisión cuando un repuesto se usa. Aunque hay varios factores ambientales que afectan a la salud y a la longevidad de caballetes artificiales, estos implantes duran un promedio de 15 a 20 años. Sin embargo, sobre la mitad de todas las cirugías del caballete-repuesto se realizan en pacientes entre las edades de 45 y 64, la gente que podría vivir otros 25 o 30 años.

los procedimientos del Caballete-repuesto implican el retiro quirúrgico y el repuesto artificial de la culata de cilindro femoral - la capota del fémur, o hueso del muslo - y de la pieza de la pelvis llamada el acetábulo, una superficie cóncava en la cual la culata de cilindro femoral ajusta. Mucha gente refiere a esta junta como bola y al enchufe - la culata de cilindro femoral que actúa como la bola y el acetábulo como el enchufe.

Una razón primaria de la falla de la junta artificial - y así la necesidad de la cirugía de la revisión - es el aflojar de la ligazón entre el implante y el hueso, que en muchos casos es causado por la reacción autoinmune de la carrocería a las partículas y al desgaste en la superficie del implante, así como de la toxicidad de iones metálicos liberados en la carrocería debido a este desgaste.

Para abordar este problema, los investigadores se centran en una película de lubricante que forme entre las superficies que obran recíprocamente de la culata de cilindro femoral y el acetábulo. Esta película es creada por un lubricante natural llamado el líquido sinovial, que es producido y liberado por el cartílago. Aunque el cartílago también se quite durante cirugía del caballete-repuesto, la carrocería produce suficiente líquido sinovial para formar una capa delgada entre los implantes. La formación de esta película después de la cirugía y especialmente su espesor determinan el éxito a largo plazo del implante.

El U del experimento de A fue diseñado por Dipankar Choudhury, persona postdoctoral en el centro para la ingeniería superficial avanzada, y realizado en la dirección de Zou, que es director del centro. Sus resultados fueron publicados en el gorrón del comportamiento mecánico de materiales biomédicos.

Bastante que el líquido sinovial de manipulación, el cual la mayoría de la investigación de la prótesis del caballete se centra en, Zou y Choudhury simuló la superficie texturizada del cartílago, de sus supuestos “entrehierros convergentes,” o de las depresiones cónicas naturales, que ascienden la secreción del líquido sinovial y aumentan el espesor de la película de lubricante.

Zou y Choudhury diseñaron las muescas del cuadrado, triangulares y elíptico-dado forma en la superficie de culatas de cilindro femorales artificiales. (Las imágenes magnificadas se asemejan a la superficie de una pelota de golf.) Estas prótesis fueron hechas del cromo, del cobalto y del molibdeno, la aleación metálica estándar para los implantes del caballete-repuesto. Las muescas, fabricadas con un laser del picosegundo por un colaborador en Japón, eran 20 a 50 micrómetros anchos y 0,2 a 1 micrómetro profundo.

Entonces, colaborando con un grupo de investigación en la República Checa, Zou y Choudhury ensamblaron las piezas prostéticas y realizaron pruebas del desgaste y de la fricción con un péndulo que simuló el movimiento de fluctuación de un tramo humano. Cuando el péndulo volvió a la posición de equilibrio - después de que la película del lubricante tenía completamente desarrollado - espesor importante aumentado revelador de los resultados de la prueba de la película. Comparado a no-formó hoyuelos las prótesis, el espesor del film perfeccionado tres formas del lubricante. Las prótesis con el cuadrado y las muescas triangular-dadas forma demostraron un espesor del film medio del lubricante 3,5 veces mayores que no-formó hoyuelos la prótesis.

La prótesis con las muescas cuadrado-dadas forma formó su película del lubricante menos que un segundo después de que el péndulo comenzara a moverse, mucho más rápidamente que el resto de las prótesis, incluyendo ésos con las muescas hechas de otras formas. Esto demostró sin obstrucción que la forma tenía un efecto importante, Choudhury dijo.

“También, apenas cualquier rayadura apareció en la prótesis poste-experimental con matrices cuadrado-dadas forma de la depresión cónica, y solamente algunas rayaduras fueron encontradas en la prótesis con matrices triangular-dadas forma de la depresión cónica,” dijo a Zou. “Pensamos que las prótesis con las depresiones cónicas cuadrado-dadas forma podrían ser una solución potencial para el artículo, juntas de caballete artificiales más duraderas.”

Procesos recientemente desarrollados de Zou para fabricar micro-depresiones cónicas más pequeñas de las diversas formas complejas, que se prevee que disminuyan más lejos la fricción y el desgaste de las juntas prostéticas.