– Nasze kości z wiekiem tracą odporność mechaniczną. Ponieważ społeczeństwo się starzeje, to powikłania po złamaniach są już trzecie na liście przyczyn śmierci.
U pacjentów często dochodzi do konieczności zastosowania implantu, czyli obcego przedmiotu, najczęściej metalowego. Większość z nas jest uczulona na metale i to jest olbrzymi problem – mówi agencji Newseria Innowacje prof. dr hab. Marek Godlewski, kierownik Centrum Transferu Technologii w Instytucie Fizyki PAN.
Jedną z kluczowych cech decydujących o sukcesie przeprowadzanych operacji wszczepienia implantu biokompatybilność
Biokompatybilność jest jedną z kluczowych cech decydujących o sukcesie przeprowadzanych operacji wszczepienia implantu. Nanotechnologia pozwala opracowywać takie powłoki implantów, dzięki którym będą one lepiej przyswajane przez organizm. Chodzi o to, by z jednej strony blokowały one przenikanie metali do organizmu, a z drugiej – zwiększały trwałość wszczepianych implantów. To jednak drogie rozwiązania. Polscy fizycy kończą jednak prace nad nanopowłoką, której wytwarzanie nie wymagałoby gigantycznych nakładów inwestycyjnych. Teraz potrzebny jest inwestor, który umożliwi rozpoczęcie kolejnego etapu badań nad tym rozwiązaniem.
Metalowe implanty kostne, choć są wytrzymałe mechanicznie, nie są trwałe
Jakość połączenia tkanki kostnej z powierzchnią implantu jest wyznacznikiem decydującym o przyszłej funkcjonalności protezy implantologicznej. Metalowe implanty kostne, choć są wytrzymałe mechanicznie, nie są trwałe z uwagi na proces degradacji powierzchni metalowej w środowisku biologicznym, a także tworzenie się blizny z tkanki łącznej w miejscu pożądanego kościozrostu z płaszczyzną implantu. W konsekwencji często dochodzi do niestabilności implantu i konieczności przeprowadzenia ponownej operacji.
Dziś nie ma wiecznych implantów
– Naszym celem nadrzędnym jest to, żeby implant był bezpieczny, czyli po wkręceniu do organizmu nie tylko blokował stany zapalne, rozwój bakterii, ale jednocześnie powodował bardzo dobre połączenie się z kością, na tyle trwałe, żeby to było „wieczne”. To jest kierunek, nad którym pracujemy – wyjaśnia prof. Godlewski. – Dziś nie ma wiecznych implantów. Nawet w tak bardzo skomplikowanej operacji jak wymiana implantu w biodrze, które jest bardzo częstym schorzeniem u osób starszych, często gwarantowane jest 10 lat, a potem implant powinno się wymienić. Metal w kontakcie z kością powoduje pomału jej degenerację, w związku z tym jest to poważne wyzwanie.
Dzięki nanopowłoce tworzy się najlepsze środowisko do uzyskania kościozrostu
Rozwiązania w tym obszarze może przynieść nanotechnologia. Zespół IF PAN przeprowadzał testy biokompatybilności warstw tlenków metali przejściowych (dwutlenku hafnu, cyrkonu i tytanu) osadzanych na powierzchni metodą cienkich warstw atomowych i – jak podkreślają jego przedstawiciele – ich wykorzystanie stanowi przełom w projektowaniu multifunkcjonalnych powłok implantów. Dzięki zastosowaniu nanopowłoki tworzy się najlepsze środowisko do uzyskania kościozrostu. Minimalizuje się w ten sposób także powikłania pooperacyjne.
Nad takimi powłokami pracuje zespół naukowców z Instytutu Fizyki PAN
Okazuje się, że choć rozwiązania z tego zakresu są uważane za kosztowne, to można je opracowywać również z wykorzystaniem tańszych procesów. Nad takimi powłokami pracuje zespół naukowców z Instytutu Fizyki PAN.
Wystarczy kuchenka indukcyjna, garnek i bardzo inteligentne podejście do chemii
– Jedno z takich rozwiązań, które stosujemy w produkcji nanowarstw i bardzo małych obiektów, to jest rozwiązanie, które znamy z kuchni, czyli kuchenka indukcyjna, garnek i bardzo inteligentne podejście do chemii. Niekoniecznie potrzebujemy do nanotechnologii inwestycji na poziomie wielu milionów euro – podkreśla naukowiec.