Met behulp van het spul van zand, siliciumdioxide, als bindende laag voor vervangende botprothesen zou het mogelijk kunnen worden meer biocompatibele kunstmatige gewrichten te vervaardigen en het risico op postoperatieve infectie te verminderen, volgens onderzoek gepubliceerd in de International Journal of Surface Science and Engineering .

De metalen titanium en tantaal worden veel gebruikt om vervangende implantaten te maken voor ziek of beschadigd bot, in de klassieke heupprothese, bijvoorbeeld. Helaas, een glad metalen oppervlak, hoewel duurzaam en slijtvast niet volledig biocompatibel is, ontwikkelen fabrikanten materialen - zoals het benige mineraal hydroxyapatiet - die kunnen worden gebruikt om dergelijke implantaten te coaten, zodat het lichaam de prothese kan accepteren en cellen en bloedvaten meer ruimte kunnen bieden effectief. Helaas, een glad metalen oppervlak is ook relatief niet-klevend als het gaat om het accepteren van geschikte biocompatibele materialen.

Onderzoekers van de Swinburne University of Technology in Hawthorn, Victoria, Australië, hebben aangetoond dat ze een dun laagje siliciumdioxide kunnen afzetten, het hoofdbestanddeel van zand en glas, op het metalen oppervlak. Ze gebruiken een vacuümtechniek die bekend staat als elektronenstraalverdamping om deze dunne coating te creëren. Ze kunnen dit oppervlak vervolgens met succes besproeien met hydroxyapatiet met behulp van magnetronsputteren om een ​​composietcoating op het implantaatmetaal te creëren van slechts 200 nanometer dik.

Er is een bijkomend probleem met betrekking tot metalen implantaten. De gladheid van het metalen oppervlak is een belemmering als het gaat om het lichaam waarin de prothese is verwerkt, maar tegelijkertijd wordt voorkomen dat pathogene bacteriën zich aan het gewricht hechten en een ernstige infectie rond het vervangende bot veroorzaken. Door een meer biocompatibele laag aan het metaal toe te voegen, zou dit in theorie een oppervlak kunnen opleveren waaraan bacteriën kunnen blijven kleven. Het team hoopte dat de nanoscopische aard van hun composiet deze belemmering zou kunnen voorkomen. Als zodanig, ze testten het metaal gecoat met de silica-hydroxyapatietlaag tegen de invasieve microben Pseudomonas aeruginosa en Staphylococcus aureus en ontdekten dat ze zich niet konden hechten of groeien op dit oppervlak. Inderdaad, er was wat groei op ongecoat metaal, wat suggereert dat een gecoat implantaat niet alleen meer biocompatibel zou zijn voor de patiënt, maar ook het risico op infectie aanzienlijk zou verlagen.