I ricercatori della Purdue stanno sviluppando un impianto ortopedico in metallo biodegradabile che potrebbe essere assorbito in modo sicuro dal corpo. L'immagine a sinistra è un'immagine istologica (cellula) dei perni metallici sviluppati da Purdue in vivo in cui il metallo viene riassorbito dal tessuto circostante. L'immagine a destra mostra perni metallici convenzionali che non vengono riassorbiti efficacemente dal corpo. Credito:Marine Traverson e Gert Breur/Purdue College of Veterinary Medicine
I ricercatori della Purdue University stanno sviluppando un prodotto non tossico, impianto ortopedico biodegradabile che potrebbe essere assorbito in modo sicuro dal corpo dopo aver fornito un supporto adeguato alle ossa danneggiate.
Lo sviluppo della tecnologia ha avuto origine nel laboratorio di Lia Stanciu, un professore di ingegneria dei materiali alla Purdue nel 2009. La tecnologia potrebbe eliminare la necessità di un secondo intervento chirurgico per rimuovere l'hardware convenzionale.
"Attualmente, la maggior parte degli impianti utilizza acciaio inossidabile e leghe di titanio per rafforzare. Ciò può causare cambiamenti a lungo termine nei meccanismi della regione specifica e un eventuale deterioramento a lungo termine, Stanciu ha detto. "Inoltre, le operazioni mediche che richiedono un impianto ortopedico devono essere seguite da un secondo intervento chirurgico per rimuovere l'impianto o l'hardware di accompagnamento dell'impianto, con conseguente aumento dei costi medici e aumento del rischio di complicanze".
I co-inventori della tecnologia sono Stanciu; Eric Nauman, un professore al College of Engineering di Purdue e direttore del College of Engineering Honors Programs; Michael J Heiden, un dottorando; e Mahdi Dehestani, un assistente di ricerca laureato, entrambi nella School of Materials Engineering di Purdue.
Nauman ha affermato che la tecnologia del metallo riassorbibile offre proprietà superiori rispetto ai metalli convenzionali.
"L'impianto ha un'elevata porosità, che è spazio vuoto nella materia, in cui può verificarsi un'invasione vascolare ottimale. Ciò fornisce alle cellule un modo per assorbire in modo ottimale il materiale, " ha detto. "La nostra tecnologia è in grado di fornire una fissazione a breve termine ma elimina la necessità di hardware a lungo termine come il titanio o l'acciaio inossidabile che potrebbero richiedere un secondo intervento chirurgico per essere recuperati, "
L'impianto ortopedico utilizza anche manganese, che fornisce un migliore tasso di degradazione, aggiunse Stanciu.
"Gli attuali metalli riassorbibili sono realizzati con magnesio; tuttavia, questo fornisce molti effetti collaterali negativi per il corpo e si degrada molto rapidamente, " ha detto. "Abbiamo deciso di usare il manganese al posto del magnesio. Attraverso studi abbiamo scoperto che possiamo controllare i tassi di degradazione da 22 millimetri all'anno a 1,2 millimetri all'anno in modo abbastanza coerente. Abbiamo anche visto che il manganese ha un ottimo tasso di corrosione nel tempo".
Nauman ha affermato che la tecnologia mostra ancora i soliti vantaggi associati all'utilizzo di biomateriali.
"Con questa tecnologia siamo in grado di personalizzare le superfici, ad esempio slegando la superficie per fornire un materiale migliore a cui le cellule possano aggrapparsi e crescere, " ha detto. "Siamo stati anche in grado di dimostrare che potevamo controllare la proliferazione dell'attaccamento cellulare, un aumento del numero di cellule. La nostra tecnologia ha ancora tutti questi soliti vantaggi oltre a controllare i tassi di degradazione dei metalli".