Ortopediska implantat är konstgjorda anordningar som är inbyggda i ben och leder för att återställa normal funktion. Ofta fungerar ortopediska implantat som ledersättningar i de fall höft, knä, axel eller armbåge har skadats av skada eller av sjukdomar som artros, där slitage på leder leder till smärta och stelhet. Ortopediska implantat används vanligtvis endast när icke-kirurgiska behandlingsmetoder har misslyckats. De tenderar att slitas ut efter ett antal år och av denna anledning kan implantat som ges till yngre personer behöva bytas ut någon gång.
Ett antal olika material används för att tillverka ortopediska implantat, inklusive plast, keramik och metaller som rostfritt stål och titan. Implantat kan fästas på plats på en mängd olika sätt. Cement eller skruvar kan användas för att förankra dem, eller så kan de hållas på plats av trycket från omgivningen. Ofta kan ben som växer in från runt ett ortopediskt implantat hjälpa till att säkra det. Ibland cementeras en del av ett implantat medan en annan del inte är det, vilket är fallet för en typ av höftprotes, kallad hybrid, där skaftet som bär kuldelen av leden kan fixeras med cement medan mottagningsskålen är inte.
Titan ortopediska implantat har fördelarna av att vara starka men ändå lätta, och kroppen reagerar vanligtvis inte på dem. En nackdel är att det är svårt för benceller att fastna på metallens blanka yta, vilket gör det svårt för fusion med ben att ske som en del av läkningsprocessen. Framsteg inom forskningen är att hitta nya sätt att etsa mikroskopiska rör som kallas nanorör i ytan av titan, en process som tidigare var för dyr för att vara praktisk. Strukturen hos dessa nanorör gör dem attraktiva för vatten och ger en lämplig miljö för tillväxt av celler.
Även om ortopediska implantat har fördelar, som att öka rörligheten och minska smärtan i samband med skada eller degenerativ ledsjukdom, finns det vissa nackdelar som uppstår ibland. Implantat kan lossna eller gå sönder, och sällan kan kroppen reagera mot dem. Ibland kan infektion komma in, vilket kan göra det nödvändigt att byta ut ett implantat. Bakterier kan växa på ytan av ett ortopediskt implantat och bilda en så kallad biofilm, och för att lösa detta måste implantatet tas bort och infektionen behandlas innan en ersättning kan installeras. Forskning om vad som kallas hydrogeler kan ge hopp för framtiden, eftersom dessa vattenabsorberande ämnen är ovänliga mot bakterier, samtidigt som de tillåter tillväxt av benceller, och de kan läggas till ytan av ett implantat för att minimera risken för infektion tar tag.