p A prótese de recapeamento de quadril atualmente usada em cirurgias é feita de uma liga de cobalto, cromo e molibdênio. Mas esse metal não é bem tolerado por todos os pacientes, alguns dos quais desenvolvem reações alérgicas ou infecções. Em alguns casos, a prótese pode até precisar ser removida. Por meio do projeto Ceramic Bonepreserver, O Instituto Fraunhofer de Tecnologias e Sistemas Cerâmicos IKTS desenvolveu uma nova prótese de recapeamento de cerâmica que consiste em capa femoral e acetábulo monobloco, que têm uma biocompatibilidade mais alta - e ainda assim são tão estáveis ​​e fortes quanto seus equivalentes de metal. p As operações da articulação do quadril são um dos procedimentos mais comuns em hospitais alemães. Na verdade, de acordo com o Escritório Federal de Estatística da Alemanha, aproximadamente 220, 000 articulações artificiais do quadril são implantadas a cada ano, geralmente devido a acidentes e ao desgaste normalmente experimentado por pessoas mais velhas.

p Uma liga que consiste em cobalto, cromo e molibdênio é um dos materiais mais comumente usados. Contudo, abrasão de metal muitas vezes leva a problemas como a temida condição de metalose, com o paciente sofrendo de irritação, Reações alérgicas, infecções ou mesmo pseudotumores. Os íons metálicos também podem ser detectados no sangue e nos tecidos. Se o pior acontecer, o paciente pode ter que ser submetido a outra operação e ter a prótese removida.

p Uma prótese de recapeamento inovadora baseada em cerâmica é muito mais biocompatível, pois a cerâmica não causa reações alérgicas ou infecções. A prótese foi desenvolvida pelo Fraunhofer IKTS como parte do projeto conjunto Ceramic Bonepreserver, uma colaboração com o fabricante de dispositivos médicos Mathys Orthopädie GmbH.

p Reconstrução com preservação óssea para melhor biocompatibilidade

p Além de alta biocompatibilidade, a prótese resurfacing sem metal também oferece outros benefícios. "A prótese resurfacing de cerâmica permite a reconstrução endoprotética com preservação óssea da articulação do quadril, "explica a gerente de projeto Martina Johannes da Fraunhofer IKTS em Hermsdorf.

p Esta prótese resurfacing inovadora é uma combinação de capa femoral e acetábulo monobloco. Durante a cirurgia, a tampa femoral é implantada no fêmur, e sua contraparte, o acetábulo, ancorado no osso do quadril. As superfícies que acabarão sendo envolvidas pelo osso são estruturadas para melhorar a aderência das células ósseas. Em contraste, a área de contato da articulação artificial entre o acetábulo e o elemento esférico da capa femoral é completamente lisa para permitir o movimento sem esforço e contínuo da perna.

p Produção de cerâmica ATZ com tamanhos de grãos na faixa nanométrica

p Fraunhofer IKTS tem muitos anos de experiência na produção e processamento de materiais cerâmicos, incluindo o processo de formação usado em engenharia médica, onde os requisitos em termos de precisão e confiabilidade são especialmente elevados. A equipe de Martina Johannes otimizou ainda mais as etapas do processo para o projeto Ceramic Bonepreserver. Na primeira etapa, os materiais cerâmicos adquiridos - óxido de alumínio e dióxido de zircônio - são finamente dispersos. Usando isso como base, os pesquisadores criam uma suspensão ultrapura. “As partículas precisam ser distribuídas uniformemente na suspensão para garantir a qualidade do produto final, que precisa estar totalmente livre de quaisquer poros, impurezas ou outros defeitos. Os implantes médicos devem estar isentos de quaisquer falhas, "diz Johannes.

p O acetábulo é então formado usando o processo de fundição em pasta, um método que é comum na produção de porcelana tradicional e foi desenvolvido na Fraunhofer IKTS. Os produtos atingem suas propriedades finais durante o processo de sinterização, qual é a última etapa. "Com cerâmica de dispersão de zircônia temperada com alumina sinterizada (ATZ), alcançamos uma estrutura com um tamanho de grão entre 310 e 320 nanômetros, "diz Johannes. Em comparação, os grãos de café muito finos usados ​​para o expresso têm um tamanho de grão de 250 micrômetros, que é cerca de 1000 vezes maior.

p O grupo de trabalho de Martina Johannes é certificado de acordo com a norma EN ISO13485 para a produção e desenvolvimento de materiais e componentes de engenharia médica e, portanto, é submetido a testes rigorosos em uma base regular.

p Força excepcional e estabilidade de longo prazo

p E quanto à resistência e estabilidade dos implantes de cerâmica? Os pesquisadores da Fraunhofer conduziram uma série de testes para determinar o quão robusto e estável é o material. "Dobrando, testes de pressão e carga revelaram que as próteses de cerâmica são pelo menos tão estáveis ​​e robustas quanto um produto feito de metal. O resultado são próteses de recapeamento que demonstram usabilidade mais longa e são bem toleradas pelas pessoas, "diz Johannes.

p O projeto conjunto Ceramic Bonepreserver foi concluído em setembro de 2020 e apoiado pelo estado alemão de Thüringen com 800, 000 euros. O projeto chega na hora certa:especialistas em saúde prevêem que, conforme aumenta a expectativa de vida, tão, também, será o número de operações da articulação do quadril, como a maioria das cirurgias é realizada na faixa etária de 70 a 80 anos. As próteses cerâmicas da articulação do quadril garantem que as operações e o processo de cicatrização subsequente sejam amplamente isentos de dor e complicações.