磁性不锈钢纤维刺激骨长入新的植入物-新闻项目

剑桥-麻省理工学院很高兴地宣布其一位研究人员的成就。

Dr Athina Markaki, from Cambridge University’s Department of Materials Science & Metallurgy, has been awarded one of the 2004 SET (Science, Engineering and Technology) for Britain awards for her work arising from the CMI-funded project on ‘Developing an ultra-light stainless steel sheet material’, which has developed and patented a lightweight metal 'sandwich' of microscopic stainless steel fibres bonded between two very thin stainless steel faceplates.

作为该项目的副产品,马卡基博士对金属纤维进行了另一项可能的应用研究,在金属纤维上施加磁场后,可以更有效地将假肢与骨骼连接起来。

髋关节、膝关节和其他关节置换,通常是一种退行性关节炎的治疗方法,在全球范围内拥有50亿美元的市场,增长率约为10%。这些手术每年为数百万人带来痛苦的缓解,但有一个严重的问题。假体植入物可以通过骨水泥附着在骨上,也可以通过骨生长形成粗糙的表面。骨和假体之间的松动会导致问题,假体的平均寿命减少到15年以下。迫切需要一种有效的方法来提高种植关节的耐久性。

松动有两个主要原因 - 粘接不良和“应力屏蔽”。后者出现,因为常规(金属)假体比周围骨骼更硬,这抑制了骨骼的紧张,并且应变对于健康的骨生长至关重要。

Markaki博士是几百名青年研究人员中的一名,他们向今年为英国计划提交了关于她工作的海报。3月15日,在公众院,她荣获她的工作德蒙福特奖,该奖项已在4月份的生物材料版本上发表。欧洲杯足球竞彩

CMI-funded背后的团队项目开发一个超轻不锈钢板材料是与工业财团合作,进一步开发和测试的金属,以鼓励其使用的汽车制造商,因为它可以帮助减少体重,因此汽车的燃料消耗,和卡车。

磁力机械刺激骨生长

A.E. Markaki和T.W. Clyne,剑桥大学材料科学与冶金系,英国剑桥CB欧洲杯足球竞彩2 3欧洲杯线上买球QZ彭布罗克街

这项工作介绍了一种完全新的界面松动问题的方法,常用于假体植入物。这是部分原因是因为与常规,完全致密的金属假体相邻的骨骼通常不能粘合得很好。另外,由于金属比骨骼更硬,因此发生应力屏蔽,从而强烈抑制与植入物相邻的骨紧张。这种紧张对于健康的骨骼生长至关重要,它负责运动对骨生理学的有益作用。需要至少约1millistrain(0.1%)的应变水平以刺激显着的有益效果。

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该提案涉及引入相对厚的层,强烈地附着在假体上。该层是高度多孔的,由粘合在一起的金属纤维阵列组成。已知骨生长易于发生这种材料。

纤维由磁性材料制成,如铁素体不锈钢(具有优良的生物相容性)。当施加磁场时,这种类型的纤维阵列具有弹性变形,这是这种纤维趋向于与磁场对齐的结果。在这种变形过程中,填充纤维间隙的生长中的骨组织会受到机械应变。因此,将新植入的假体置于适当时间的外加磁场中,有望刺激骨生长并促进健康的骨生理机能。

已经开发了一种简单的分析模型来预测预期变形水平。这表明使用已经用于诊断目的的磁场强度,应该可以产生足以刺激骨骼生长的应变水平,所以提供了纤维阵列的结构符合某些(可实现的)要求。

实验测量确认了模型的广泛有效性,尽管到目前为止没有工作涉及骨组织。还可以注意到,通过合适的层厚度选择,可以减少或消除应力屏蔽,从而改善相邻骨的长期健康。仅在植入后立即发生在植入后的短时间内,磁场仅需要磁场的应用。

这一概念不应与外界磁场本身直接刺激骨生长的概念相混淆,这一概念经常被提出,但其有效性缺乏明确的机制解释和令人信服的实验证据。它也不同于用磁场在细胞和组织内植入磁性微粒产生力的想法,这种想法同样存在不确定性,也存在实际困难。欧洲杯猜球平台

与这两项建议相比,所提议的办法的机制基础简单、明确和有充分根据。一篇概述到目前为止所做工作的论文最近发表在《生物材料》杂志上。欧洲杯足球竞彩没有寻求保护知识产权,因为人们认为这可能会妨碍系统地研究和发展这一概念。

4月16日发布,2004年

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