Questa sezione di colore rosso mostra che il tessuto osseo era entrato nello spazio tra le fibre di titanio dopo l'impianto della piastra in fibra di titanio. La sezione di colore verde mostra che alla settimana 4 dopo l'intervento, dopo l'impianto della placca in fibra di titanio è stata trovata una completa unione ossea. Credito:2017, John Wiley e figli
Per la prima volta, le piastre brevettate in fibra di titanio sviluppate da ingegneri giapponesi per uso medico sono state testate su un modello animale. I ricercatori dell'Università di Shinshu hanno scoperto che, a differenza dei piatti convenzionali, le placche in fibra di titanio non causano infragilimento osseo dopo uno stretto contatto con l'osso per periodi prolungati. Ciò potrebbe eliminare la necessità di estrazione della placca e i rischi chirurgici associati.
"Le nostre lastre in fibra di titanio, a differenza delle placche in titanio convenzionali, sono preparati comprimendo le fibre di titanio a temperatura ambiente normale in piastre senza modificare la forma della fibra, "ha detto Takashi Takizawa, M.D., il primo autore del documento dal dipartimento di chirurgia ortopedica presso la Shinshu University School of Medicine. "Possono compensare il principale inconveniente delle placche in titanio convenzionali, e trova applicazione in una gamma di usi di fissazione e riparazione del tessuto osseo in vari siti del corpo."
I loro risultati sono stati pubblicati nel numero online del 25 gennaio della rivista Materiale avanzato .
Più comunemente usato per tenere le ossa in posizione mentre guariscono, le placche di titanio sono resistenti all'erosione e abbastanza forti da tenere in posizione le ossa riparate. I medici possono decidere di impiantare una placca di titanio in un paziente con una brutta frattura, una grave lesione al cranio, o una malattia degenerativa delle ossa.
Immagini di una lastra in fibra di titanio. A sinistra:immagine macroscopica. A destra:immagine al microscopio elettronico a scansione (SEM). Si può osservare una struttura porosa comprendente fibre di titanio compresse. Credito:Copyright 2014, Società Giapponese di Meccanica Sperimentale.Copyright 2017, John Wiley e figli
non sono perfetti, anche se. In molti casi, le placche in titanio devono essere rimosse al termine della guarigione, in quanto possono causare una schermatura da stress in cui le ossa diventano fragili. Per correggere questo problema, Noboru Nakayama, un professore associato di ingegneria presso l'Università giapponese di Shinshu ha sviluppato la lastra in fibra di titanio nel 2014. Questo materiale offre una miriade di potenziali usi clinici senza gli svantaggi delle lastre di titanio convenzionali.
Le placche in fibra di titanio condividono una caratteristica particolarmente importante con l'osso naturale, secondo Takizawa. Entrambi hanno una misurazione quasi identica della rigidità, noto come modulo di Young. Le placche convenzionali hanno un modulo di Young da quattro a 10 volte superiore a quello dell'osso. La differenza nei livelli di rigidità alla fine causa l'infragilimento dell'osso quando l'osso e la placca sono in contatto.
Titanio fibroso. Credito:Noboru Nakayama Ph.D., Professore Associato della Facoltà di Ingegneria dell'Università di Shinshu.
Il gruppo, guidato da Naoto Saito alla Shinshu University, ha anche testato l'uso di piastre in fibra di titanio nella medicina rigenerativa. Poiché la forma delle fibre di titanio rimane invariata poiché le piastre vengono preparate a temperatura ambiente, un ambiente poroso unico viene creato in tutto il piatto.
"Abbiamo visto come l'osso rigenerato penetra nella fibra di titanio, " Takizawa ha detto. "Varie imprese sono interessate a lastre in fibra di titanio, e applicheremo le placche alla riparazione clinica del tessuto osseo. Credo che le placche in fibra di titanio possano essere posizionate in modo permanente senza intervento chirurgico di rimozione".
