(PhysOrg.com) -- Le titane et ses alliages ont une longueur d'avance sur tous les autres matériaux utilisés pour fabriquer les implants orthopédiques utilisés par les chirurgiens pour réparer les os et les articulations endommagés. Ils sont légers, super fort, et pratiquement inerte à l'intérieur du corps. Mais que les implants soient destinés à votre genou, ta hanche, votre colonne vertébrale ou votre mâchoire, le métal argenté a un gros inconvénient.

"Le titane a une surface miroir, " dit Tolou Shokufar, un doctorant en génie mécanique-génie mécanique. Les cellules n'y adhèrent pas très bien, les implants sont donc souvent rendus rugueux avant d'être placés dans le corps.

Un bon moyen de rendre le titane rugueux est d'y graver des nanotubes, car ils offrent une superbe surface sur laquelle les cellules osseuses peuvent s'accrocher dans le cadre du processus de guérison. Mais graver des nanotubes dans l'alliage de titane préféré des chirurgiens n'est pas bon marché. Les techniques conventionnelles nécessitent du platine, qui coûte plus de 1 $, 700 l'once.

Grâce à son travail de doctorat avec le professeur Craig Friedrich, directeur de l'Institut des technologies multi-échelles, Shokufar a développé un moyen moins coûteux de graver des nanotubes dans l'alliage de titane. Dans une solution faible de fluorure d'ammonium, elle plonge deux tiges, l'un de l'alliage, un autre en cuivre, et les raccorde à une source d'alimentation. Un courant électrique circule dans le cuivre, à travers la solution et le titane.

« Il corrode la couche de dioxyde de titane sur le titane sous forme de tube, " Shokufar dit, fabriquer des nanotubes d'environ sept microns de long et cent nanomètres de diamètre. Cultiver le tube idéal prend environ deux heures.

Ensuite, elle applique de la chaleur et de la pression sur l'alliage de titane, recuire les nanotubes pour leur donner un aspect hydrophile, structure cristalline. La surface attire non seulement l'eau, les tests montrent qu'il fournit un endroit convivial pour la croissance des cellules. Shokufar a mené des expériences avec des fibroblastes - des cellules qui fabriquent du tissu cicatriciel - montrant qu'ils se développent plus rapidement sur une couche de ses nanotubes de dioxyde de titane que sur la surface non altérée de l'alliage de titane. Prochain, elle vise à faire une expérience similaire avec des ostéoblastes osseux.

Parce que les nanotubes sont chimiquement identiques à l'alliage de titane, Shokufar s'attend à ce que son innovation puisse être approuvée pour un usage médical avec une relative facilité. Il peut également avoir une grande variété d'autres applications, allant de l'administration de médicaments aux cellules solaires à la production d'hydrogène.

Sa technique semble simple, mais ça n'a pas commencé comme ça. « Il a fallu beaucoup de temps pour comprendre, " elle dit. « Je passerais des jours et des jours sous le SEM, et quand je me suis endormi, J'ai vu des nanotubes à l'intérieur de mes paupières.

Cela valait la peine de voir les feuilles parfaites de nanotubes pousser sous ses soins, toutefois. « Je les aime vraiment, " elle dit. « Ils sont comme mes bébés.