研究人员致力于减少髋关节植入物的失败

全髋关节置换术每年为全球超过100万患者减轻疼痛，尽管它取得了巨大的成功，但仍有改进的空间。

王日志博士是英属哥伦比亚大学(UBC)材料工程系和生物医学工程学院的教授，也是UBC附属的髋关节健康和移动中心的研究员。他是萨斯喀彻温大学使用加拿大光源(CLS)确定髋关节病因的团队的一员植入物失败。

少数患者会出现种植体失败，通常是在种植后数年，这会导致各种症状，需要进行种植体更换。“了解是什么导致了这个问题以及如何纠正它是一项临床挑战;这就形成了当前研究的动力。”

王的团队在杂志上发表了研究结果Materialia这是寻找解决方案的三阶段努力中的第一步。

当植入物在体内分解时，它会释放出微小的金属颗粒和离子，引起所谓的局部组织不良反应(ALTRs)。该团队的研究重点是了解这些破坏性粒子的化学性质，以及它们是如何产生的。

他们的研究为研究细胞如何对微粒做出反应并引起ALTRs打开了大门。第三阶段将改进植入体的设计和材料选择，以减轻这些副作用。

他说:“我们必须先解决第一个问题，然后才能着手解决第二个和第三个问题。”

整形外科医生收集失败的植入物和组织样本在髋关节植入翻修手术中。王博士的研究团队使用CLS的VESPERS波束线分析了这些样本，发现组织中含有丰富的铬和磷的非晶态颗粒。这些颗粒是由植入体的腐蚀和运动关节的简单磨损形成的。

“人体是一个腐蚀性很强的环境，”王说。当他谈到这项工作时，他经常提到电影《异形》，在那里生物的“血”吞噬了宇宙飞船。人类的血液没有那么强的攻击性，但当金属进入我们的身体时，我们的免疫系统会抵抗外来物质。

在确定了这些粒子以及它们在CLS中是如何形成的之后，王的团队转移到了实验室。在那里，他们能够使用专门设计的磨损试验机和模拟体液复制颗粒的产生。

“我们相信这个过程已经足够接近人类环境而且产生的粒子是细胞研究的很好的候选者”，这是“植入物设计不断修改”道路上的第二步。

其中一些工作已经在进行中。王说，他的团队已经与位于不列颠哥伦比亚省里士满的一家表面工程公司合作，开发“一种耐用的坚硬涂层，基本密封植入物”，他相信这一过程将适用于所有可移动关节——臀部、膝盖、脚踝和肩膀。

虽然植入物的失败率很低，但王说，合作的努力整形外科医生病理学家、工程师和科学家将继续改进已经成功的、改变生活的技术。

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