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La couche hybride d'implant peut protéger des patients contre de futures infections

Une couche hybride d'implant effectuée à partir de l'argent antibactérien et d'un antibiotique protégera des patients contre l'infection à l'avenir.

L'antibiotique est conçu en fonction les seules exigences du patient pour encore une meilleure protection. Le projet d'AntiSelectInfekt est survenu en collaboration avec une équipe de recherche de Charité-Universitätsmedizin Berlin.

N'importe qui qui reçoit maintenant un genou, un épaulement ou une articulation de la hanche artificiel à l'hôpital peut s'attendre au meilleur médicament de demande de règlement et de tranchant. Mais l'implantation n'est pas sans ses risques. En moyenne, 1 à 2 pour cent de tous les patients développeront une infection suivant le fonctionnement.

Si le niveau du malaise est si sévère qu'une autre chirurgie soit nécessaire, une infection peut être prévue dans jusqu'à 4 pour cent de toutes les affaires 1. même si le risque individuel est dans la gamme inférieure de pourcentage, il affecte beaucoup de patients dus à la fréquence de la chirurgie. En raison des évolutions démographiques, le nombre de fonctionnements de prothèse augmentera également solidement.

Si les antibiotiques administrés n'aident pas, ce pourrait être un long et douloureux procédé. Et si mauvais vient à plus mauvais, l'implant devra être remonté.

Promesses neuves de cette approche de réduire de manière significative le risque d'infection. Une couche hybride se composant de l'argent antibactérien et d'un antibiotique qui est conçu en fonction les exigences du patient ou plus précis pour les bactéries est appliquée à l'implant. L'idée a été développée il y a quatre ans à l'institut de Fraunhofer pour la technologie manufacturière et aux matériaux avancés IFAM à Brême.

Kai Borcherding, chef de technologie et de sciences de la vie médicales chez Fraunhofer IFAM, dit : La « préparation de surface est l'un des endroits que notre institut se spécialise dedans. L'application de ces compétences au médicament était un choix naturel. »

Projet commun avec Charité

Les chercheurs de Fraunhofer encore développé, déterminé et mis en application cette idée par le projet d'AntiSelectInfekt en collaboration avec des chercheurs de l'institut de Jules Wolff et du centre de BIH les traitements régénérateurs (BCRT) de Charité à Berlin. Les résultats sont prometteurs.

« Les études précliniques ont expliqué que l'implant hybride vêtant effectivement réduit le régime de l'infection, » explique prof. Britt Wildemann, qui est responsable des études sur l'efficacité et le biocompatibility à Berlin et est maintenant principal de la chirurgie expérimentale de traumatisme au centre hospitalier universitaire d'Iéna.

L'idée des implants de couche n'est pas forcément neuve. La capacité de l'argent et des antibiotiques de combattre des infections liées aux implants a été longtemps étudiée. Ce qu'il y a de neuf, cependant, est l'approche de combiner les deux et d'améliorer de ce fait énormément la protection active contre des bactéries. Mais les avantages ne finissent pas là.

Les chercheurs ont développé un procédé qui leur permet d'employer un antibiotique conçu en fonction les exigences du patient. La technologie de couche spéciale développée par Fraunhofer IFAM règle également le desserrage des substances antimicrobiennes : tandis que l'antibiotique est relâché dedans complètement une fois l'implant est en place, les particules argentées entrent en vigueur graduellement près de la surface sur une plus longue période, de ce fait assurant la protection durable qui continue dans la phase curative.

Effectué à Brême : Technologie de couche avec le laser

Le procédé de couche est basé sur des technologies éprouvé-et-vraies encore développées particulièrement pour le projet. « La première étape est d'appliquer une structure à la surface de l'implant titanique utilisant un laser. Ceci produit une couche poreuse, » explique Borcherding.

Les pores minuscules qui sont de simples micromètres dans la taille et l'invisible à l'oeil nu apparaissent sur la surface titanique. Ces pores sont en forme d'amphore, signifiant ils sont plus étroits au-dessus et plus larges de ci-dessous. Dans la deuxième opération, les chercheurs emploient le procédé du dépôt en phase vapeur matériel pour appliquer une couche contenant les particules argentées.

Ces pores en forme d'amphore peuvent être remplis pendant la chirurgie. Juste avant l'implantation, le chirurgien immerge l'implant stérile avec la couche argentée dans une solution contenant l'antibiotique.

« Nous avons vu dans des études précliniques que le processus complet est très simple et prend seulement quelques minutes, » dit prof. Wildemann. Une fois l'implant a été implanté, si c'est une hanche, un genou ou une articulation de l'épaule, l'antibiotique commence à décharger dans le tissu environnant, détruisant promptement hors de toutes les bactéries qui pourraient entraîner une infection.

L'effet de la couche argentée est retardé et dure beaucoup plus longtemps. Les ions argentés restent actifs pendant plusieurs semaines et offrent la protection contre l'infection pendant la phase curative.

Essais en laboratoire nombreux

Cette réussite n'aurait pas été possible sans nombreuses expériences le long de la route. Biocompatibility et osseointegration, qui se rapporte à l'ancrage d'un implant par la formation de l'os neuf, ont été étudiés dans des essais en laboratoire avec les cellules d'os humaines et dans le modèle animal.

Un des défis pendant la phase de développement s'assurait que la concentration de l'antibiotique était assez élevée pour détruire des bactéries, mais pas aussi élevé qu'elle endommagerait les cellules d'os croissantes. »

Kai Borcherding, chef de technologie et de sciences de la vie médicales, Fraunhofer IFAM

Dans ce contexte, l'expert en matière Borcherding de Fraunhofer IFAM se réfère à un autre avantage. Les pores appliqués à la surface titanique avec la demande de règlement de laser assurent une meilleure adhérence d'os, comme prof. Wildemann confirme : « Notre étude a prouvé que contact d'os d'augmentations de modification de surface : contact de 89 pour cent avec des implants comportant la couche hybride, comparée au contact d'os de juste 52 pour cent au groupe témoin. Nous pouvions également montrer que les cellules se développent dans les pores en forme d'amphore et ancrent ainsi l'implant beaucoup plus effectivement. »

Le projet a déjà rencontré l'intérêt grand parmi des constructeurs d'implant et des fournisseurs des services de couche, en particulier parce qu'implant neuf ne doit pas être développé pour le procédé.

Même les produits qui sont déjà procurables peuvent être enduits. Des discussions avec des constructeurs sont intensifiées dans la phase finale du projet pour s'assurer que la technologie peut être employée pour des patients dans un avenir proche.