Ett smörjskikt av grafitiskt kol bildas naturligt i lederna av metall-på-metall höftimplantat, visar en ny studie. Det här fasta lagret, som produceras i kroppen, är mer som ett industriellt smörjmedel än fogvätska. Resultatet kan hjälpa forskare att utforma långvariga metall-på-metall-höfter för behandling av artrit och andra gemensamma störningar.

Röntgen av höftregionen med ett metall-på-metall-implantat överlagrat.

Artrit är ett smärtstillande tillstånd som ofta kännetecknas av inflammation i lederna. Det är en vanlig orsak till funktionshinder hos människor som de åldras. Betennandet i en artritisk ledd kan skada vävnad och ben, så småningom göra leden extremt smärtsamma. För att behandla tillståndet återuppstår kirurger eller ersätter fogen med ett implantat.

De vanligaste höftimplantaten är gjorda av metall och polyeten, en form av plast. Men över tiden slits metall- och plastfogar ned och brutna bitar kan skada det kvarvarande benet och vävnaden i höften. Under de senaste 10-åren har alla metallfogar blivit alltmer populära, eftersom de i allmänhet är mer stabila och hållbara. I vissa fall kan emellertid metall-på-metallimplantat fortfarande kasta skadliga metallskräp genom slitage och korrosion.

Metall-på-metall leder är inte konstruerade med smörjning, men med användning visas ett tunt skikt i fogen mellan bollen och uttaget. Detta skikt, som bildar mellan 2-gnidningsmetallytorna, är känt som ett tribologiskt skikt. Forskare trodde initialt att den var gjord av proteiner och annat biologiskt material, som smörjningen i en normal ledd.

Dr. Joshua Jacobs of Rush University Medical Center och Dr. Laurence Marks of Northwestern University organiserade ett forskargrupp för att undersöka smaken av tribologiska lagret.

Forskarna undersökte det tribologiska lagret på 7 all-metal leder som hade tagits bort från patienter. De skrapade bort en bit av skiktet och analyserade den genom elektronenergi förlust spektroskopi, en metod som avslöjar den typ av atomer som finns i ett material. Till deras förvåning upptäckte de att skiktet bestod av en stor del av grafitkol, med mycket lite, om något, protein.

Att veta att strukturen är grafit kol öppnar verkligen möjligheten att vi kan manipulera systemet, säger medarbetare Dr. Alfons Fisher vid universitetet i Duisburg-Essen, Tyskland. Vi har nu ett mål för hur vi kan förbättra prestanda för dessa enheter.

Med dessa insikter kan forskare sträva efter att skapa säkrare, långvariga höftimplantat genom att uppmuntra grafitiskt kol för att hålla fast vid implantatets metall.

• 
  http://www. niams. nih. gov/Health_Info/Hip_Replacement/default.
• 
  http://www. niams. nih. gov/Health_Info/Arthritis/default.
• 
  http://www. fda. gov/MedicalDevices/ProductsandMedicalProcedures/ImplantsandProsthetics/MetalonMetalHipImplants/ucm241762.