Straalmotorheupen? Metaalimplantaten Produceren Smeermiddel In Het Lichaam

{h1}

Metaal-op-metaal heupimplantaten slijten langzaam vanwege een smerende laag grafietkoolstof. Het richten op deze laag kan leiden tot verbeterde heupprotheses.

Metaal-op-metaal heupimplantaten worden steeds aantrekkelijker voor mensen met terminale heuparthritis, vooral omdat de implantaten langzaam slijten. Nu toont een nieuwe studie aan dat de smeerlaag die ontstaat tussen de metalen componenten van de implantaten meer gemeen heeft met de smering van een verbrandingsmotor dan die van een natuurlijk gewricht.

In de studie testten onderzoekers de smerende laag op zeven heupimplantaten die om verschillende redenen van de patiënten waren verwijderd. Ze ontdekten dat de laag grotendeels bestond uit grafietkoolstof, een vast smeermiddel dat in motoren wordt gebruikt.

De verrassende ontdekking heeft belangrijke implicaties voor het ontwerp van toekomstige metaal-op-metaal heupimplantaten, aldus de onderzoekers. Tot nu toe hadden wetenschappers aangenomen dat de laag bestond uit gedegradeerd eiwit, vergelijkbaar met de smering in menselijke gewrichten.

"We begrijpen nu hoe de vervangingen werken, wat betekent dat we ze beter kunnen maken," zei hoofdonderzoeker Laurence Marks, een materiaalwetenschapper aan de Northwestern University in Illinois.

Metaal-op-metaal heupimplantaten

Metaal-op-metaal heupimplantaten, die zowel een bal als een metalen bus hebben, worden gebruikt in ongeveer 35 procent van de procedures voor heupvervanging in de Verenigde Staten. Hoewel ze niet voor iedereen geschikt zijn, hebben de implantaten een aantal duidelijke voordelen ten opzichte van implantaten die plastic of keramiek bevatten.

Metalen implantaten hebben dunnere wanden en grotere heupkoppen dan die van het plastic polyethyleen, wat het risico op heupdislocatie vermindert, verklaarde onderzoeker Markus Wimmer, hoogleraar orthopedische chirurgie aan het Rush University Medical Center in Illinois. Metaal op metaal is ook de enige optie voor procedures voor het opnieuw aanbrengen van de heup, die wat bot behouden in plaats van de heup volledig te vervangen. [Hoe oud te worden oud]

Bovendien kunnen andere soorten heupimplantaten snel slijten, wat een gevaar voor patiënten oplevert. Wanneer polyethyleen bijvoorbeeld verslijt, geeft het kleine deeltjes af in het lichaam. "De deeltjes zijn niet goed voor het bot rond het polyethyleen," zei Wimmer. "Bot verdwijnt rond het implantaat en de prothese raakt los."

De metalen implantaten slijten langzaam in de eerste plaats omdat er een smerende laag op hun oppervlakken ontstaat. Wimmer heeft deze laag in 2001 ontdekt. ​​"We hadden het gevoel dat het echt belangrijk was, maar we wisten nooit wat het was," zei Wimmer. De meeste experts op medisch gebied namen aan dat de laag op eiwitten is gebaseerd, omdat eiwit veel voorkomt in gewrichtsvloeistoffen.

Graphitische smering

Om tot het einde van het mysterie door te dringen, werkte Wimmer samen met Marks. Het duo en hun collega's onder een elektronenmicroscoop bekeken de smerende laag verzameld uit metalen implantaten. "We merkten tekenen dat er wat grafiet koolstof in de laag zat, wat onverwacht was," zei Marks. "We gingen toen op jacht om te proberen precies te bepalen wat het was."

Testen met andere elektronen- en optische microscopen bevestigden dat de smerende laag voornamelijk bestaat uit grafietkoolstof en minder dan 5 procent ervan is eiwit. Het is nog steeds onduidelijk waar het grafiet vandaan komt en deze vraag is een doelwit voor toekomstige studies.

Vervolgens willen de onderzoekers nagaan of een gebrek aan deze grafietlaag het falen van sommige metaal-op-metaal implantaten kan verklaren. Ze willen er ook voor zorgen dat het grafiet geen grote schade aanricht in het menselijk lichaam.

Marks is geïnteresseerd in het vinden van manieren om de implantaten te verbeteren, zoals het ontwerpen ervan, zodat het grafiet beter hecht aan het metaal of op de een of andere manier grafietvorming in het lichaam bevordert.

"Wat mensen hebben gedaan in motoren van raceauto's en vliegtuigen is best verbazingwekkend", aldus Marks. "We kunnen beginnen met dat te doen bij heupvervangingen, knie-vervangingen en andere soorten vervangingen."

De studie is gepubliceerd in de 23 december editie van het tijdschrift Science.

Volg WordsSideKick.com voor het laatste nieuws over wetenschap en ontdekkingen op Twitter @wordssidekick en verder Facebook.


Video Supplement: .




WordsSideKick.com
Alle Rechten Voorbehouden!
Reproductie Van Materialen Toegestaan Alleen Prostanovkoy Actieve Link Naar De Site WordsSideKick.com

© 2005–2019 WordsSideKick.com