Incidente stradale, resezioni tumorali, e le malattie congenite possono causare traumi significativi, che può portare a grandi deformazioni ossee e/o perdita ossea. Sebbene l'osso abbia una certa capacità di rigenerarsi, grandi difetti ossei non possono essere guariti senza importanti procedure mediche.

In queste situazioni, gli impianti metallici sono ampiamente utilizzati, ma la bioinerzia di tali impianti pone una sfida importante nell'ingegneria del tessuto osseo. Gli impianti metallici bioinert mancano di integrazione ossea, allentarsi nel tempo, e possono portare a reazioni avverse intorno all'area in cui sono impiantati.

In Biointerfasi , i ricercatori della Middle East Technical University in Turchia mostrano una varietà di approcci alternativi agli impianti metallici e utilizzano rivestimenti polimerici naturali per migliorare l'integrazione osso-impianto, noto anche come osteointegrazione.

"Abbiamo utilizzato una struttura morbida, che è molto simile ai tessuti umani, e pose questa struttura tra un osso umano o animale e una superficie metallica, " ha detto l'autore Zafer Evis. "Questo serve come un'interfase che aumenta la tendenza dell'osso ad attaccarsi agli impianti e previene l'allentamento o l'invasione batterica".

Stabilire un'interazione chimica forte e robusta tra un metallo e un polimero completamente organico e naturale è un progresso significativo nel campo dell'ingegneria del tessuto osseo. Apre una nuova era di applicazioni con una gamma più ampia di modalità che possono essere applicate in quasi tutti i difetti e traumi dei tessuti duri.

La ricerca mostra diversi risultati importanti. Primo, i rivestimenti polimerici naturali hanno notevolmente migliorato le proprietà di corrosione elettrochimica dei metalli, e i metalli tendono a resistere alla corrosione dopo il rivestimento polimerico. Secondo, polisaccaridi e proteine ​​possono essere innestati con successo su superfici metalliche senza perdere la loro natura biologica.

"Una delle sorprese è che i rivestimenti possono essere modificati in modi illimitati, " disse Evis. "Possono essere composti, riconfigurato, e su misura per consentire o vietare determinate attività biologiche, come consentire l'adesione cellulare mentre non consente l'adesione batterica".

I rivestimenti possono anche essere progettati per possedere multifunzionalità, che è l'obiettivo nelle applicazioni di ingegneria dei tessuti.

I ricercatori intendono migliorare la funzionalità biologica dei rivestimenti polimerici naturali sugli impianti in titanio. Anche se i polimeri naturali possono essere rivestiti con successo su impianti metallici, la robustezza, prodotto, e la stabilità meccanica dei polimeri su metallo sono ancora molto problematiche.

Cercheranno di superare la necessità di dispositivi e metodi complessi per migliorare la stabilità delle interazioni polimero-metallo e alla fine ottenere una durabilità interfase a lungo termine. I metodi discussi potrebbero essere utilizzati in tandem con altri metodi di modifica della superficie dell'impianto per migliorare ulteriormente la bioattività degli impianti metallici.