Roestvrij staal wordt veel gebruikt in de chirurgische geneeskunde:voor medische hulpmiddelen zoals coronaire stents, heupimplantaatstelen en wervelschijfvervangingen, en voor een verscheidenheid aan chirurgische instrumenten zoals scalpels en pincetten, evenals operatietafels.

Als materiaal, echter, roestvrij staal is niet zonder gebreken. Overuren, stalen implantaten kunnen allergische en toxische reacties veroorzaken en door het lichaam worden afgestoten, en in minder hygiënische chirurgische omgevingen is staal mogelijk niet voldoende bestand tegen de ophoping van schadelijke bacteriën.

Voor jaren, wetenschappers hebben geëxperimenteerd met manieren om de efficiëntie van roestvrij staal te verbeteren met behulp van speciale coatings, het wijzigen van de chemie van het materiaal en zelfs de moleculaire oppervlaktestructuur. Hoewel deze benaderingen tot verbeteringen hebben geleid, ze zijn complex en hebben een aantal inherente beperkingen.

Daten, niet effectief, eenvoudig, kosteneffectieve oplossing is ontwikkeld.

Maar nu, voortbouwend op hun expertise met andere biomedisch relevante metalen, wetenschappers van de faculteit tandheelkunde van de Université de Montréal, samen met een collega van het departement Chemie, hebben een manier gevonden om het oppervlak van roestvrij staal te veranderen door een netwerk van poriën op nanoschaal te creëren.

Andere wijdverbreide toepassingen mogelijk

De ontwikkeling - die wijdverbreide toepassingen zou kunnen hebben in medische en andere productie - belooft de acceptatie van roestvrij staal door het lichaam te verbeteren en bacteriële infecties in ziekenhuisomgevingen te helpen beheersen. Het onderzoek wordt gedetailleerd beschreven in een studie gepubliceerd in het tijdschrift Colloids and Surfaces B:Biointerfaces.

"De schoonheid ervan is de eenvoud en het vermogen om tegelijkertijd de cellulaire respons te verbeteren en de bacteriële expansie te beperken, " zei de begeleider van de studie, Antonio Nanci, een anatoom in celbiologie die het laboratorium voor de studie van verkalkte weefsels en biomaterialen leidt.

"In termen van zijn antibacteriële voordelen, er is geen antibiotica nodig, geen chemicaliën nodig; het werkt alleen door fysisch-chemische interactie tussen het staal en de bacteriën - dat is heel uniek en opwindend, en het kan een ander hulpmiddel zijn om bacteriële resistentie tegen antibiotica te bestrijden, ' zei Nanci.

"Alles wat roestvrij is in een ziekenhuis - de deurknoppen, de instrumenten, de operatietafel – zou op deze manier kunnen worden behandeld. ermee, bacteriën planten zich gewoon niet voort." Wat medische implantaten betreft, "roestvrij staal waarvan het oppervlak is gewijzigd, zal de medische capaciteit hebben om de genezing rond implantaten en hun acceptatie door het lichaam te verbeteren, " voegde Nanci toe.

Het eureka-moment van een Spaanse wetenschapper

Dit onderzoek profiteerde van de expertise van Alejandra Rodriguez-Contreras, een postdoctoraal onderzoeker uit Barcelona die werkt aan manieren om oppervlakken antibacterieel te maken, meestal een complex en moeizaam proces.

"Alejandra dacht niet dat het zomaar op roestvrij staal kon, maar op een dag probeerde ze het en het lukte, ' herinnerde Nanci zich. 'Ze rende mijn kantoor binnen en zei:'Het werkt! Het werkt!'"

De Spaanse wetenschapper paste een proces aan voor het galvaniseren van metalen met behulp van een onconventioneel chemisch mengsel. Ook, ze nam de ongebruikelijke stap om nagellak te gebruiken om een ​​deel van het testmonster tijdens de behandeling te beschermen, in wezen het creëren van een interne controle die experimentele variatie beperkt.

"In principe, we hebben de eenvoudige methoden gebruikt die we hebben ontwikkeld voor titanium in tandheelkundige implantaten en hebben deze aangepast aan roestvrij staal, en het werkt heel goed, "zei Nanci. "Roestvrij staal is zeer goed bestand tegen chemische behandelingen, en veel mensen hebben in de loop der jaren geprobeerd het oppervlak functioneel te maken. Het is een moeilijk materiaal om mee om te gaan. Maar we hebben het probleem doorboord."

Nanci is van mening dat het proces dat zijn groep had ontwikkeld om het oppervlak van metaal te veranderen – dat hij nanocavitatie noemt – medisch relevant is, maar ook toepassingen kan vinden in andere industrieën – bijvoorbeeld, om de weerstand tegen wrijving te verbeteren, om de hechting van beschermende coatings en verven te bevorderen, en om fermentatievaten voor voedsel en dranken zoals bier te behandelen.