(PhysOrg.com) -- Il titanio e le sue leghe hanno un vantaggio su tutti gli altri materiali utilizzati per realizzare gli impianti ortopedici utilizzati dai chirurghi per riparare ossa e articolazioni danneggiate. sono leggeri, fortissimo, e praticamente inerte all'interno del corpo. Ma se gli impianti sono destinati al tuo ginocchio, il tuo fianco, la tua spina dorsale o la tua mascella, il metallo argentato ha un grosso inconveniente.

“Il titanio ha una superficie a specchio, "dice Tolou Shokufar, un dottorando di ricerca in ingegneria meccanica-ingegneria meccanica. Le cellule non aderiscono molto bene ad esso, quindi gli impianti vengono spesso irruviditi prima di essere inseriti nel corpo.

Un buon modo per irruvidire il titanio è incidere nanotubi al suo interno, poiché forniscono una superficie eccellente su cui le cellule ossee possono aggrapparsi come parte del processo di guarigione. Ma l'incisione dei nanotubi nella lega di titanio preferita dai chirurghi non è economica. Le tecniche convenzionali richiedono platino, che costa più di $ 1, 700 l'oncia.

Attraverso il suo lavoro di dottorato con il professor Craig Friedrich, direttore del Multi-scale Technologies Institute, Shokufar ha sviluppato un modo meno costoso per incidere i nanotubi nella lega di titanio. In una soluzione debole di fluoruro di ammonio, immerge due verghe, uno della lega, un altro di rame, e li collega a una fonte di alimentazione. Una corrente elettrica scorre nel rame, attraverso la soluzione e fuori il titanio.

“Corrode lo strato di biossido di titanio sul titanio sotto forma di tubo, "Shokufar dice, realizzare nanotubi di circa sette micron di lunghezza e cento nanometri di diametro. La crescita del tubo ideale richiede circa due ore.

Quindi applica calore e pressione alla lega di titanio, ricottura dei nanotubi per dare loro un idrofilo, struttura cristallina. La superficie non attira solo l'acqua, i test mostrano che fornisce un luogo amichevole per la crescita delle cellule. Shokufar ha condotto esperimenti con i fibroblasti, cellule che producono tessuto cicatriziale, mostrando che crescono più velocemente su uno strato dei suoi nanotubi di biossido di titanio che sulla superficie inalterata della lega di titanio. Prossimo, lei si propone di fare un esperimento simile con gli osteoblasti a crescita ossea.

Poiché i nanotubi sono chimicamente identici alla lega di titanio, Shokufar si aspetta che la sua innovazione possa essere approvata per uso medico con relativa facilità. Può anche avere un'ampia varietà di altre applicazioni, che vanno dalla somministrazione di farmaci alle celle solari alla generazione di idrogeno.

La sua tecnica sembra semplice, ma non è iniziato così. “Ci è voluto molto tempo per capire, " lei dice. “Passerei giorni e giorni sotto la SEM, e quando sono andato a dormire, Ho visto nanotubi dentro le mie palpebre.”

Ne è valsa la pena vedere i fogli perfetti di nanotubi crescere sotto le sue cure, però. "Mi piacciono veramente, " lei dice. "Sono come i miei bambini".