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O revestimento híbrido do implante pode proteger pacientes das infecções futuras

Um revestimento híbrido do implante feito da prata anti-bacteriana e de um antibiótico protegerá pacientes da infecção no futuro.

O antibiótico é costurado às exigências originais do paciente para mesmo a melhor protecção. O projecto de AntiSelectInfekt veio aproximadamente em colaboração com uma equipa de investigação de Charité-Universitätsmedizin Berlim.

Qualquer um que recebe agora um joelho artificial, um ombro ou uma articulação da bacia no hospital pode esperar o tratamento melhor possível e a medicina pioneiro. Mas a implantação não é sem seus riscos. Em média, 1 a 2 por cento de todos os pacientes desenvolverão uma infecção que segue a operação.

Se o nível de incómodo é tão severo que uma outra cirurgia é necessária, uma infecção pode ser esperada em até 4 por cento de todos os casos 1. mesmo se o risco individual está na escala mais baixa da porcentagem, ele afecta muitos pacientes devido à freqüência da cirurgia. Em virtude das revelações demográficas, o número de operações da prótese igualmente aumentará firmemente.

Se os antibióticos administrados não ajudam, poderia ser um processo longo e doloroso. E se ruim vem a mais ruim, o implante terá que ser substituído.

Promessas novas desta aproximação de reduzir significativamente o risco de infecção. Um revestimento híbrido que consiste na prata anti-bacteriana e em um antibiótico que seja costurado às exigências do paciente ou mais preciso às bactérias é aplicado ao implante. A ideia foi desenvolvida quatro anos há no instituto de Fraunhofer para a tecnologia de fabricação e nos materiais avançados IFAM em Brema.

Kai Borcherding, cabeça da tecnologia e de ciências da vida médicas em Fraunhofer IFAM, diz: “O tratamento de superfície é uma das áreas que nosso instituto se especializa dentro. Aplicar esta experiência à medicina era uma escolha natural.”

Projecto comum com Charité

Os pesquisadores de Fraunhofer promovem tornado, testado e executado esta ideia com o projecto de AntiSelectInfekt em colaboração com pesquisadores do instituto de Julius Wolff e do centro de BIH para as terapias regenerativas (BCRT) de Charité em Berlim. Os resultados são prometedores.

“Os estudos pré-clínicos demonstraram que o implante híbrido que reveste eficazmente reduz a taxa de infecção,” explicam o prof. Britt Wildemann, que é responsável dos estudos na eficácia e no biocompatibility em Berlim e é agora principal da cirurgia experimental do traumatismo no hospital da universidade de Jena.

A ideia de implantes do revestimento não é necessariamente nova. A capacidade da prata e dos antibióticos para combater as infecções associadas com os implantes tem sido estudada por muito tempo. O que é novo, contudo, é a aproximação de combinar os dois e assim vastamente de melhorar a protecção activa contra as bactérias. Mas os benefícios não terminam lá.

Os pesquisadores desenvolveram um processo que permitisse que usem um antibiótico costurado às exigências do paciente. A tecnologia do revestimento especial desenvolvida por Fraunhofer IFAM igualmente regula a liberação das substâncias antimicrobiais: quando o antibiótico for liberado dentro completamente uma vez o implante é no lugar, as partículas de prata toma o efeito gradualmente perto da superfície durante um período mais longo de tempo, assim fornecendo a protecção durável que continua na fase cura.

Feito em Brema: Tecnologia do revestimento com laser

O processo do revestimento é baseado nas tecnologias experimentado-e-verdadeiras desenvolvidas mais especificamente para o projecto. “A primeira etapa é aplicar uma estrutura à superfície do implante titanium usando um laser. Isto cria uma camada porosa,” explica Borcherding.

Os poros que são meros micrômetros em tamanho e invisíveis minúsculos ao olho nu aparecem na superfície do titânio. Estes poros ânfora-são dados forma, significando eles são mais estreitos acima e mais largos de abaixo. Na segunda etapa, os pesquisadores usam o processo de depósito de vapor físico para aplicar uma camada que contem as partículas de prata.

Estes os poros ânfora-dados forma podem ser enchidos durante a cirurgia. Imediatamente antes da implantação, o cirurgião imerge o implante estéril com revestimento de prata em uma solução que contem o antibiótico.

“Nós vimos em estudos pré-clínicos que o todo o processo é muito simples e toma somente algumas actas,” dizemos o prof. Wildemann. O implante foi implantado uma vez, se é um quadril, um joelho ou uma articulação do úmero, o antibiótico começa a liberar-se no tecido circunvizinho, matando prontamente fora de todas as bactérias que poderiam causar uma infecção.

O efeito do revestimento de prata é atrasado e dura muito mais por muito tempo. Os íons de prata permanecem activos por diversas semanas e oferecem a protecção da infecção durante a fase cura.

Testes de laboratório numerosos

Este sucesso não seria possível sem experiências numerosas ao longo do caminho. Biocompatibility e o osseointegration, que refere a ancoragem de um implante com a formação de osso novo, foram estudados em testes de laboratório com pilhas de osso humanas e no modelo animal.

Um dos desafios durante a fase de revelação estava assegurando-se de que a concentração de antibiótico fosse altamente bastante matar as bactérias, mas não tão altamente que danificaria as pilhas de osso crescentes.”

Kai Borcherding, cabeça da tecnologia e de ciências da vida médicas, Fraunhofer IFAM

Neste contexto, o perito Borcherding de Fraunhofer IFAM refere um outro benefício. Os poros aplicados à superfície do titânio com o tratamento do laser asseguram a melhor aderência do osso, como o prof. Wildemann confirma: “Nosso estudo mostrou que contacto do osso dos aumentos da alteração da superfície: contacto de 89 por cento com os implantes que caracterizam o revestimento híbrido, comparado ao contacto do osso de apenas 52 por cento no grupo de controle. Nós podíamos igualmente mostrar que as pilhas crescem nos poros ânfora-dados forma e ancoram assim o implante muito mais eficazmente.”

O projecto tem-se encontrado já com grande interesse entre fabricantes do implante e fornecedores de serviços do revestimento, particularmente porque nenhum implante novo precisa de ser desenvolvido para o processo.

Mesmo os produtos que estão já disponíveis podem ser revestidos. As discussões com fabricantes estão sendo intensificadas no estado final do projecto para assegurar-se de que a tecnologia possa ser usada para pacientes em um futuro próximo.