Biomateriale

Aplicatii biomedicale din materiale de înaltă performanţă

Proporţia persoanelor cu vârsta de 65 şi peste va creşte rapid în viitorul apropiat. Degenerarea de încărcare-oasele la persoanele în vârstă, şi traumele din leziuni sportive şi de alte accidente, necesită de multe ori la începutul înlocuitori de os. În Australia, incidenţa a genunchiului şi interventii chirurgicale de inlocuire comune în 2002/2003 a fost 280 la 100.000 populatie, sau un total de aproape 56,000 procedurilor (Australian Ortopedie Asociaţia Naţională de Inregistrare înlocuire mixt, Raportul anual 2004). Această incidenţă este în creştere (Figura 1). O proporţie semnificativă dintre aceşti pacienţi vor necesita revizuirea sau înlocuirea de proteze lor comun în termen de 10 ani, din cauza slăbirea sau eşecul implantului protetice - 13,1% din înlocuiri de şold sunt procedurile de revizuire, în timp ce genunchi revizuire seama de procedurile de 9,3% din totalul genunchi.

 
Figura 1 - rata de interventii chirurgicale de inlocuire comune în Australia, 1994 / 5 pentru 2002 / 3 (Sursa: Australian Ortopedice Asociatia Nationala de Inregistrare înlocuire mixt, Raportul anual 2004)

Interventii chirurgicale de inlocuire comun cost cu o schimbare a sistemului de sănătate australian de aproape 400 milioane dolari în 2001 / 2, cu peste 60% din acest cost fiind costul protezelor înşişi (Figura 2). Aceste cifre nu includ costurile de grefe osoase alogene, care sunt utilizate pentru a repara defecte în operaţiunile de revizie la un cost mediu de aproximativ 1.500 dolari pentru fiecare procedură.

 
Figura 2 - Costul anual de interventii chirurgicale de inlocuire comune în Australia (Sursa: Australian Ortopedice Asociatia Nationala de Inregistrare înlocuire mixt, Raportul anual 2004)

Când este plasat în context internaţional, este clar că interventii chirurgicale de inlocuire comune şi dezvoltarea de proteze comune sunt multi-miliarde de dolari industriilor, precum şi dezvoltarea de protezare a îmbunătăţit enorm comerciale, precum şi valoarea de sănătate. În special, un substitut os care reduce cerinţa pentru operaţiunile de revizuire ar avea implicaţii semnificative pentru cheltuielile de sănătate, precum şi pentru bunăstarea pacienţilor. În plus, proteze osoase şi cartilajului au multe alte aplicaţii în ortopedice, precum şi practica chirurgia plastica.

Cercetarea în acest domeniu beneficiază de o atenţie sporită la nivel global. Diverse înlocuitori artificiali oase, cum ar fi metale, materiale polimerice si ceramica, sunt explorate pentru a înlocui oasele bolnave sau deteriorate. Cu toate acestea, înlocuitori de os existente, metalic sunt dense şi suferă de probleme de reacţii adverse, asimetrie biomecanică şi lipsa de spaţiu adecvat pentru în-creştere de ţesuturi osoase noi şi vascularizatie; scurtarea duratei de viaţă a înlocuitori de os. De asemenea, materiale polimerice de schelă sunt prea slabe pentru a susţine încărcării ciclice în timpul procesului de vindecare. În ambele cazuri, însă, grupul de metale de la Deakin a elaborat abordări îmbunătăţit. Atunci cand sunt combinate cu expertiza larg la Deakin în modificarea suprafeţei şi noi perspective în inginerie celulă furnizate de către echipa de cercetare de la cercetare biomedicala Barwon, există o oportunitate majoră de a crea noi produse cu potential comercial semnificativ. Există, de asemenea, alte domenii de colaborare pentru dezvoltare referitoare la noi linii de celule stem şi dezvoltarea de cartilaj.

În cazul în care pe schelă şi ale ţesutului nu sunt într-o situaţie de încărcare-poartă, polimeri si fibre sunt substraturi adecvate pe care să inginer tesut. Nanofibrele, cu suprafaţa lor mare, promit enorm în această privinţă. Deakin a stabilit capacitatea de lider mondial în producţia de Nanofibrele de electrospinning, şi va produce biocompatibile, non-ţesute, substraturi din materiale textile (care încorporează Microfibrele, precum şi Nanofibrele), pentru a dezvolta produse cu Barwon Cercetare biomedicala pentru a înlocui tesuturilor moi, cum ar fi cartilaj.

Schele functionalitate va fi consolidată prin, de exemplu, tratamente de suprafaţă (inclusiv tratarea plasma rece de fibre), modificări în topografia de suprafaţă, accesorii de biocompatibilitate, şi încorporarea de droguri eliberare lentă.Scopul final este de a dezvolta osoase clinic utile şi produse cartilaj sau proteze derivate dintr-o combinaţie de evoluţia romanului stiinta materialelor cu o nouă abordare a creşterii in vitro de osul autolog şi a precursorilor cartilaj.Se anticipează că însămânţarea de constructii cu astfel de celule va creşte de integrare a produsului / proteză cu structurile existente osoase, evitând unele dintre complicatiile termen mediu şi lung a tehnologiilor existente, cum ar fi relaxarea şi smulgere a protezei.