Gebroken botten kunnen effectiever worden gerepareerd door een biologisch afbreekbare coating te gebruiken voor op magnesium gebaseerde metalen implantaten.

Sommige botbreuken vereisen een tijdelijk metalen implantaat voor ondersteuning terwijl ze genezen. "Maar huidige implantaten, zoals schroeven en beugels van titanium, staal of kobalt-chroomlegeringen, ernstige nadelen hebben, " legt Sandor Nemeth van het A*STAR-team uit dat betrokken is bij de ontwikkeling van de innovatieve coating. het verschil in mechanische eigenschappen tussen de metalen en het genezende bot kan de implantaten losmaken en het bot beschadigen. In aanvulling, de tijdelijke implantaten moeten uiteindelijk operatief worden verwijderd, wat meer risico en ongemak met zich meebrengt.

Het A*STAR-team ontwikkelt een biologisch afbreekbaar implantaat dat beter mechanisch past bij bot, en kan ook direct bijdragen aan het genezingsproces.

Magnesium is een sterk en flexibel metaal, maar zijn reactiviteit betekent dat het niet alleen kan worden gebruikt omdat het te snel zou corroderen in het lichaam. De neiging om te corroderen, echter, zou een voordeel kunnen worden omdat de snelheid van degradatie kon worden gecontroleerd. De truc is om een ​​coating te vinden die langzaam genoeg afbreekt om de botten te ondersteunen tijdens genezing, verspreidt zich vervolgens veilig wanneer de klus geklaard is.

Nemeth en zijn promovendus, Sara Kaabi, aan het A*STAR Singapore Institute of Manufacturing Technology, werkte samen met Ming Jen Tan van de Nanyang Technological University om mogelijke coatings te onderzoeken. "We zijn overgestapt op calciumfosfaat omdat dit anorganische materiaal in de natuur een belangrijk bestanddeel is van bot en andere sterke materialen zoals zeeschelpen, ' zegt Nemet.

Door gebruik te maken van op koolstof gebaseerde organische polymeren ontstond een composietcoating met verschillende belangrijke voordelen:door de mix van componenten te variëren, kunnen de mechanische en biologisch afbreekbare eigenschappen worden aangepast aan verschillende vereisten en wordt de brosheid van puur anorganische coatings vermeden. Studies met gekweekte cellen suggereren dat calciumfosfaat ook actief kan helpen bij het genezingsproces door enkele grondstoffen te leveren om de botgroei te ondersteunen. Het magnesium wordt gecoat uit een oplossing van heet water onder druk in een eenstapsproces, biedt een eenvoud die cruciaal kan zijn voor productie op commerciële schaal.

"Dierenproeven zijn een voor de hand liggende volgende stap, maar zou een industriepartner nodig hebben, ' zegt Nemet.

De onderzoekers onderzoeken ook opties om de coating nog nuttiger te maken door antibiotica en andere medicijnen op te nemen die de omliggende weefsels en botten kunnen doordringen en kunnen bijdragen aan genezing.