Le revêtement d'implant de la hanche peut réduire le risque d'échec prématuré


Le revêtement d'implant de la hanche peut réduire le risque d'échec prématuré

Bien que Prothèse artificielle de la hanche ou du genou Sont conçus pour durer plusieurs années, environ 17% des patients recevant un besoin total de remplacement des articulations Chirurgie de remplacement précoce - une procédure qui peut entraîner de graves complications pour les patients âgés.

Afin de minimiser le besoin de ces opérations, une équipe d'ingénieurs chimistes au MIT a développé Un nouveau revêtement pour implants Qui pourrait les aider à mieux adhérer à l'os du patient, prévoyant une défaillance prématurée.

L'étude est publiée dans le journal Matériaux avancés .

Paula Hammond, professeur de génie de David H. Koch au MIT et auteur principal de l'étude, a expliqué:

"Cela permettrait à l'implant de durer beaucoup plus longtemps, à sa durée de vie naturelle, avec un risque d'échec ou d'infection moins élevé".

Selon Hammond et l'auteur principal Nisarg Shah, un étudiant diplômé dans le laboratoire de Hammond, le revêtement pourrait également être utilisé pour améliorer les implants dentaires et aider à soigner les fractures.

À l'heure actuelle, les hanches artificielles et les genoux sont sécurisés à l'aide de ciment osseux, un polymère qui ressemble au verre lorsqu'il est durci. Cependant, chez certains patients, ce ciment craque pour provoquer l'écart de l'implant de l'os. En conséquence, le patient éprouve une perte de mobilité et une douleur chronique.

Shah a déclaré:

"Typiquement, dans un tel cas, l'implant est enlevé et remplacé, ce qui entraîne une énorme perte de tissu secondaire chez le patient qui n'aurait pas eu lieu si l'implant n'avait pas échoué.

Notre idée est de prévenir l'échec en revêtant ces implants avec des matériaux pouvant induire un os indigène généré dans le corps. Cet os se développe dans l'implant et aide à le réparer."

Le nouveau revêtement consiste en un film très mince de 100 nanomètres à un micron d'épaisseur. Il est constitué de couches de matériaux qui aident à favoriser une croissance rapide de l'os, comme l'hydroxyapatite, un composant naturel de l'os qui est constitué de calcium et de phosphate. Ce matériau attire les cellules souches mésenchymateuses de la moelle osseuse et fournit une interface pour la formation d'os nouveau, tandis que l'autre couche libère un facteur de croissance, ce qui favorise les cellules souches mésenchymateuses à se transformer en cellules osseuses appelées ostéoblastes.

Après la formation, les ostéoblastes génèrent de nouveaux os pour remplir les espaces entourant l'implant, en le fixant à l'os existant. Selon les chercheurs, avoir des tissus sains dans cet espace crée une liaison plus forte et diminue considérablement le risque d'infection bactérienne autour de l'implant.

Shah a expliqué:

"Lorsque le ciment osseux est utilisé, un espace mort est créé entre l'os existant et la tige de l'implant, où il n'y a pas de vaisseaux sanguins. Si les bactéries colonisent cet espace, elles continueraient à proliférer, car le système immunitaire est incapable de les atteindre et de les détruire. Le revêtement serait utile pour empêcher que cela se produise."

L'équipe souligne que bien qu'il ne faut pas moins de deux à trois semaines pour que l'os puisse remplir et sécuriser l'implant, les patients pourraient marcher et faire de la thérapie physique pendant cette période.

Bien que des efforts antérieurs pour revêtir des implants orthopédiques avec de l'hydroxyapatite aient été réalisés, les films ont tendance à se détacher de l'implant, car ils sont assez épais et instables. En outre, d'autres études ont essayé d'injecter un facteur de croissance ou de le déposer directement sur l'implant, mais il n'y a généralement pas assez d'effet, car la majorité de celui-ci s'écoule du site de l'implant.

En utilisant une technique appelée assemblage couche par couche, les chercheurs sont en mesure de contrôler l'épaisseur du film, ainsi que la quantité de facteur de croissance libérée. Le procédé consiste à déposer chaque composant souhaité, un à la fois, jusqu'à ce que la composition et l'épaisseur souhaitées du médicament soient atteintes.

Shah a déclaré:

"C'est un avantage important car d'autres systèmes n'ont pas vraiment réussi à contrôler la quantité de facteur de croissance dont vous avez besoin. Beaucoup d'appareils doivent généralement utiliser des quantités qui peuvent être des ordres de grandeur plus que vous avez besoin, ce qui peut conduire à Effets secondaires indésirables ".

À l'heure actuelle, l'équipe teste ce revêtement dans des études sur les animaux et a constaté que les revêtements entraînent une formation osseuse rapide, assurant les implants en place.

Selon Shah, ce revêtement pourrait également être utilisé pour les plaques de fixation et les vis utilisées pour régler les fractures des os. "Il est très polyvalent. Vous pouvez l'appliquer à n'importe quelle géométrie et avoir un revêtement uniforme tout autour".

En outre, le revêtement pourrait être utilisé dans les implants dentaires. Habituellement, l'implantation d'une dent artificielle implique l'incorporation d'une vis filetée dans la mâchoire; cependant, avant que la nouvelle couronne ne puisse être attachée à la vis, le patient doit attendre plusieurs mois pour que la vis se stabilise en s'intégrant au tissu osseux environnant. Selon les chercheurs, cela pourrait être réduit à un processus en une étape dans lequel le patient reçoit l'implant complet en utilisant une version de ces revêtements.

L'étude a reçu un financement de l'Institut national national sur le vieillissement des instituts nationaux de la santé et a été menée à l'Institut David H. Koch pour la recherche intégrée sur le cancer avec le soutien de l'Institut des nanotechnologies soldat du MIT.

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