Cellás szerkezetek fejlesztése implantátumokhoz
Korunk egyik meghatározó feladata, hogy az ember életstílusából adódó eseményekkel meg tudjunk bírkózni. A megterhelő mozgásformák és egy esetleges baleset azonban nagyban hozzájárulnak ahhoz, hogy az életünk során valamikor szükségünk lesz ízületi protézisre. Ezek közül a leggyakoribb a csípőprotézis, de jelentős még a térdprotézisek, könyökprotézisek, illetve a vállprotézisek iránt fellépő igény is [1].
Az ilyen típusú műtétek jellemzően jelentősen megterhelik a személyt, így a felépülésük is tovább tarthat. Ennek megelőzése érdekében alkalmazhatunk cellás szerkezetű anyagokat az implantátumokban. Egyik előnye, hogy jelentős tömeg és kopás csökkenést érhetünk el, további előnye pedig a cellás szerkezet geometriai adottságából következik. Ezt nevezik osseointegrációnak, amikor a szervezetbe beépített porózus implantátumot a csont benövi. Így nem csak a protézis rögzítése lesz könnyebb, de az eredeti egészséges állapothoz is közelebbi rendszert hozunk létre, amivel pedig a szervezetből való kilökődés kockázatát csökkentjük. Továbbá ezen szerkezetek alkalmazása esetén csökkenthető az úgynevezett "stress shielding" jelenség is. Ennek során a merevebb implantátum a csontban a mechanikai igénybevétel nagyobbik részét fogja viselni, míg a csont kisebbet. Következésképpen, a Wolff törvény értelmében a kisebb terhelést kapó csontok mennyisége csökken, ez kilazuláshoz vezethet [2].
Kutatásom témája olyan cellás szerkezetek előállítása, melyek a szükséges mechanikai igénybevétellel szemben ellenálló, de megfelelő méretű pórusokkal rendelkeznek, hogy a tömegcsökkenés, illetve a csontbenövés számottevő legyen.
Források:
[1] Vízkelety T.: Az ortopédia tankönyve. Semmelweiss Kiadó, 1999
[2] Mahmoud D., Elbastawi A. M.: Lattice Structures and Functionally Graded Materials Applications in Additive Manufacturing of Orthopedic Implants: A review, in Journal of Manufacturing and Materials Processing. 1,13,2017.
szerző
-
Urbán Máté
Gépészmérnöki mesterképzési szak
mesterképzés (MA/MSc)
konzulensek
-
Dr. Szebényi Gábor
Egyetemi docens, Polimertechnika Tanszék -
Nemes-Károly István
PhD hallgató, Polimertechnika Tanszék -
Dr. Kocsis György
tanársegéd, Semmelweis Egyetem Ortopédiai Klinika (külső)
