08 februari 2024

Att få en höftprotes att sitta kvar kan vara svårare än man tror. Därför har cellbiologen Anna Fahlgren slagit ihop sig med materialforskaren Emma Björk. Tillsammans ska de använda nanomaterial som kan bidra till en bättre läkprocess och snabbare återhämtning för patienten.

Forskare (Emma Björk, sittandes, Anna Fahlgren, står) i labb. Emma Björk och Anna Fahlgren är forskare från två vitt skilda dicipliner. Med ett tvärvetenskapligt angreppssätt kommer deras respektive grundforskning nära praktisk tillämpning. Thor Balkhed

Knak! Lårbenshalsen går av – ett vanligt benbrott hos äldre personer. Läkningen hos äldre är långsam och benbitarna är svåra att fixera nära en led. Därför brukar den vanligaste lösningen vara att ersätta höftkulan och lårbenshalsen med ett implantat i form av en höftprotes. 

För att ingreppet ska bli lyckat behöver implantatet och benet växa ihop till ett. Forskare i labb.Forskningsingenjör Aneta Liszka jobbar med benceller i Anna Fahlgrens labb. Foto Thor Balkhed Men det är inte så enkelt som det låter även om man skulle kunna tro att läkningen är optimerad av naturen. Hos 1 av 20 patienter lossnar implantatet från benet. Det beror på att benet som protesen fäster i bryts ner av olika anledningar. Det är kostsamt för vården att åtgärda och oerhört smärtsamt för patienten. 

Många olika perspektiv

Men varför benet bryts ner är inte helt klarlagt. Tidigare forskning som finns i medicinsk litteratur har visat sig stämma dåligt överens med observationer på ortopediska kliniker. Porträtt Emma Björk.Emma Björk, universitetslektor vid Institutionen för fysik, kemi och biologi.  Foto Thor Balkhed En forskargrupp vid Linköpings universitet försöker dels förstå varför benet bryts ner, dels vad som kan göras för att förhindra nedbrytningen och göra att implantatet fäster. För att lyckas krävs flera olika perspektiv. 

– När ni pratar i medicinska termer om osteoblaster och osteoklaster till exempel, kan det vara väldigt svårt att hänga med. Jag får googla ganska mycket. Men jag tänker att det är samma sak för er när jag prator om olika kemiska bindningar i materialet, säger Emma Björk, materialforskare vid Institutionen för fysik, kemi och biologi. 

Anna Fahlgren, professor och cellbiolog vid Institutionen för biomedicinska och kliniska vetenskaper, fyller i:

– Jo, men jag tror att vi också är ganska bra på att prata med varandra. Att vi inte lämnar ett möte och tror att vi har förstått. Vi ritar mycket när vi pratar med varandra.

"Inbakat" läkemedel

Tillsammans ska de försöka utveckla en metod där ett ortopediskt implantat kan fästa bättre i benet med hjälp av material som har porer som endast är några nanometer stora. I det nanoporösa materialet kan forskarna sedan ”baka in” olika typer av läkemedel och antibiotika som frisätts lokalt.

Porträtt Anna Fahlgren.Anna Fahlgren, professor vid Institutionen för biomedicinska och kliniska vetenskaper. Foto Thor Balkhed

Tidigare har de kunnat visat att infästningen blir starkare när ett läkemedel mot benskörhet, bisfosfonater, finns i nära anslutning till gränsskiktet mellan implantatet och benet. 

Tanken just nu är att implantatet beläggs med en nanoporös film där bisfosfonater är inbakade. Tack vare en ny metod kan även väldigt små och täta tredimensionella ytor, som implantatskruvar med täta gängor, beläggas. 

– Min specialitet är att jag kan kontrollera stabiliteten hos de här nanoporösa materialen så att de kan brytas ner i rätt tid för att leverera läkemedel på ett kontrollerat sätt. Med den här metoden kan vi öppna upp för att i framtiden använda helt nya läkemedel som annars skulle vara för giftiga för kroppen, säger Emma Björk.

Syfte och tydlig tillämpning

Både Emma Björk och Anna Fahlgren jobbar till stor del med grundforskning men de är överens om att det är viktigt att ha ett syfte med forskningen. Den ska ha en tydlig tillämpning och komma till nytta för att det ska vara motiverat att jobba med.

Skruvar.Implantatskruvarna som Emma Björk belägger är bara ett par millimeter stora. De nanoporösa filmerna blir ett tunt lager över skruvhuvud och gängor. Foto Thor Balkhed

Men att ta forskningen från labbet till ortopedkliniken kommer att vara en utmaning. Både anslagen för tvärvetenskaplig forskning är sällsynta och lagstiftningen för en produkt sprungen ur mötet mellan två discipliner kan bli problematisk.

I och med att det handlar om frisättning av läkemedel från ett implantat blir det en så kallad kombinationsprodukt. Det innebär att produkten måste accepteras som en produkt i en lagstiftning och som läkemedel i en annan. Anna Fahlgren menar att det är bland det svåraste att lyckas med:

– Så att vi tänker att om vi gör tillräckligt bra grundforskning som kan tillämpas då kanske något implantatföretag skulle kunna vara intresserad av det. För vi vill att det ska användas. Och vi vet att det finns en jättestor stort behov både inom protesvården och inom traumavården.Forskare arbetar i dragskåp.De nanoporösa filmerna skapas i en lösning i ett dragskåp. Foto Thor Balkhed

Fakta ben: Benvävnad bygger upp skelettet. Det finns i huvudsak två typer av benvävnad – kompakt och porös. Vävnaderna bryts ner och byggs upp genom hela livet. Cellerna som ser till att det händer kallas osteoblaster och osteoklaster. Osteblaster ser till att benvävnaden byggs upp medan osteoklaster ser till att den bryts ner. Vanligen är dessa cellers funktion i balans. Men vid ett implantat kan en obalans inträffa och med vävnad bryts ner än som byggs upp och då riskerar protesen att lossna.

När vi samarbetar över gränser når vi längre

Kontakt

Forskning

Senaste nytt från LiU

Porträtt av professor Gustav Tinghög.

Forskare överskattar sin egen hederlighet

Den genomsnittlige forskaren tycker sig vara bättre än kollegorna på att följa god forskningssed. De tycker även att det egna forskningsfältet är bättre än andra. Det visar en studie som forskare vid Linköpings universitet gjort.

Deras projekt måste hålla för en rymdfärd

Swedish space corporation gav LiU-studenterna drömuppdraget: Utveckla en trycksäker apparat. Som innehåller ett experiment. Och som ska skjutas ut i rymden.

Porträtt på professor Zoran Slavnic.

Bosniska flyktingar klarade sig trots ovisshet

Två grupper flydde i omgångar från kriget i Bosnien. Den ena fick snabbt permanent uppehållstillstånd i Sverige medan den andra fick leva i ovisshet. Nu har forskare vid LiU undersökt vad det fick för följder. Resultatet är oväntat.