Konstgjorda höftleder med metall on metall materialkombination har introducerats för att försöka lösa problemet med nötning och nötningsrelaterad osteolys och problemet med lossnande av implantat. Det är förutsatt att användandet av keramliknande ytbeläggningar reducerar nötningen på dessa metall on metall komponenter samt att nötningspartiklarna har annorlunda morfologi, kemisk reaktivitet och kommer att vara mer bioinerta än metallpartiklarna. Varför så kallade andra och tredje generationens ytbeläggningar har på senare tid utvecklats. Däremot är den lokala och systematiska effekten av metallnötningspartiklar vid den nya generationens implantat föga förstådd för tillfället.
(Chromium och cobalt alloy ) CoCr-legeringar är mycket använda i ledimplantat tack vare dess korrosionsmotstånd, biokompabilitet och hårdhet. Titan-legeringar (TiVAL alloys) är också använt mycket och studerat som implantat för dess biokompabilitet, korrosionsmotstånd, mekaniska egenskaper och osseointegrering.
Hafnium (Hf) har utmärkt korrosionsmotstånd i de flesta omgivningar och är väldigt likt titan i kemisk struktur, fast hårdare. Däremot är dess biokompabilitet inte speciellt välstuderad, speciellt inte som underlag till ytteknik.
CoCr-, Ti-legeringar och Hf kommer att beläggas med enkla- eller multipla lager av nano-kristallint TiN, nano-kristallint CrN och diamantliknande nanokomposit (DLN) med hjälp av olika tekniker.
Syftet med projektet är att identifiera den optimala ytkonstruktionen, vilken producerar låga kvantiteter av nötningspartiklar med förbättrad biokompabilitet i jämförelse med vanligt använda metall on metall och/eller metall on polymer implantat.
Att undersöka ytbeläggningar för att uppnå den kombination som passar i metalliska nanostrukturer med reducerad nötning och mer biokompabilitet för användning i områden utsatta för höga påfrestningar.
Underlag/beläggning-gränsytan och metallpartiklar kommer att undersökas ur nötnings- och korrosionssynpunk, samverkan med biologiska miljöer respektive negativa biologiska reaktioner. Metallpartiklarnas storlek, form och yttextur kommer att tas hänsyn till.
Målet med ytbeläggningarna kommer att vara att förbättra seghet (H/E-förhållande), öka motståndskraften mot abrasiv- och ”third body”-nötning samt att öka den kemiska stabiliteten.
Med detta som mål kommer reducerad nötningsvolym leda till ett mindre antal nötningspartiklar som är lika i storlek och morfologi med de i metall on metall-implantat. Mindre cytotoxisk effekt på celler och att göra nya beläggningar som skall testas kliniskt i en nära framtid.
En lång lista av olika material dvs., metaller, polymerer, keramer och kompositer använts som biomaterial för att ersätta en icke fungerande, skadad eller sjuk organ in människans kropp. Bulk och yt egenskaper hos nämnda material är väldigt olika, vilken gör dem lämpliga som olika implantat för olika syfte. Bara i Sverige utförs ca 160 knäprotesoperationer per 100 000 innevånare, och 180 höftpoperationer per 100 000 innevånare. I många länder gör man fler knän än höfter per capita. I Sverige räknar man med att ett vårdtillfälle för en höft eller knäplastik kostar ca 120 000 kr inkl implantatkostnaden (skall man notera att implantaten är jämförelsevis billiga i Sverige).
I Sverige utförs ca 6% knäprotesrevisioner och 9 % höftrevisioner per år, dvs dessa operationer utgör knappt en tiondel av primärerna. Detta är världsbäst, de flesta länder har högre revisionsfrekvens, USA har ungefär dubbelt så höga siffror, speciellt för höfter. Jag har inte sett några siffror från Europa.
Med förbättring av material som räknas i detta projekt kommer antalet reoperationer att minska avsevärt med minskande samhällskostnader som följd. Patienten kommer att få bättre livskvalitet också. Således finns en stor potential och marknad för nya material kombinationer som ska utvärderas i detta projekt
CMTF, c/o Tillämpad fysik och elektronik
Umeå universitet, 901 87 Umeå
Tel: +46 (0)90-786 96 38.
E-post: Britt Andersson.
