Zukünftige medizinische Implantate können in winzigen, mikrowavierten Diamanten ausgeblendet werden

Wenn Sie die Art von Person sind, die es liebt, Diamantschmuck zu tragen draußen Wissenschaftler haben gute Neuigkeiten für Sie: Ausgebesserte medizinische Implantate (wie Hüft- oder Kniegelenkersatz) könnten Ihnen eines Tages gehören, dank eines neuen diamantbeschichteten Titanmaterials, das in Australien hergestellt wurde.

Laut einer neuen Arbeit, die heute (13. März) in der Fachzeitschrift ACS Applied Materials and Interfaces veröffentlicht wurde, beschichteten Forscher der RMIT University in Melbourne erfolgreich ein 3D-gedrucktes medizinisches Titanimplantat in feinen synthetischen Diamanten mithilfe einer speziellen Mikrowellen-Heizkammer.

Aber es geht nicht nur darum, dass Ihre Innereien fabelhaft aussehen; diamantbeschichtete Implantate dürften mit dem menschlichen Körper kompatibler und weniger anfällig für Infektionen sein als die üblicherweise verwendeten reinen Titanimplantate, so die Forscher. [7 Genie verwendet für 3D-Druck in der Medizin]

"Derzeit ist der Goldstandard für medizinische Implantate Titan, aber zu oft interagieren Titanimplantate nicht so mit unserem Körper, wie wir es brauchen", sagte Co-Autorin Kate Fox, eine leitende Dozentin an der RMIT University, in einer Erklärung. "Um dies zu umgehen, haben wir Diamant auf 3D-Gerüsten verwendet, um eine Oberflächenbeschichtung zu schaffen, die besser an Zellen haftet, die normalerweise in Säugetieren vorkommen."

In der Studie haben die Forscher eine feine Diamantbeschichtung mit Detonations-Nanodiamanten hergestellt - extrem winzige (nur einige Millionstel Zentimeter lang) synthetische Diamantkristalle, die typischerweise durch eine kontrollierte Explosion erzeugt werden. Während natürliche Diamanten Milliarden von Jahren benötigen, um sich im Erdmantel zu bilden, brauchen Detonations-Nanodiamanten nur ein paar Minuten, um sie in einem Labor herzustellen (hoffentlich ein Labor mit sehr verständnisvollen Nachbarn) und relativ billig, sagte Fox.

Statt eine Explosion auszulösen, schufen die RMIT-Forscher ihre synthetischen Diamanten mit einer Maschine, die als Chemical Vapor Diamond (CVD) -Plasmakammer bezeichnet wird. In einer CVD-Kammer erhitzt ein kontinuierlicher Strahl superheller Mikrowellen Methan- und Wasserstoffgase bis zu 1.000 Grad Celsius und verwandelt sie in ein superreaktives Plasma, das auf bestimmten Oberflächen Diamantkristalle bilden kann.

Also platzierten die Forscher ein 3D-gedrucktes Stück Titangerüst in die CVD-Kammer und schalteten die Mikrowellen ein. Einmal entfernt, wurde das Titan erfolgreich in Diamanten beschichtet - eine technologische Premiere, sagten die Forscher.

Diese diamantbeschichteten Implantate müssen noch beim Menschen getestet werden, aber Fox ist überzeugt, dass sie sich als kompatibler und weniger infektionsanfällig erweisen als die heute verwendeten reinen Titanimplantate.

"Der Diamant verbessert die Integration zwischen dem lebenden Knochen und dem künstlichen Implantat und reduziert die bakterielle Anhaftung über einen längeren Zeitraum", sagte Fox. "Unsere Diamantbeschichtung könnte nicht nur zu einer besseren Biokompatibilität für 3D-gedruckte Implantate führen, sondern sie könnte auch ihren Verschleiß und ihre Widerstandsfähigkeit verbessern. Es handelt sich um ein außergewöhnliches Biomaterial."

Diamantbeschichtungen wurden zuvor in verschiedenen medizinischen Technologien verwendet, einschließlich künstlicher Herzklappen, Arzneimittelabgabesystemen und Prothesen. Fragen Sie Ihren Arzt heute nach einem Rezept für Diamanten.

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