Grafiittihiilestä valmistettu voitelukerros muodostuu luonnollisesti metalli-metallin lonkkaimplanttien liitoksiin, kertoo uusi tutkimus. Tämä kiinteä kerros, joka muodostuu kehon sisällä, on enemmän kuin teollisuusvoiteluaine kuin nivelneste. Löydös voi auttaa tutkijoita suunnittelemaan pidempään kestävät metalli-metalli-lonkat niveltulehduksen ja muiden nivelsairauksien hoitoon.

Röntgenkuva lonkka-alueesta, jossa metalli-metalli-implantti päällekkäin.

Niveltulehdus on tuskallinen tila, jolle on usein ominaista niveltulehdus. Se on yleinen vamman syy ihmisillä ikääntyessä. Niveltulehdus voi vahingoittaa kudosta ja luuta, mikä tekee nivelestä lopulta erittäin tuskallisen. Tilan hoitamiseksi kirurgit nostavat pintaan tai korvaavat nivelen implantilla.

Yleisimmät lonkkaimplantit on valmistettu metallista ja polyeteenistä, eräästä muovista. Ajan myötä metalli- ja muovinivelet kuitenkin kuluvat, ja katkenneet palat voivat vahingoittaa lonkan jäljellä olevaa luuta ja kudosta. Viimeisten 10 vuoden aikana täysmetalliset liitokset ovat tulleet yhä suositummiksi, koska ne ovat yleensä vakaampia ja kestävämpiä. Joissakin tapauksissa metalli-metalli-implantit voivat kuitenkin irrottaa vaurioittavia metallijäämiä kulumisen ja korroosion vuoksi.

Metalli-metalli-liitoksia ei ole suunniteltu voitelemalla, mutta käytön aikana pallon ja hylsyn väliseen liitokseen muodostuu ohut kerros. Tämä kerros, joka muodostuu kahden hankaavan metallipinnan väliin, tunnetaan tribologisena kerroksena. Tutkijat luulivat alun perin, että se oli valmistettu proteiineista ja muusta biologisesta materiaalista, kuten normaalin nivelen voitelusta.

Tohtori Joshua Jacobs Rush University Medical Centeristä ja tohtori Laurence Marks Northwestern Universitystä järjestivät tutkimusryhmän tutkimaan tribologisen kerroksen rakennetta.

Tutkijat tutkivat tribologista kerrosta 7 täysin metallista nivelestä, jotka oli poistettu potilaista. He kaavisivat osan kerroksesta ja analysoivat sen elektronienergiahäviöspektroskopialla, menetelmällä, joka paljastaa materiaalissa olevien atomien tyypin. Yllätyksekseen he huomasivat, että kerros koostui suuresta osasta grafiittista hiiltä, ​​ja siinä oli hyvin vähän, jos ollenkaan, proteiinia.

Tietäminen, että rakenne on grafiittista hiiltä, ​​avaa todella mahdollisuuden, että saatamme pystyä manipuloimaan järjestelmää", sanoo tutkija tohtori Alfons Fisher Duisburg-Essenin yliopistosta Saksasta. Meillä on nyt tavoite, kuinka voimme parantaa näiden laitteiden suorituskykyä.

Näiden oivallusten avulla tutkijat voivat pyrkiä luomaan turvallisempia, pidempään kestäviä lonkkaimplantteja rohkaisemalla grafiittista hiiltä tarttumaan implantin metalliin.

• 
  http://www. niams. nih. gov/Health_Info/Hip_Replacement/default.
• 
  http://www. niams. nih. gov/Health_Info/Arthritis/default.
• 
  http://www. fda. gov/MedicalDevices/ProductsandMedicalProcedures/ImplantsandProsthetics/MetalonMetalHipImplants/ucm241762.