Select Page

Dr. Antonino Mazzonello, xjentist ta’ 28 sena, riċentament għadu kif lesta r-riċerka għad-dottorat fid-Dipartiment tal-Metallurġija u l-Inġinerija tal-Materjali fil-Fakultà tal-Inġinerija. Fid-dottorat tieghu, Antonino investiga u eżamina materjali differenti b’mod speċifiku l-impjanti li jintużaw fl-operazzjoni tal-ġenbejn (dik li hi magħrufa bħala hip replacement). Antonino esplora ukoll l-użu ta’ coatings innovativi fuq il-materjali sabiex jgħinu jtawlu l-ħajja (lifespan) tal-impjanti.

Antonino spjega kif waqt li qed nimxu, l-għadma l-kbira tas-saqajn (il-femur, speċifikament il-femoral head) il-ħin kollu ddur fl-għadma tal-ġenbejn (acetabulum). Dawn l-għadam qegħdin joperaw fil-ġisem fejn hemm ambjent aħrax li kapaċi jiddegrada l-għadam kemm b’mod mekkaniku kif ukoll b’mod kimiku.

Biż-żmien, speċjalment f’età avvanzata, dawn il-ġogi hemm ċans li jibdew jittieklu u f’ċerti każijiet il-ġisem ma jkunx iktar kapaċi jew ma jirnexxilux ifieq jew isewwi l-ħsarat li hemm. F’dan il-każ il-persuna tibda tħoss ċertu uġigħ fil-ġenbejn u għalhekk ikun hemm bżonn ta’ kirurġija biex tbiddel il-ġenbejn (hip replacement).

Fl-operazzjoni tal-ġenbejn, l-għadma titneħħa biex tiġi mibdula għal impjant li tkun magħmula minn taħlita ta’ metalli u plastik. Bħalissa, l-iktar tip ta’ metall komuni li qed jintuża huwa alloy ta’ Cobalt-Chromium-Molybdenum (CoCrMo). Dan hu materjal u metall li pjuttost hu b’saħħtu u li hu tajjeb biżżejjed li jkun jista’ jirreplika l-funzjoni tal-għadma li ġiet imneħħija.

Madankollu, dawn l-impjanti, bħal kollox fid-dinja, għandhom it-tul taż-żmien tagħhom. Waqt l-attivitajiet tagħna fil-ħajja ta’ kuljum, il-materjali li jintużaw fl-operazzjoni minflok l-għadma jibdew jittieklu wkoll. Eventwalment, wara numru ta’ snin, ikun hemm bżonn li dawn l-impjanti jerġgħu jinbidlu. Dan ifisser li jrid ikun hemm it-tieni operazzjoni (revision surgery). Din it-tieni operazzjoni mhix ideali għall-pazjent, speċjalment jekk dan ikun kbir fl-età.

Bħalissa l-ikbar diffikultà hija li kemm jista’ jkun tiġi evitata din it-tieni operazzjoni. U hawnhekk fejn tibda tidħol sew ir-riċerka ta’ Antonino. L-iskop tar-riċerka ta’ Antonino kienet li jkompli jtejjeb il-materjali li jintużaw fl-applikazzjoni tas-sostituzzjoni tal-ġenbejn u jtawwal il-ħajja tal-impjant kemm jista’ jkun.

Fid-dottorat tiegħu Antonino studja kif jista’ jbiddel l-wiċċ tal-materjal bi proċess magħruf bħala surface engineering, fejn jiġi applikat coating fuq wiċċ il-materjal sabiex jiġi iktar reżistenti. L-għan ta’ dan il-coating huwa li jtawwal il-ħajja tal-materjali li jintużaw fl-impjant u biex finalment titnaqqas il-probabbiltà li l-pazjent ikollu jerġa’ jgħaddi minn operazzjoni oħra.

Dawn il-coatings jikkonsistu minn tip ta’ ċeramika. Filwaqt li l-ħxuna ta’ xagħra ta’ bniedem hi madwar 75 μm, il-ħxuna ta’ dawn il-coatings hu madwar 2 μm, jiġifieri madwar 35 darba iżgħar. Dawn il-coatings ġew ippreparati b’teknoloġija avvanzata, li tissejjaħ Physival Vapour Deposition, teknika versatili ħafna għaliex biha tkun tista’ tikkontrolla l-ħxuna tal-coating kif ukoll xi propjetajiet li tixtieq li jkollu l-coating.

Biex wieħed ikun jaf kemm hu tajjeb dan il-materjal/coating u kemm hu promettenti, dan il-materjal ġie espost għal numru ta’ testijiet fil-laboratorji. Antonino ħadem fuq kampjuni tal-metall li normalment jintuża fl-impjanti, alloy ta’ CoCrMo. Ftit minn dawn il-kampjuni ma kellhomx coating u kampjuni oħra kellhom coatings applikati fuqhom.

Fl-istudju tiegħu, Antonino beda billi ikkaraterizza l-materjali billi għamel użu ta’ tagħmir avvanzat bħal scanning electron microscope u x-ray diffraction. Wara dan saru sett ta’ esperimenti li jittestjaw ir-reżistenza tal-kampjuni kontra d-degradazzjoni kemm mekkanika kif ukoll kontra d-degradazzjoni kimika. Wara numru ta’ testijiet, li jdumu għaddejjin numru ta’ xhur, il-prestazzjoni tal-materjali innovativi li ġew ittestjati jitqabblu ma’ materjali illi jkunu preżentament jintużaw fl-operazzjoni tal-ġenbejn.

Fir-riċerka tiegħu, Antonino ra riżultati promettenti. Ra li dan il-coating kien iebes ħafna, kellu frizzjoni baxxa (importanti ħafna għaliex inqas ma jkun hemm frizzjoni inqas hemm ċans ta’ degradazzjoni u allura dan ifisser ukoll li l-pazjent iħoss inqas uġigħ waqt li jimxi jew jagħmel attivatijiet oħra) u ra ukoll li dan il-coating kien kapaċi ikun iktar reżistenti għall-ambjent aħrax li nsibu fil-ġisem.

X’inhu l-pass li jmiss?

Antonino spjega li l-uzu ta’ surface engineering għandu l-isfidi tiegħu. “Sakemm il-coating ma jinqasamx jew ikollu xi ħsara, se jissodisfa l-funzjoni perfettament. Madankollu, il-coating għandu r-riskju li jitkisser jew jinqala’, u dan jista’ jintroduċi sett ġdid ta’ problemi.”

“Riżultat ta’ dan, dawn l-uċuħ ġodda jridu jiġu ttestjati bir-reqqa ma’ standards Ewropej u Amerikani. Għalhekk, bħala pass li jmiss, ikun ideali li jiġi applikat coating fuq impjant li normalment jintuza fl-operazzjoni tal-ġogi fil-ġenbejn, u jiġi ttestjat tali impjant f’simulatur tal-ġogi fil-ġenbejn.”

Rikonoxximent tal-fondi:

Din ir-riċerka kienet possibbli grazzi għall-fondi mill-borża ta’ studju Endeavor Scholarship li hi parzjalment finanzjata mill-Unjoni Ewropea – European Social Fund (ESF) – Operational Programme II – Cohesion Policy 2014-2020 ‘Investing in human capital to create more opportunities and promote the well-being of society’.

Ikkumenta

Enable Notifications    OK No thanks