Trafikolyckor, tumörresektioner, och medfödda sjukdomar kan orsaka betydande trauma, vilket kan leda till stora bendeformationer och/eller benförlust. Även om ben har viss kapacitet att regenerera, stora skelettdefekter kan inte läkas utan större medicinska ingrepp.

I dessa situationer, metalliska implantat används ofta, men bioinertheten hos sådana implantat utgör en stor utmaning inom benvävnadsteknik. Bioinerta metallimplantat saknar benintegrering, lossna med tiden, och kan leda till biverkningar runt området där de implanteras.

I Biointerfaser , forskare från Middle East Technical University i Turkiet visar upp en mängd olika tillvägagångssätt som är alternativ till metalliska implantat och använder naturliga polymerbeläggningar för att förbättra integrering av ben-implantat, även känd som osseointegration.

"Vi använde en mjuk struktur, som är mycket lik mänskliga vävnader, och placerade denna struktur mellan människo- eller djurben och en metallyta, ", sade författaren Zafer Evis. "Detta fungerar som en interfasökande benbenägenhet att fästa på implantat och förhindra lossning eller bakteriell invasion."

Att etablera en stark och robust kemisk interaktion mellan en metall och en helt organisk och naturlig polymer är ett betydande framsteg inom området benvävnadsteknik. Det öppnar en ny era av tillämpningar med ett bredare utbud av modaliteter som kan appliceras på nästan alla hårdvävnadsdefekter och trauman.

Forskningen visar på flera viktiga resultat. Först, naturliga polymerbeläggningar förbättrade avsevärt metall elektrokemiska korrosionsegenskaper, och metaller tenderar att motstå korrosion efter polymerbeläggning. Andra, polysackarider och proteiner kan framgångsrikt ympas på metallytor utan att förlora sin biologiska natur.

"En av överraskningarna är att beläggningarna kan modifieras på obegränsade sätt, " sade Evis. "De kan vara sammansatta, omkonfigurerad, och skräddarsydda för att tillåta eller förbjuda vissa biologiska aktiviteter, som att tillåta cellvidhäftning samtidigt som man inte tillåter bakteriell bindning."

Beläggningar kan också utformas för att ha multifunktionalitet, vilket är målet i vävnadstekniska tillämpningar.

Forskarna planerar att förbättra den biologiska funktionaliteten hos naturliga polymerbeläggningar på titanimplantat. Även om naturliga polymerer framgångsrikt kan beläggas på metallimplantat, robustheten, avkastning, och mekanisk stabilitet hos polymerer på metall är fortfarande mycket problematiska.

De kommer att försöka överträffa behovet av komplexa enheter och metoder för att förbättra stabiliteten hos polymer-metall-interaktioner och så småningom uppnå långvarig hållbarhet mellan faserna. De diskuterade metoderna skulle kunna användas tillsammans med andra metoder för modifiering av implantatytan för att ytterligare förbättra metallimplantatens bioaktivitet.