Медицинские исследования, проведенные в Университете Пердью (Уэст-Лафайетт, штат Индиана) показали, что клетки костной ткани лучше "сращиваются" с имплантантом, когда тот имеет на поверхности объемную фактуру размером порядка 100 нанометров.

Титановая поверхность современных штырей, вставляющихся в кость при закреплении искусственного сустава, относительно гладкая. Она имеет шероховатость размером всего в несколько микрон, поэтому клетки человеческого организма, размер которых значительно меньше, воспринимают металлическую поверхность как ровную, распознавая, тем самым, искусственное происхождение протеза, что приводит к воспалению и последующему отторжению имплантанта.

Эксперименты, проведенные Джеремией Эджофором при помощи ассистента Томаса Вебстера показали, что нанесение на титановую пластину поверхностного рельефа с нанометровым разрешением повысило приживаемость костных клеток на 60 процентов.

Пока эти эксперименты проводились лишь в чашке Петри. Эджофор и Вебстер добавили мельчайшие частицы титана в раствор, содержащий клетки костной ткани. Через три часа чашку промыли и исследовали титановые частицы с помощью микроскопа, чтобы подсчитать количество приставших к металлу клеток. Из находившихся в растворе 2500 клеток на металле остались около 2300, то есть более 90 процентов. Подобных результатов удалось добиться для сплава титана с алюминием и ванадием, а также для сплава кобальта, хрома и молибдена, тоже использующихся для изготовления искусственных суставов. Для сравнения, при подобных опытах с несколько более гладкой металлической поверхностью удается закрепить на ней не более 50 процентов клеток.

"Сегодня, к сожалению, средний срок службы суставных протезов не превышает пятнадцати лет. В дальнейшем происходит отделение их от костной ткани, что сопровождается дикими болями у пациентов. Как только мы доведем наше открытие до стадии коммерческого внедрения, эта проблема будет решена", - заявил Вебстер.