In tegenstelling tot wat totnogtoe werd aangenomen, werkt de aangroei van de natuurlijke oxidelaag aanwezig op titanium implantaten de aanhechting van proteïnen niet in de hand. Integendeel: de aanhechting wordt er zelfs sterk door gereduceerd. Tot dit baanbrekende inzicht kwam ir. Isabel Van De Keere van de Vrije Universiteit Brussel in haar doctoraatsonderzoek.
De oppervlaktelading van implantaten is een van de belangrijkste fysische factoren die het integratieproces in het menselijk lichaam beïnvloeden. Bij het inplanten van een biomedisch materiaal ontstaat er meteen een interactie met de biologische omgeving van het lichaam. Reeds na enkele seconden hechten proteïnen zich vast op het oppervlak van het implantaat, en vormen zo een laagje dat op zijn beurt interageert met de lichaamscellen.
In haar doctoraatsonderzoek bestudeerde Isabel Van De Keere de invloed van oppervlaktelading op de aanhechting van proteïnen op commercieel puur titanium (CP Ti), een zeer frequent gebruikt materiaal voor tandheelkundige, orthopedische en cardiovasculaire ingrepen. Ze bestudeerde de manier waarop proteïnen zich organiseren en oriënteren op het oppervlak van dit materiaal, en ging na in welke mate beschadigingen een impact hebben op het adsorptieproces van proteïnen. Zo kan de aanwezigheid van wrijving tussen verschillende onderdelen van een implantaat de beschermende oxidelaag beschadigen en daarbij de oppervlaktelading wijzigen. De oppervlaktelading kan ook beïnvloed worden door een wijziging in pH ten gevolge van een ontsteking in het lichaam.
Om een dergelijke, natuurlijke wijziging in oppervlaktespanning te simuleren, zette Van De Keere een elektrische spanning op het metaal. Ze stelde vast dat wanneer ze de natuurlijke oxidelaag op het titanium aangroeide, er zich merkbaar minder proteïnen op het metaal hechtten. Dat is opmerkelijk, omdat men er totnogtoe van uitging dat het aangroeien van de oxidelaag de aanhechting van proteïnen net bevordert, en deze oppervlaktebehandeling dan ook vaak toepast wordt bij de voorbereiding van titanium implantaten. Volgens de bevindingen van Van De Keere zou het dus net omgekeerd zijn en vermindert de aangroei van de oxidelaag de aanhechting van de proteïnen sterk. Deze kennis is ook erg belangrijk in situaties waarin men net zo weinig mogelijk adsorptie wenst, zoals bij het plaatsen van een stent in de hartvaten. Hier zou het dus net wel een goed idee zijn om de oxidelaag van het titanium implantaat aan te groeien.
Het onderzoek van Van De Keere is een eerste, maar cruciale stap in de zoektocht naar manieren om te zorgen dat implantaten beter aanvaard worden door het lichaam en dat ze langer functioneel blijven. In de volgende stap moet onderzocht worden op welke manier de lichaamscellen zich hechten aan de proteïnenlaag.
In haar doctoraatsonderzoek bestudeerde Isabel Van De Keere de invloed van oppervlaktelading op de aanhechting van proteïnen op commercieel puur titanium (CP Ti), een zeer frequent gebruikt materiaal voor tandheelkundige, orthopedische en cardiovasculaire ingrepen. Ze bestudeerde de manier waarop proteïnen zich organiseren en oriënteren op het oppervlak van dit materiaal, en ging na in welke mate beschadigingen een impact hebben op het adsorptieproces van proteïnen. Zo kan de aanwezigheid van wrijving tussen verschillende onderdelen van een implantaat de beschermende oxidelaag beschadigen en daarbij de oppervlaktelading wijzigen. De oppervlaktelading kan ook beïnvloed worden door een wijziging in pH ten gevolge van een ontsteking in het lichaam.
Om een dergelijke, natuurlijke wijziging in oppervlaktespanning te simuleren, zette Van De Keere een elektrische spanning op het metaal. Ze stelde vast dat wanneer ze de natuurlijke oxidelaag op het titanium aangroeide, er zich merkbaar minder proteïnen op het metaal hechtten. Dat is opmerkelijk, omdat men er totnogtoe van uitging dat het aangroeien van de oxidelaag de aanhechting van proteïnen net bevordert, en deze oppervlaktebehandeling dan ook vaak toepast wordt bij de voorbereiding van titanium implantaten. Volgens de bevindingen van Van De Keere zou het dus net omgekeerd zijn en vermindert de aangroei van de oxidelaag de aanhechting van de proteïnen sterk. Deze kennis is ook erg belangrijk in situaties waarin men net zo weinig mogelijk adsorptie wenst, zoals bij het plaatsen van een stent in de hartvaten. Hier zou het dus net wel een goed idee zijn om de oxidelaag van het titanium implantaat aan te groeien.
Het onderzoek van Van De Keere is een eerste, maar cruciale stap in de zoektocht naar manieren om te zorgen dat implantaten beter aanvaard worden door het lichaam en dat ze langer functioneel blijven. In de volgende stap moet onderzocht worden op welke manier de lichaamscellen zich hechten aan de proteïnenlaag.
