science >> Wetenschap >  >> Chemie

Oppervlaktemodificatie voor het verbeteren van de in vivo levensduur van bio-implantaten

Credit:Grenzen van werktuigbouwkunde . DOI:10.1007/s11465-022-0682-6

Onlangs hebben onderzoekers van het University College Dublin een aantal nieuwe ontwikkelingen gedaan om de in vivo levensduur van kunstmatige gewrichten te verlengen. Het onderzoeksteam ontwikkelde een geoptimaliseerd oppervlaktetopografieontwerp voor bio-implantaten, dat zowel oppervlakteruwheid als oppervlaktetexturen omvat, wat waarschijnlijk zal helpen het aseptische losraken veroorzaakt door slijtagedeeltjes te verminderen. Deze studie is te vinden in het tijdschrift Frontiers of Mechanical Engineering .

Naarmate de wereld snel verandert en de samenleving veroudert, zal er in de nabije toekomst een groeiende behoefte zijn aan bio-implantaten. De huidige kunstgewrichten hebben echter een relatief korte levensduur, doorgaans 15-20 jaar, wat uiteraard onvoldoende is voor jongere patiënten. Onder deze omstandigheden moeten veel patiënten revisieoperaties ondergaan na het nemen van de primaire vervanging. Dit zal een enorme belasting zijn voor het gezondheidszorgsysteem en schade toebrengen aan de fysieke gezondheid van patiënten.

Aangezien het belangrijkste faalmechanisme van de huidige bio-implantaten de bioactieve reacties tussen levende weefsels en polymeerresten zijn, concentreert het onderzoeksteam zich op het vinden van de optimale oppervlakteruwheid om de tribologische prestaties van lageroppervlakken onder de gesimuleerde werkomstandigheden te verbeteren.

Naast de oppervlakteruwheid is oppervlaktetextuur een andere effectieve methode om de tribologische prestatie te verbeteren. Conventioneel worden gelijkmatig verdeelde micropatronen in de literatuur besproken. Op de gezonde natuurlijke gewrichten worden echter vaak ongelijk verdeelde micropatronen gezien.

Er is nog steeds een gebrek aan kennis over welke distributiewijze het meest geschikt is voor de bio-implantaten en het mechanisme erachter. Op basis van de uitgebreide studie bevestigt de primaire bevinding dat de gelijkmatig verdeelde modus meer geschikt is voor kunstmatige gewrichten, en het tweede smeereffect kan dit fenomeen verklaren. De onderzoekers stelden in eerdere werken ook een specifiek micropatroonontwerp voor voor de optimale tribologische prestaties, wat deze onderzoeksbevinding ondersteunt en waardevol is voor het begeleiden van de industriële praktijk. + Verder verkennen

Vervanging door niet-allergene gewrichten kan verlichting bieden