Nowe badanie pokazuje, że warstwa smarująca wykonana z węgla grafitowego naturalnie tworzy się w połączeniach metalowych implantów stawu biodrowego. Ta stała warstwa, wytwarzana w ciele, bardziej przypomina przemysłowy środek smarny niż płyn stawowy. Odkrycie może pomóc naukowcom zaprojektować trwalsze biodra typu metal-metal do leczenia zapalenia stawów i innych schorzeń stawów.

Zdjęcie rentgenowskie okolicy biodra z nałożonym implantem metal-metal.

Artretyzm to bolesny stan, który często charakteryzuje się stanem zapalnym stawów. Jest to częsta przyczyna niepełnosprawności u osób w wieku. Zapalenie stawu z artretyzmem może uszkadzać tkankę i kość, co ostatecznie powoduje, że staw jest niezwykle bolesny. Aby leczyć stan, chirurdzy wychodzą na powierzchnię lub zastępują staw implantem.

Najpopularniejsze implanty biodrowe są wykonane z metalu i polietylenu, będącego formą plastiku. Jednak z biegiem czasu metalowe i plastikowe stawy zużywają się, a odłamane fragmenty mogą uszkodzić pozostałą kość i tkankę biodra. W ciągu ostatnich 10 lat złącza całkowicie metalowe stały się coraz bardziej popularne, ponieważ są ogólnie bardziej stabilne i trwałe. Jednak w niektórych przypadkach implanty typu metal-metal nadal mogą usuwać szkodliwe metalowe szczątki w wyniku zużycia i korozji.

Złącza typu metal-metal nie są smarowane, ale po ich użyciu w złączu między kulą a gniazdem pojawia się cienka warstwa. Ta warstwa, która tworzy się pomiędzy dwiema ocierającymi się metalowymi powierzchniami, jest znana jako warstwa trybologiczna. Badacze początkowo myśleli, że jest zrobiony z białek i innego materiału biologicznego, takiego jak smarowanie normalnego stawu.

Dr Joshua Jacobs z Rush University Medical Center i dr Laurence Marks z Northwestern University zorganizowali zespół badawczy w celu zbadania składu warstwy trybologicznej.

Naukowcy zbadali warstwę tribologiczną na 7 całkowicie metalowych złączach, które zostały usunięte z pacjentów. Zeskrobali część warstwy i przeanalizowali ją za pomocą spektroskopii strat energii elektronów, metody, która ujawnia rodzaj atomów obecnych w materiale. Ku ich zaskoczeniu odkryli, że warstwa składa się w dużej części z węgla grafitowego, z bardzo małą ilością białka, jeśli w ogóle.

Wiedza, że ​​struktura jest węglem grafitowym, naprawdę otwiera możliwość manipulowania systemem” – mówi współautor dr Alfons Fisher z Uniwersytetu Duisburg-Essen w Niemczech. Mamy teraz cel, w jaki sposób możemy poprawić wydajność tych urządzeń.

Dzięki tym spostrzeżeniom naukowcy mogą dążyć do stworzenia bezpieczniejszych, trwalszych implantów biodrowych poprzez zachęcanie węgla grafitowego do przyklejania się do metalu implantu.

• 
  http://www. niams. nih. gov/Health_Info/Hip_Replacement/default.
• 
  http://www. niams. nih. gov/Health_Info/Arthritis/default.
• 
  http://www. fda. gov/MedicalDevices/ProductsandMedicalProcedures/ImplantsandProsthetics/MetalonMetalHipImplants/ucm241762.