Wer denkt, dass Insekten und orthopädische Chirurgie nichts gemeinsam haben, der irrt gewaltig! Inspiriert von den Flügeln von Libellen und Zikaden (immer gesegnet la Biomimetik) hat ein Forscherteam der University of Illinois „intelligente“ Beschichtungen für orthopädische Implantate entwickelt, die Infektionen bekämpfen und die mechanische Belastung des Geräts überwachen.
Nanostrukturen auf der Jagd nach Bakterien
Die Flügel von Zikaden und Libellen verfügen über eine spezielle Nanostruktur, die Bakterien abtöten kann: Ihre Oberfläche ist mit winzigen „Polen“ bedeckt, die die Zellwände von Bakterien durchdringen, die versuchen, sich darauf auszuruhen, und sie töten. Keine Antibiotika, keine Medikamente, wirksam auch gegen resistente Bakterienstämme.
Bakterielle Infektionen und Versagen orthopädischer Implantate sind sehr häufige Probleme: Sie können bis zu 10 % der Patienten betreffen. Aus diesem Grund haben sich Wissenschaftler an ihnen orientiert und ein Plus hinzugefügt. Welche?
Flexible Sensoren, um den Heilungsprozess im Auge zu behalten
Auf der anderen Seite der von ihnen entwickelten antibakteriellen Beschichtung haben Wissenschaftler unter der Leitung von Prof. Qing Cao haben flexible elektronische Sensoren integriert, um die mechanische Belastung orthopädischer Implantate zu überwachen.
Dank dieser Informationen können Ärzte den Heilungsprozess des Patienten genauer verfolgen. Ein Faktor, der die Rehabilitation optimiert und ein rechtzeitiges Eingreifen bei Geräteproblemen ermöglicht.
Tests an orthopädischen Implantaten
In ihrer in Science Advances (Ich verlinke es hier) testeten die Forscher die antibakteriellen Beschichtungen an Mäusen und bei Schafen testeten sie kommerziell erhältliche orthopädische Implantate, die durch die neuen flexiblen Sensoren verbessert wurden.
Die Ergebnisse? Sehr vielversprechend: keine Anzeichen einer Infektion bei Mäusen, selbst wenn die Bakterien absichtlich eingeführt wurden, und genaue Überwachung der mechanischen Belastung von orthopädischen Implantaten von Schafen.
Intelligente orthopädische Veneers und Implantate: eine strahlende Zukunft
Diese „intelligenten“ Beschichtungen eröffnen neue Wege für die Orthopädie und die Medizin im Allgemeinen. Ihre Wirksamkeit bei der Vorbeugung von Infektionen und der Überwachung des Heilungsprozesses könnte die Lebensqualität der Patienten erheblich verbessern und die Gesundheitskosten senken. Nochmals vielen Dank an Mutter Natur: Danke, Meister Libellen und Zikaden, auch für die nächste Revolution im Bereich der orthopädischen Implantate.
