p (PhysOrg.com) - Os pesquisadores de engenharia da UConn estão desenvolvendo uma nova família de materiais de implantes. p Seu trabalho na área escaldante da nanotecnologia gerou três prêmios de pesquisa financiados pela NSF para Leon Shaw, um professor do Departamento de Química, Materiais, E Engenharia Biomolecular.

p Dos três, outro casa nanomateriais com engenharia biomédica. Junto com Yong Wang, um professor assistente de química, materiais, e engenharia biomolecular, Shaw trabalhará no desenvolvimento de um implante ortopédico de titânio / hidroxiapatita projetado para melhorar a longevidade do implante e reduzir a necessidade de cirurgia de revisão, reduzindo, assim, os custos de cuidados de saúde a longo prazo e o estresse do paciente.

p Mais de 10 milhões de americanos carregam atualmente pelo menos um importante dispositivo médico implantado em seus corpos. Devido à sua excelente resistência à corrosão, força superior, e biocompatibilidade, titânio e ligas de aço inoxidável são os principais materiais usados ​​na maioria dos implantes médicos. Apesar de suas vantagens, essas ligas também apresentam desvantagens importantes:em muitos casos, sua expectativa de vida é menor do que a de seus usuários, solicitando cirurgias de implante de substituição adicionais.

p Além disso, titânio e ligas de aço são improváveis ​​de ter a estabilidade ou ajuste do tecido original, levando à rejeição do implante. Embora os implantes atualmente disponíveis possam aliviar a dor e permitir que os pacientes vivam vidas ativas, muitas vezes há complicações na fixação do osso aos dispositivos de metal. Pequenos espaços entre o osso natural e o implante podem se expandir com o tempo, exigindo cirurgia adicional para substituir o implante. Os pesquisadores estão cada vez mais se voltando para a nanotecnologia em busca de soluções.

p Para superar os problemas associados aos implantes metálicos, muitas organizações de pesquisa e empresas comerciais têm tentado desenvolver implantes ortopédicos que tenham uma superfície bioativa para promover a adesão celular e crescimento ósseo. Esforços têm sido feitos para criar um ajuste estável que se assemelhe mais ao tecido original, eliminando assim a necessidade de cirurgia adicional para reparar o dano ou lacunas.

p Os dois métodos mais amplamente usados ​​envolvem a aplicação de revestimentos de hidroxiapatita ou titânio poroso nas superfícies dos implantes. O problema é que o titânio não é bioativo, enquanto os revestimentos de hidroxiapatita podem delaminar durante o uso. Com isso em mente, Shaw e Wang direcionaram seu projeto para o desenvolvimento de uma nova família de profissionais graduados, materiais de implantes porosos com uma hierarquia de microestruturas projetadas. Esta nova família de implantes ortopédicos abordará os problemas aplicando revestimentos de hidroxiapatita ou titânio poroso e será fabricada por meio de um novo método de fabricação de forma livre sólida desenvolvido no laboratório de Shaw. Este tipo de implante ortopédico é o primeiro de seu tipo a emparelhar um núcleo rico em titânio e uma superfície rica em hidroxiapatita com um nível controlado de micro e macro porosidade nunca antes produzido.

p As outras doações da NSF de Shaw também são esforços colaborativos. Shaw fará parceria com a Kennametal Inc., um líder global em tecnologia de metal duro. Este projeto visa o desenvolvimento de métodos de fabricação inovadores que podem produzir novos materiais com propriedades mecânicas superiores derivados de pó nanocristalino. A colaboração garantirá que a pesquisa seja relevante para a indústria de metal duro e que os resultados sejam divulgados aos usuários finais.

p O terceiro projeto de pesquisa é em colaboração com Mahmoud Zawrah, um pesquisador do Centro Nacional de Pesquisa do Cairo, Egito. Juntos, eles estão olhando para o processamento e fabricação de compósitos nano-Si3N4 e SiC usando o material residual de sílica ativa como material de partida. Se for bem sucedido, este projeto levará a avanços na produção de grandes quantidades de pós nanocompósitos de alta pureza e Si sinterizado (ou densificado) ₃ N ₄ / SiC componentes da sílica ativa em uma reprodutível, preciso, e moda econômica.