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Il rivestimento ibrido dell'innesto può proteggere i pazienti dalle infezioni future

Un rivestimento ibrido dell'innesto fatto da argento antibatterico e da un antibiotico proteggerà i pazienti dall'infezione in futuro.

L'antibiotico è adeguato ai requisiti unici del paziente ancora di migliore protezione. Il progetto AntiSelectInfekt è succeduto in collaborazione con un gruppo di ricerca da Charité-Universitätsmedizin Berlino.

Chiunque che ora ricevi un ginocchio, una spalla o un'articolazione dell'anca artificiale all'ospedale può prevedere il trattamento migliore e la medicina di avanguardia. Ma l'impianto non è senza sui rischi. In media, 1 - 2 per cento di tutti i pazienti svilupperanno un'infezione che segue l'operazione.

Se il livello di disagio è così severo che un altro ambulatorio è necessario, un'infezione può essere preveduta in fino a 4 per cento di tutti i casi 1. anche se il rischio determinato è nell'intervallo più basso di percentuale, pregiudica molti pazienti dovuto la frequenza dell'ambulatorio. In considerazione degli sviluppi demografici, il numero delle operazioni della protesi egualmente aumenterà costantemente.

Se gli antibiotici amministrati non aiutano, potrebbe essere un trattamento lungo e doloroso. E se il peggio viene al peggio, l'innesto dovrà essere sostituito.

Promesse di questo nuove approccio diminuire significativamente il rischio di infezione. Un rivestimento ibrido che consiste dell'argento antibatterico e di un antibiotico che è adeguato ai requisiti del paziente o più preciso ai batteri si applica all'innesto. L'idea è stata sviluppata quattro anni fa all'istituto di Fraunhofer per la tecnologia di fabbricazione ed ai materiali avanzati IFAM a Brema.

Kai Borcherding, testa della tecnologia e delle scienze biologiche mediche a Fraunhofer IFAM, dice: “Il trattamento di superficie è una delle aree che il nostro istituto si specializza dentro. Applicando questa competenza alla medicina era una scelta naturale.„

Progetto unito con Charité

I ricercatori di Fraunhofer ancora messo a punto, sperimentato ed applicato questa idea con il progetto AntiSelectInfekt in collaborazione con i ricercatori dell'istituto di Julius Wolff e del centro di BIH per le terapie a ricupero (BCRT) di Charité a Berlino. I risultati stanno promettendo.

“Gli studi preclinici hanno dimostrato che l'innesto ibrido che ricopre efficacemente diminuisce la tariffa dell'infezione,„ spiega prof. Britt Wildemann, che è incaricato degli studi sull'efficacia e sulla biocompatibilità a Berlino ed è ora capo dell'ambulatorio sperimentale di trauma all'ospedale universitario di Jena.

L'idea degli innesti del rivestimento non è necessariamente nuova. La capacità di argento e degli antibiotici di combattere le infezioni connesse con gli innesti lungamente è stata studiata. Che cosa è nuovo, tuttavia, è l'approccio di combinazione dei due e così notevolmente del miglioramento della protezione attiva contro i batteri. Ma i vantaggi non cessano là.

I ricercatori hanno sviluppato un trattamento che li permette di usare un antibiotico adeguato ai requisiti del paziente. La tecnologia del rivestimento speciale sviluppata da Fraunhofer IFAM egualmente regolamenta la versione delle sostanze antimicrobiche: mentre l'antibiotico è rilasciato dentro in pieno una volta l'innesto esiste, le particelle d'argento entra in vigore gradualmente vicino alla superficie su un periodo più lungo, così assicurando la protezione durevole che continua nella fase curativa.

Fatto a Brema: Tecnologia del rivestimento con il laser

Il processo di rivestimento è basato sulle tecnologie provato-e-vere più ancora sviluppate specificamente per il progetto. “Il primo punto è di applicare una struttura alla superficie dell'innesto di titanio facendo uso di un laser. Ciò crea un livello poroso,„ spiega Borcherding.

I pori minuscoli che sono meri micrometri nella dimensione ed invisibili all'occhio nudo compaiono sulla superficie di titanio. Questi pori sono a forma di anfora, significando essi sono più stretti sopra e più ampi sotto. Al secondo punto, i ricercatori usano il trattamento di applicazione a spruzzo fisica per applicare un livello che contiene le particelle d'argento.

Questi pori a forma di anfora possono essere riempiti durante l'ambulatorio. Appena prima impianto, il chirurgo immerge l'innesto sterile con il rivestimento d'argento in una soluzione che contiene l'antibiotico.

“Abbiamo veduto negli studi preclinici che il processo completo è molto semplice e soltanto richiede alcuni minuti,„ diciamo prof. Wildemann. L'innesto è stato impiantato una volta, se è un cinorrodo, un ginocchio o un'articolazione scapolo-omerale, l'antibiotico comincia a scaricare nel tessuto circostante, mortale subito fuori da tutti i batteri che potrebbero causare un'infezione.

L'effetto del rivestimento d'argento è ritardato molto più lungamente e dura. Gli ioni d'argento rimangono attivi per parecchie settimane ed offrono la protezione dall'infezione durante la fase curativa.

Numerose prove di laboratorio

Questo successo non sarebbe stato possibile senza numerosi esperimenti lungo la strada. La biocompatibilità e l'osteointegrazione, che si riferisce all'ancoraggio di un innesto con la formazione di nuovo osso, sono state studiate sia nelle prove di laboratorio con le celle di osso umane che nel modello animale.

Una delle sfide durante la fase di sviluppo stava assicurando che la concentrazione di antibiotico fosse abbastanza su di uccidere i batteri, ma non così su che danneggierebbe le celle di osso crescenti.„

Kai Borcherding, testa di tecnologia e di scienze biologiche mediche, Fraunhofer IFAM

In questo contesto, l'esperto Borcherding in Fraunhofer IFAM si riferisce ad un altro vantaggio. I pori applicati alla superficie di titanio con il trattamento del laser assicurano la migliore aderenza dell'osso, come prof. Wildemann conferma: “Il nostro studio ha indicato che contatto dell'osso di aumenti di modifica della superficie: un contatto di 89 per cento con gli innesti che caratterizzano il rivestimento ibrido, confrontato al contatto dell'osso di appena 52 per cento nel gruppo di controllo. Potevamo egualmente provare che le celle si sviluppano nei pori a forma di anfora e così ancorano l'innesto molto più efficacemente.„

Il progetto già ha incontrato grande interesse fra i produttori dell'innesto ed i fornitori dei servizi del rivestimento, specialmente perché nessun nuovo innesto deve essere sviluppato per il trattamento.

Anche i prodotti che sono già disponibili possono essere rivestiti. Le discussioni con i produttori stanno intensificande nello stadio finale del progetto per assicurare che la tecnologia possa essere usata per i pazienti nell'immediato futuro.