Az emberi szinoviális folyadéknak kitett orvosbiológiai ötvözetek elektrokémiai viselkedése

A legszélesebb körben használt orvosbiológiai anyagok a polimerek, a kerámiák és a fémek. Ezen anyagok közül a fémek a mechanikai szilárdság, a szívósság, a kopásállóság és az alakítási könnyedség egyedülálló kombinációját mutatják. A fémek kémiailag reakcióképesek testnedvekkel érintkezve. Míg egyes reakciók örvendetesek, mint például a felületi oxidáció, amely korrózióvédelmet biztosít, más reakciók ronthatják az anyag biokompatibilitási jellegét. Ezeknek a reakcióknak a megértése számos tanulmány tárgya. A korrózióval foglalkozó tudósok megpróbálják jellemezni a fémek korróziós reakcióját, amikor szimulált testfolyadékokkal érintkeznek, hogy igazolják a hipotetikus mechanizmusok előfordulását. A biológusok olyan specifikus reakciótermékeket vizsgálnak, amelyek várhatóan a sejtekből szabadulnak fel, amikor strukturált vagy funkcionalizált felületekkel érintkeznek. Ezek a megközelítések szükségesek, de időigényesek is a lehetséges reakciómechanizmusok összetettsége miatt. Ezen deduktív megközelítések kiegészítéseként itt egy induktív megközelítést javasolunk, amely a funkcionalizált fémminták és a betegekből közvetlenül kivont testnedvek (synovia) határfelületén lejátszódó reakciók elektrokémiai, gravimetriás, spektrofotometriás és felületi elemzésén keresztül történő közvetlen mérésén alapul.

A projekt általános célja, hogy hozzájáruljon az emberi ízületi folyadéknak kitett biomedicinális ötvözet felületeken végbemenő határfelületi reakciók átfogó elképzelésének kidolgozásához, és ezek összekapcsolása klinikai adatokkal. Ezt sebészek és korróziós tudósok együttműködésével érik el. A szinoviális folyadékot a betegekből egy meghatározott eljárással kinyerik, és egy hordozható steril korróziós laboratóriumba szállítják, amely a rendelő közelében található. Ott a felületi reakciót elektrokémiai módszerekkel jellemezzük, amelyeket a közelmúltban, ugyanazon csapat által végzett vizsgálatokban már sikeresen alkalmaztak. Integrálni fogjuk az in situ kvarckristály mikrogravimetriát és az in situ Raman spektroszkópiát, valamint az ex-situ módszereket. Továbbá a fémfelületeket kémiailag funkcionalizálják (nedvesíthetőség, oxidáció, felületi töltés), hogy szelektíven befolyásolják a testfolyadék összetevőinek specifikus reakcióit (pl. Az adszorpció a felületi energiától és a nedvesíthetőségtől függ, míg a redox reakciókat a felület oxidációs állapota befolyásolja. A megszerzett információkat összehasonlítják a páciens klinikai állapotával, hogy megállapítsák az interfész reaktivitása és a beteg állapota közötti lehetséges összefüggéseket.