新材料提高了膝关节软骨植入物的质量和抵抗力

焊接聚合物纤维。来源:联合

巴伦西亚理工大学(UPV)、美国圣母大学(University of Notre Dame)和新西兰奥克兰理工大学(Technological University of Auckland)的研究人员与跨国公司齐默(Zimmer)一起开发了一种新材料,可以提高膝关节手术中关节软骨植入物的质量和耐久性。根据进行的测试,有了这种新材料,植入物的寿命将比目前使用的延长80%。这本著作已于材料科学与工程

软骨的磨损会影响运动员,比如跑步者、网球运动员和划桨运动员——一般来说,所有那些从事需要高度关节冲击的运动的人。解决这种病理的方法通常包括手术,即用机械特性与自然组织非常相似的3-D聚合物替换受损的软骨。

这个组织必须有足够的渗透性,骨骼和毛细血管才能在里面生长。然而,对这类材料进行的研究表明,随着时间的推移,抗逆性变得无光泽。

Alcoy校区的Miguel Ángel Sellés教授和Samuel Sánchez教授以及材料技术研究所和UPV设计和生产研究所的研究人员分别表示,使用一种新材料将能够增加这些植入物的寿命。

为了获得这种新材料——这是该领域使用的第一个焊接组织——研究人员开发了一种基于使用激光技术的新技术。

“在我们的研究中,我们发现为了避免软骨磨损,纤维在承受正常载荷(与植入物外表面垂直的力)时不向侧面倾斜是至关重要的。为了实现这一目标,我们提出了一种基于选择性激光焊接三维组织表层的方法。”Sellés解释道。

该技术通过一种溶液渗透聚合物层状组织的纤维,使材料能够有效地吸收激光束的能量,并使纤维在非常局部的点上相互编织。这样一来,纤维就更强了,材料也更有抵抗力。

这两项研究的结果都是关于3d的制作方法以及那些与材料本身相关的方法都是优秀的。磨损率显著降低,使用寿命显著延长由于采用了表面焊接技术,这使得它成为一种可行的替代方案Sánchez补充道。

更多信息:T. Rodts等人。生物医学用编织聚合物织物的选择性激光光纤焊接,材料科学与工程(2018)。DOI: 10.1016 / j.msec.2018.10.018

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