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Impianto con rivestimento in titanio nanocluster favorisce la crescita ossea

Published on August 19, 2010 at 1:12 AM

I ricercatori hanno sviluppato una tecnica migliore rivestimento che potrebbe rafforzare la connessione tra titanio joint-sostituzione impianti e osseo di pazienti '.

Il collegamento più forte - creato da manipolare segnali cellule del corpo usano per favorire la crescita - potrebbe consentire gli impianti per durare più a lungo.

Gli impianti rivestiti con "fiore bouquet" grappoli di una proteina che imita ingegnerizzato del corpo proprio cellula-adesione fibronectina materiale messo in contatto il 50 per cento di più con l'osso circostante rispetto agli impianti rivestiti con coppie di proteine ​​o singoli fili. Il cluster di impianti rivestiti sono stati fissati in posizione più del doppio nel modo più sicuro tappi in titanio nudo - che è come i giunti sono attualmente collegata.

Di ricerca del Georgia Institute of Technology mostra che rivestimento in titanio joint-sostituzione impianti con grappoli di un materiale biologicamente ispirato potrebbe rafforzare il collegamento tra l'impianto e l'osso possiede una paziente '.

I ricercatori ritengono che il materiale biologico di ispirazione migliora la crescita ossea intorno all'impianto e rafforza l'attaccamento e l'integrazione dell'impianto all'osso. Questo lavoro mostra anche per la prima volta che biomateriali presentano sequenze biologiche raggruppati insieme alla cellula i segnali su scala nanometrica migliorare l'adesione. Ciò comporta una maggiore segnali più elevati livelli di differenziazione delle cellule ossee in cellule staminali umane e promuovere una migliore integrazione degli impianti biomateriale in osso.

"Con il clustering i pezzi fibronectina progettato insieme, siamo stati in grado di creare un segnale amplificato per attirare integrine, recettori che collegato alla fibronectina e diretto e la formazione ossea maggiore intorno alla protesi", ha detto Andrés García, professore alla Scuola Woodruff Georgia Tech di Ingegneria Meccanica Ingegneria e l'Istituto Petit in Bioingegneria e Bioscience.

I dettagli del nuovo rivestimento sono stati riportati sul numero del 18 agosto della rivista Science Translational Medicine. La ricerca è stata sostenuta dal National Institutes of Health, l'Arthritis Foundation, e la clinica e traslazionale Atlanta Science Institute attraverso il Tech / Emory Georgia Centro per l'ingegneria dei tessuti viventi.

Totale del ginocchio e dell'anca durano circa 15 anni fino a quando i componenti logorare o allentare. Per molti pazienti più giovani, questo significa che un secondo intervento chirurgico per sostituire la prima articolazione artificiale. Con circa il 40 per cento dei 712.000 sostituzioni totali di anca e ginocchio negli Stati Uniti nel 2004 eseguito su pazienti più giovani 45-64 anni, migliorando la durata dei giunti in titanio e la creazione di una migliore connessione con l'osso diventa estremamente importante.

In questo studio, Georgia Tech School of Chemistry and Biochemistry professore David Collard e dei suoi allievi rivestiti in titanio di grado clinico ad alta densità di filamenti polimerici - simile alle setole di uno spazzolino da denti. Poi, García e Tim Petrie - un ex studente laureato presso il Georgia Tech e attualmente borsista post-dottorato presso l'Università di Washington - ha modificato il polimero per creare tre o cinque auto-assemblati cluster legato della fibronectina ingegnerizzati, che conteneva la arginina- glicina-acido aspartico (RGD), sequenza a cui si lega integrine.

Per valutare le prestazioni nel vivo del titanio rivestito di guarigione ossea, i ricercatori hanno fori circolari di due millimetri nella tibia di un topo minuscolo e premuto clinico-grade cilindri in titanio nei fori. Il team di ricerca ha testato rivestimenti che comprendeva fili singoli, coppie, gruppi su tre assi e cinque gruppi filo della proteina fibronectina ingegnerizzati.

"Per studiare la funzione di queste superfici nel promuovere la crescita ossea, abbiamo quantificato osteointegrazione, o la crescita di tessuto osseo intorno alla protesi e la forza del collegamento dell'impianto con l'osso", ha spiegato García, che è anche Fellow Facoltà Woodruff in Georgia Tech.

Analisi della osso-impianto quattro settimane più tardi ha rivelato un miglioramento del 50 per cento la quantità di contatto tra osso e protesi rivestita con tre o cinque gruppi filo legato rispetto agli impianti rivestiti con singoli filamenti. Gli esperimenti hanno rivelato anche il 75 per cento di aumento nel contatto dei cluster a tre e cinque filamento rispetto all'attuale standard clinico-venture per la sostituzione impianti, che è rivestito in titanio.

Last Update: 27. October 2011 03:28

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