Um disco de titânio impresso em 3-D com revestimento de diamante. Crédito:RMIT University
Em uma estreia mundial, Pesquisadores australianos aproveitaram o poder dos diamantes em um avanço que pode levar a melhorias radicais na forma como os corpos humanos aceitam implantes biomédicos.
Pesquisadores da Universidade RMIT, pela primeira vez, revestiram com sucesso implantes de titânio impressos em 3D com diamante.
O desenvolvimento é o primeiro passo em direção aos implantes de diamante impressos em 3D para usos biomédicos e ortopédicos - procedimentos cirúrgicos envolvendo o sistema músculo-esquelético humano.
Embora o titânio ofereça um rápido, material preciso e confiável para implantes de grau médico e específicos para pacientes, nossos corpos às vezes podem rejeitar este material.
Isso se deve aos compostos químicos do titânio, que evitam que o tecido e o osso interajam efetivamente com os implantes biomédicos. O diamante sintético oferece uma solução econômica para esse problema.
A descoberta foi feita pela engenheira biomédica Dra. Kate Fox e sua equipe na Escola de Engenharia do RMIT.
"Atualmente, o padrão ouro para implantes médicos é o titânio, mas muitas vezes os implantes de titânio não interagem com nossos corpos da maneira que precisamos, "Fox disse.
"Para contornar isso, usamos diamante em andaimes 3D para criar um revestimento de superfície que adere melhor às células comumente encontradas em mamíferos.
"Estamos usando nanodiamantes de detonação para criar o revestimento, que são mais baratos do que o pó de titânio.
"Este revestimento não só promove uma melhor fixação celular à camada subjacente de titânio de diamante, mas encorajou a proliferação de células de mamíferos. O diamante melhora a integração entre o osso vivo e o implante artificial, e reduz a fixação bacteriana por um longo período de tempo.
Titânio impresso 3-D em uma câmara de plasma CVD. As amostras brilham devido ao calor do plasma de microondas, uma vez removido, o titânio terá sido revestido com diamante. Crédito:RMIT University
"Não apenas nosso revestimento de diamante pode levar a uma melhor biocompatibilidade para implantes impressos em 3D, mas também pode melhorar seu desgaste e resistência. É um biomaterial excepcional. "
A descoberta foi possível graças aos avanços recentes na impressão 3D de andaimes de titânio no Advanced Manufacturing Precinct da RMIT. O revestimento é criado por meio de um processo de plasma de microondas no Melbourne Centre for Nanofabrication. Os andaimes de titânio e diamante são combinados para criar o biomaterial.
"Levará vários anos até que uma tecnologia como essa seja lançada, e há muitas etapas a serem seguidas até que esteja disponível para os pacientes, "Disse Fox." Mas o que fizemos foi o primeiro passo crucial em uma jornada longa e potencialmente incrível. "
O pesquisador PhD Aaqil Rifai, que está trabalhando na nova tecnologia com a Fox, o referido diamante é tão eficaz porque o carbono é o principal componente do corpo humano.
"O carbono tem um nível incrível de biocompatibilidade, "Rifai disse." Nosso corpo prontamente aceita e prospera com o diamante como uma plataforma para a interface de materiais complexos. "
Além da ortopedia, diamante também tem sido usado para revestir stents cardiovasculares - tubos que ajudam a manter as artérias do coração abertas - e nas articulações, bem como em biônica e próteses.
Por enquanto, os pesquisadores estão se concentrando em como a tecnologia pode ser usada para ortopedia.
"A impressão 3D é uma revolução revolucionária na era moderna. Com a impressão 3D, podemos projetar implantes específicos para pacientes de grau médico. A tecnologia é rápida, preciso, confiável e economiza tempo de trabalho, "Rifai disse.
"A escalabilidade da impressão 3D está crescendo rapidamente, portanto, podemos esperar que os revestimentos de diamantes se tornem comuns na ortopedia em um futuro próximo. "
O avanço foi relatado em Materiais e interfaces aplicados ACS e envolveu pesquisadores de uma variedade de disciplinas da RMIT e de outras universidades australianas.
