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Posted in | Nanomaterials

Implantat mit TitanBeschichtung Nanocluster Fördert Knochen-Wachstum

Published on August 19, 2010 at 1:12 AM

Forscher haben eine verbesserte beschichtende Technik entwickelt, die den Anschluss zwischen Titan-Gelenkaustausch Implantaten und einem eigenen Knochen der Patienten verstärken könnte.

Der stärkere Anschluss -- erstellt, indem die Manipulierung, signalisiert eigenen Gebrauch des Gehäuses Zell, Wachstum anzuregen -- konnte die Implantate zu letztem längerem erlauben.

Pflanzt überzogenes mit „Blumenblumenstrauß“ Clustern eines ausgeführten Proteins ein, das eigenes der Zellebeitritt des Gehäuses materielles fibronectin nachahmt, das 50 Prozent mehr Kontakt mit dem umgebenden Knochen als die Implantate aufgenommen wird, die mit Proteinpaaren oder einzelnen Strängen beschichtet werden. Die Cluster-überzogenen Implantate wurden an Ort und Stelle mehr als zweimal so sicher wie die Bolzen geregelt, die vom blank Titan hergestellt wurden -- welches ist, wie Gelenke aktuell befestigt werden.

Forschung an der Georgia-Fachhochschule Zeigt, dass beschichtende Titan-Gelenkaustausch Implantate mit Clustern eines biologisch angespornten Materials den Anschluss zwischen dem Implantat und einem eigenen Knochen der Patienten verstärken konnten.

Forscher glauben, dass das biologisch-inspirierte Material Knochenwachstum um das Implantat verbessert und den Anhang und die Integration des Implantats zum Knochen verstärkt. Diese Arbeit zeigt auch zum ersten Mal, dass die Biosubstanzen, welche die biologischen Reihenfolgen zusammen gebündelt werden am nanoscale darstellen, Zellbeitrittssignale erhöhen. Diese erhöhte Signale ergeben höhere Niveaus der Knochenzelldifferenzierung in den menschlichen Stammzellen und fördern bessere Integration von Biosubstanzimplantaten in Knochen.

„, Indem das Bündeln des ausgeführten fibronectin, stellt zusammen, wir in der Lage waren, ein verstärktes Signal für die Anziehung von integrins, Empfänger zu erstellen, die zum fibronectin befestigten und Knochenentstehung um das Implantat verwiesen und erhöhten,“ sagte Andrés García, Professor in der Waldmeister-der Schule Georgia-Technologie des Maschinenbaus und im Kleinen Institut für Biotechnik und Biowissenschaften.

Details der neuen Beschichtung wurden im Punkt Am 18. August der Zapfen Wissenschafts-ÜbersetzungsMedizin berichtet. Die Forschung wurde von den Nationalen Instituten der Gesundheit, der Arthritis-Basis und des Klinischen und ÜbersetzungsWissenschafts-Instituts des Atlantas durch die Georgia-Technologie/der Emory-Mitte für die Technik von Lebenden Geweben unterstützt.

Gesamtknie- und Hipsaustausch dauert gewöhnlich ungefähr 15 Jahre bis die Bauteile abnutzt oder sich löst. Für viele jüngeren Patienten bedeutet dieses eine zweite Chirurgie, um das erste künstliche Gelenk auszutauschen. Mit ungefähr 40 Prozent des 712.000 Gesamthips- und Knieaustauschs in den Vereinigten Staaten im Jahre 2004 durchgeführt an den jüngeren Patienten 45-64 Jahre alt, die Lebenszeit der Titangelenke wird zu verbessern und das Erstellen eines besseren Anschlusses mit dem Knochen extrem wichtig.

In dieser Studie, Georgia-Technologie-Schule von Chemie- und Biochemieprofessor David beschichteten Kohl und seine Studenten Klinischgrad Titan mit einem High-density von Polymersträngen -- entsprechend den Borsten auf einer Zahnbürste. Dann García und Tim Petrie -- früher ein Student im Aufbaustudium an Georgia-Technologie und aktuell ein promovierter wissenschaftlicher Mitarbeiter an University of Washington -- änderte das Polymer, um drei oder fünf selbst-zusammengebaute begrenzte Cluster des ausgeführten fibronectin herzustellen, das zu dem die Arginin-Glycin-aspartischsaure Reihenfolge (RGD) integrins bindet enthielt.

Um die Leistung des überzogenen Titans in der Knochenheilung in vivo auszuwerten, bohrten die Forscher Zweimm Kreislöcher in Schienbeinknochen einer Ratte und bedrängten kleiner Klinischgrad Titanzylinder in die Löcher. Das Forschungsteam prüfte Beschichtungen, die enthaltene einzelne Stränge, Paare, Dreistrang und Fünfstrang Cluster des ausgeführten fibronectin Proteins bündelt.

„, die Funktion dieser Oberflächen nachzuforschen mengenmäßig, wenn wir Knochenwachstum förderten, bestimmten wir osseointegration oder das Wachstum des Knochens um das Implantat und die Stärke des Anhangs des Implantats zum Knochen,“ erklärter García, der auch ein Waldmeister-Fähigkeits-Gegenstück an Georgia-Technologie ist.

Analyse der Knochenimplantat Schnittstelle vier Wochen deckte später eine 50-Prozent-Verbesserung in der Menge des Kontaktes zwischen dem Knochen auf und die Implantate, die mit drei oder Fünfstrang begrenzten Clustern beschichtet wurden, verglichen mit den Implantaten, die mit Einzellitzen beschichtet wurden. Die Experimente deckten auch eine 75-Prozent-Zunahme des Kontaktes der drei und Fünfstrang Cluster, die mit dem aktuellen klinischen Standard für Austauschgelenk Implantate verglichen wurden auf, der unbeschichtetes Titan ist.

Die Forscher prüften auch die Fixierung der Implantate, indem sie die Stärke maßen, die benötigt wird, um die Implantate den Knochen herauszuziehen. Die Implantate, die mit drei und Fünfstrang begrenzten Clustern des ausgeführten fibronectin Fragments beschichtet wurden, zeigten 250 Prozent höhere mechanische Fixierung über dem einzelnen Strang an und passen Beschichtungen und eine 400-Prozent-Verbesserung, die mit der unveränderten Polymerbeschichtung verglichen wurde zusammen. Die drei und Fünfcluster Beschichtungen wiesen auch eine zweifache Verbesserung in der Faltblattstärke auf, die mit unbeschichtetem Titan verglichen wurde.

Quelle: http://gtresearchnews.gatech.edu/

Last Update: 12. January 2012 05:21

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