โฟมไทเทเนียมแทนที่กระดูกที่บาดเจ็บ

ยิ่งมีความรับผิดชอบมากเท่าไหร่ คนๆ หนึ่งก็ยิ่งเติบโตมากขึ้นเท่านั้น หลักการเดียวกันกับกระดูกมนุษย์: ยิ่งรับแรงมากเท่าไร เนื้อเยื่อก็ยิ่งหนาขึ้นเท่านั้น ส่วนต่าง ๆ ของโครงกระดูกมนุษย์ที่มีความเครียดน้อยกว่ามักจะมีความหนาแน่นของกระดูกน้อยกว่า แรงของความเครียดกระตุ้นการเจริญเติบโตของเมทริกซ์ ในไม่ช้า ผู้เชี่ยวชาญทางการแพทย์จะสามารถใช้ผลกระทบนี้ได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้น เพื่อให้รากฟันเทียมยึดเกาะกับกระดูกของผู้ป่วยได้อย่างยั่งยืนและมั่นคงยิ่งขึ้น อย่างไรก็ตาม ในการทำเช่นนั้น การเปลี่ยนกระดูกจะต้องมีรูปร่างในลักษณะที่ส่งเสริมการงอก โดยมีรูพรุนและช่องที่หลอดเลือดและเซลล์กระดูกสามารถเติบโตได้อย่างไม่มีสิ่งกีดขวาง ในบรรดารากฟันเทียมนั้น ไททาเนียมอัลลอยด์ Ti6Al4V เป็นวัสดุที่ได้รับการเลือกใช้ มีความทนทาน มั่นคง ยืดหยุ่น และทนต่อร่างกายได้ดี แต่มันค่อนข้างยากที่จะผลิต: ไทเทเนียมทำปฏิกิริยากับออกซิเจน ไนโตรเจน และคาร์บอนที่อุณหภูมิสูง เป็นต้น ทำให้เปราะและแตกได้ ช่วงของกระบวนการผลิตมีจำกัดเท่ากัน ยังไม่มีกระบวนการที่กำหนดไว้ซึ่งสามารถใช้ในการผลิตโครงสร้างภายในที่ซับซ้อนได้ นี่คือเหตุผลที่การปลูกถ่ายไททาเนียมขนาดใหญ่ถูกใช้เพื่อแก้ไขข้อบกพร่องของกระดูกที่รับน้ำหนักเป็นหลัก เป็นที่ยอมรับว่าสิ่งเหล่านี้ส่วนใหญ่มีพื้นผิวที่มีโครงสร้างซึ่งให้การสนับสนุนเซลล์กระดูกอย่างมั่นคง แต่ความผูกพันที่เกิดขึ้นยังคงละเอียดอ่อน ยิ่งไปกว่านั้น ลักษณะของการปลูกถ่ายขนาดใหญ่นั้นแตกต่างจากโครงกระดูกมนุษย์: พวกมันแข็งกว่ามาก และด้วยเหตุนี้จึงรับน้ำหนักได้สูงกว่า “กระดูกที่อยู่ติดกันแทบจะไม่รับน้ำหนักอีกต่อไป และยิ่งเสื่อมสภาพลงในกรณีที่เลวร้ายที่สุด จากนั้นรากเทียมจะหลวมและต้องเปลี่ยนใหม่” ดร.อิงก์อธิบาย Peter Quadbeck จาก Fraunhofer Institute for Manufacturing and Advanced Materials IFAM ในเมือง Dresden Quadbeck ประสานงานโครงการ "TiFoam" ซึ่งให้สารที่เป็นไททาเนียมสำหรับการปลูกถ่ายรุ่นใหม่ ไทเทเนียม โครงสร้างคล้ายโฟมของสารนี้คล้ายกับสปองจิโอซาที่พบในกระดูก โฟมไททาเนียมเป็นผลมาจากกระบวนการขึ้นรูปแบบผงโลหะซึ่งได้พิสูจน์คุณค่าแล้วในอุตสาหกรรมการผลิตตัวกรองเซรามิกสำหรับการหล่ออะลูมิเนียม โฟมโพลียูรีเทนเซลล์เปิด (PU) อิ่มตัวด้วยสารละลายที่ประกอบด้วยตัวกลางยึดเกาะและผงไททาเนียมละเอียด แป้งเกาะติดกับโครงสร้างเซลล์ของโฟม PU และสารยึดเกาะจะถูกทำให้กลายเป็นไอ สิ่งที่เหลืออยู่คือรูปร่างหน้าตาของโครงสร้างโฟม ซึ่งสุดท้ายแล้วจะถูกเผา "คุณสมบัติเชิงกลของโฟมไททาเนียมทำให้วิธีนี้ใกล้เคียงกับกระดูกมนุษย์" Quadbeck รายงาน "สิ่งนี้ใช้ที่สำคัญที่สุดกับความสมดุลระหว่างความทนทานสูงสุดและความแข็งแกร่งขั้นต่ำ" สิ่งแรกเป็นเงื่อนไขเบื้องต้นที่สำคัญสำหรับการใช้งานกับกระดูก ซึ่งต้องรักษาแรงทั้งน้ำหนักและการเคลื่อนไหว ความแข็งแกร่งเหมือนกระดูกช่วยให้สามารถส่งแรงความเครียดได้ ด้วยการสร้างเซลล์กระดูกใหม่ มันยังส่งเสริมการสมานตัวของรากฟันเทียมอีกด้วย ดังนั้น ความเครียดสามารถและควรใช้กับรากฟันเทียมทันทีหลังการใส่ ในโครงการ "TiFoam" ผู้ร่วมวิจัยมุ่งความสนใจไปที่การแสดงให้เห็นถึงความมีชีวิตของโฟมไททาเนียมเพื่อทดแทนกระดูกสันหลังที่ชำรุด โฟมนี้เหมาะสำหรับการ "ซ่อมแซม" กระดูกส่วนอื่นๆ นอกจากนักวิทยาศาสตร์ด้านวัสดุจากสถาบัน Fraunhofer แล้ว ได้แก่ IFAM และ IKTS ซึ่งเป็นสถาบันเทคโนโลยีและระบบเซรามิกในเดรสเดน แพทย์จากศูนย์การแพทย์ที่มหาวิทยาลัยเทคนิคแห่งเดรสเดนและจากหลายบริษัทก็มีส่วนร่วมในการพัฒนาโฟมไททาเนียม พันธมิตรโครงการ InnoTERE ได้ประกาศว่าจะพัฒนาและผลิตกระดูกเทียมที่ใช้ "TiFoam" ในเร็วๆ นี้