双重感染保护植入物
一种由抗菌银和抗生素制成的混合植入涂层将在未来保护患者免受感染。这种抗生素是根据患者的独特需求量身定制的，以提供更好的保护。AntiSelectInfekt项目是与Charité-Universtitätsmedizin Berlin的一个研究团队合作完成的。
现在，任何在医院接受人工膝关节、肩关节或髋关节的人都可以期待最好的治疗和先进的药物。但植入并非没有风险。平均而言，1%到2%的患者会在手术后出现感染。如果不适程度非常严重，需要再次手术，则所有病例中可能有高达4%的感染。即使个体风险在较低的百分比范围内，由于手术的频率，它会影响许多患者。鉴于人口的发展，假体手术的数目也会稳步增加。
如果抗生素如果实施了也无济于事，这可能是一个漫长而痛苦的过程。如果出现最坏的情况，那植入物将会被替换。
这种新方法有望显著降低感染风险。一种混合涂层，由抗菌银根据患者的需要或更精确地针对细菌使用的抗生素被应用到植入物上。四年前，位于不来梅的弗劳恩霍夫制造技术和先进材料研究所(IFAM)提出了这个想法。Fraunhofer IFAM医疗技术和生命科学负责人Kai Borcherding说:“表面处理是我们研究所擅长的领域之一。将这种专业知识应用于医学是一个自然的选择。”
与Charité的联合项目
夫朗霍夫研究人员与朱利叶斯沃尔夫研究所和柏林Charité的BIH再生疗法中心(BCRT)的研究人员合作，通过AntiSelectInfekt项目进一步开发、测试和实施了这一想法。结果很有希望。“临床前研究已经证明混合移植布里特·怀尔德曼教授解释说，他在柏林负责有效性和生物相容性的研究，现在是耶拿大学医院的实验创伤外科主任。
涂层植入的想法并不一定是新的。长期以来，人们一直在研究银和抗生素对抗植入物相关感染的能力。然而，新的方法是将两者结合起来，从而极大地提高对细菌的主动保护。但好处还不止于此。研究人员已经开发出一种方法，可以根据患者的需求使用抗生素。由Fraunhofer IFAM开发的特殊涂层技术还可以调节抗菌物质的释放:虽然一旦植入物就位，抗生素就会完全释放，但银颗粒在较长一段时间内逐渐接近表面，从而提供持久的保护，持续到愈合阶段。
不莱梅制造:激光镀膜技术
涂层工艺是基于为该项目进一步开发的可靠技术。“第一步是使用激光将结构应用到钛植入物表面。这就形成了一个多孔层，”Borcherding解释道。钛的表面出现了肉眼看不见的微米大小的微孔。这些毛孔呈双耳形，这意味着它们上窄下宽。在第二步中，研究人员使用物理气相沉积的过程来应用一层含有银颗粒的层。
这些双耳形的毛孔可以在手术过程中被填充。在植入前，外科医生将无菌的植入物与银涂层浸泡在含有抗生素的溶液中。“我们已经进去了临床前研究整个过程非常简单，只需要几分钟，”威尔德曼教授说。一旦植入物被植入，无论是髋关节、膝关节还是肩关节，抗生素就会开始释放到周围组织中，迅速杀死任何可能导致感染的细菌。银涂层的效果延迟，持续时间长得多。银离子在几个星期内保持活性，并在愈合阶段提供免受感染的保护。
大量的实验室测试
如果没有沿途无数的实验，这一成功是不可能的。生物相容性和骨整合(指通过形成新骨来固定植入物)在人类骨细胞和动物模型的实验室试验中都进行了研究。Borcherding解释说:“开发阶段的挑战之一是确保抗生素的浓度高到足以杀死细菌，但又不会高到破坏正在生长的骨细胞。”
在此背景下，弗劳恩霍夫IFAM专家Borcherding提到了另一个好处。通过激光处理，钛表面的孔隙可以确保更好的骨粘附，Wildemann教授证实:“我们的研究表明，表面修饰增加了骨接触:与具有混合涂层的植入物的接触率为89%，而对照组仅为52%。我们还能够证明，细胞可以生长在双耳形的孔隙中，从而更有效地固定植入物。”
该项目已经引起了植入物制造商和供应商的极大兴趣涂层服务，特别是因为不需要为该过程开发新的植入物。即使是现有的产品也可以进行涂层。在项目的最后阶段，正在加强与制造商的讨论，以确保该技术可以在不久的将来用于患者。
