Brutna ben kan repareras mer effektivt genom att använda en biologiskt nedbrytbar beläggning för magnesiumbaserade metallimplantat.

Vissa benbrott kräver ett tillfälligt metallimplantat för stöd medan de läker. "Men nuvarande implantat, såsom skruvar och hängslen av titan, stål eller kobolt-kromlegeringar, har allvarliga nackdelar, "förklarar Sandor Nemeth från A*STAR -teamet som är med och utvecklar den innovativa beläggningen. För det första, skillnaden i mekaniska egenskaper mellan metallerna och det läkande benet kan lossa implantaten och skada benet. Dessutom, de tillfälliga implantaten måste så småningom avlägsnas kirurgiskt, vilket leder till ytterligare risker och olägenheter.

A*STAR -teamet utvecklar ett biologiskt nedbrytbart implantat som är en bättre mekanisk matchning med ben, och kan också direkt bidra till läkningsprocessen.

Magnesium är en stark och flexibel metall, men dess reaktivitet gör att den inte kan användas ensam eftersom den skulle korrodera för snabbt inuti kroppen. Tendensen att korrodera, dock, kan bli en fördel eftersom nedbrytningshastigheten kan kontrolleras. Tricket är att hitta en beläggning som bryts ned långsamt nog för att stödja benen under läkning, sprids sedan säkert när jobbet är klart.

Nemeth och hans doktorand, Sara Kaabi, vid A*STAR Singapore Institute of Manufacturing Technology, samarbetade med Ming Jen Tan från Nanyang Technological University för att utforska potentiella beläggningar. "Vi vände oss till kalciumfosfat eftersom detta oorganiska material i naturen är en nyckelkomponent i ben och andra starka material som snäckskal, säger Nemeth.

Inkorporering av kolbaserade organiska polymerer gav en kompositbeläggning med flera viktiga fördelar:att variera blandningen av komponenter gör att de mekaniska och biologiskt nedbrytbara egenskaperna kan anpassas för olika krav och undviker sprödheten hos rent oorganiska beläggningar. Studier med odlade celler tyder på att kalciumfosfatet också aktivt kan hjälpa läkningsprocessen genom att tillhandahålla några råmaterial för att upprätthålla bentillväxt. Magnesium är belagt från en lösning av trycksatt varmt vatten i en enstegsprocess, erbjuder en enkelhet som kan vara avgörande för produktion i kommersiell skala.

"Djurförsök är ett självklart nästa steg, men skulle kräva en industripartner, säger Nemeth.

Forskarna undersöker också alternativ för att göra beläggningen ännu mer användbar genom att införliva antibiotika och andra läkemedel som kan genomsyra de omgivande vävnaderna och benen och bidra till läkning.