Protezy stawów na całe życie
Zabiegi wszczepiania protez stawów stanowią rynek medyczny o wartości szacowanej na miliardy dolarów rocznie, który powiększa się wraz ze starzeniem się populacji. W związku z tym, że protezy stawów są podatne na zużycie, co prowadzi do utraty ich funkcjonalności, ważne jest wydłużanie czasu ich przydatności w celu uniknięcia kolejnych operacji chirurgicznych.
Wcześniejsze próby wydłużenia czasu przydatności protez biodrowych i kolanowych do użytku koncentrowały się na wykorzystaniu materiałów odpornych na zużycie. Uczestnicy projektu "LifeLongJoints: Silicon nitride coatings for improved implant function" (LIFELONGJOINTS) zajęli się badaniem innej koncepcji. Celem projektu jest opracowanie bardziej odpornej na zużycie powłoki, której pozostałości są ponadto rozpuszczalne i wywierają mniejszy wpływ na otaczające tkanki biologiczne. Nowa, odporna na zużycie powłoka z azotku krzemu przeznaczona do powlekania powierzchni i miejsc styku umożliwi uzyskanie lepszych parametrów implantów, jeśli chodzi o ich zużywanie się.
Uczestnicy projektu LIFELONGJOINTS mają nadzieję opracować trwalsze i solidniejsze implanty oraz ograniczyć liczbę awarii implantów. W 5-letnie prace nad projektem, które zostaną ukończone w 2018 roku, zaangażowane jest konsorcjum złożone z 15 centrów doskonałości zrzeszających europejską społeczność ludzi zajmujących się badaniami i technologiami.
Oprócz zaprojektowania i scharakteryzowania nowej, odpornej na zużycie powłoki z azotku krzemu do powlekania powierzchni połączeń przegubowych i nieprzegubowych, w ramach projektu do zrealizowania jest jeszcze kilka innych celów. Można wśród nich wymienić opracowanie zaawansowanych metod symulowania codziennej aktywności przy użyciu systemów mechanicznych i programowych, służących do przewidywania zużycia oraz umożliwiających testowanie urządzeń prototypowych w fazie przedklinicznej. Te nowo opracowane testy pozwolą wypróbować powłokę w zakresie wykraczającym poza bieżące standardy i będą obejmować czynności takie jak wchodzenie po schodach czy potknięcia. Badania laboratoryjne obejmą również skutki oddziaływania azotku krzemu na żywe komórki, co pozwoli ustalić, czy substancja ta ma jakieś działania toksyczne. Oczekuje się, że powłoka z azotku krzemu ograniczy również korozję, zmniejszając występowanie niekorzystnych reakcji biologicznych.
W pierwszym roku realizacji projektu LIFELONGJOINTS jego uczestnicy zidentyfikowali parametry procesu osadzania z uwzględnieniem właściwości powłoki z azotku krzemu. Następnie przetestowano próbki stopów kobaltowo-chromowych pokrytych powłoką z azotku krzemu. Testy dotyczyły adhezyjności, chropowatości, twardości, odporności na zużycie oraz trybokorozji. Naukowcy zbadali przyczyny zawodności implantów, w szczególności zużycia ciernego wokół panewki stożkowej implantu stawu biodrowego. Trwają prace nad najnowocześniejszymi symulatorami, które naśladują "rzeczywiste" cykle działań powodujących niekorzystne przeciążenia i ruchy.
Projekt rozpoczął się bardzo obiecująco. Nowe powłoki powinny zapewnić lepsze wyniki terapii polegających na wszczepianiu protez stawów, a także korzyści dla pacjentów.
opublikowano: 2015-04-21
