Τα εργαλεία που κατασκευάζονται από τροποποιημένα όπλα κόλλας μπορούν τώρα να επιδιορθώσουν τα σπασμένα οστά απευθείας σε χειρουργική επέμβαση τοποθετώντας τρισδιάστατα τυπωμένα μοσχεύματα.
Ιστορικά, τα εμφυτεύματα οστών έχουν κατασκευαστεί από μέταλλο, οστό δότη και πρόσφατα 3D τυπωμένα υλικά.
Ωστόσο, σε περιπτώσεις όπου εμπλέκονται ακανόνιστα κατάγματα, αυτά τα εμφυτεύματα πρέπει να σχεδιαστούν και να παράγονται πριν από τη χειρουργική επέμβαση για να επιτρέψουν την κατάλληλη εγκατάσταση.
Το εργαλείο έχει δοκιμαστεί σε κουνέλια και αναπτύχθηκε για να δημιουργήσει γρήγορα σύνθετα εμφυτεύματα οστού χωρίς να χρειάζεται να γίνει εκ των προτέρων.
Η ομάδα βελτιστοποίησε επίσης 3D τυπωμένα μοσχεύματα οστού για την παροχή υψηλής δομικής ευελιξίας, απελευθέρωσης αντιφλεγμονώδους αντιβιοτικών και προώθηση της φυσικής αναγέννησης των οστών στη εμβολιασμένη θέση.
Elif Bayrakar/Getty Omages
“Προτείνουμε την τεχνολογία να αναπτύξει αναπτύσσοντας μια μοναδική προσέγγιση στην περιοχή Ο Jung Seung Lee, συγγραφέας μελέτης και βιοϊατρικός μηχανικός στο Sungkyunkwan του Πανεπιστημίου της Νότιας Κορέας των Βιοϊατρικών Επιστημών, σε δήλωσή του.
“Αυτό επιτρέπει εξαιρετικά ακριβή ανατομική αντιστοίχιση ακόμη και σε ακανόνιστα ή σύνθετα ελαττώματα χωρίς προεγχειρητική παρασκευή, όπως διαδικασίες απεικόνισης, μοντελοποίησης και κλάδεσης”.
Το υλικό που τροφοδοτείται στο πυροβόλο όπλο είναι ένα νήμα από δύο κύρια συστατικά: ένα συστατικό του φυσικού οστού, που είναι γνωστό ότι προάγει τη θεραπεία, που ονομάζεται υδροξυαπατίτη (ΗΑ) και ένα βιοσυμβατό θερμοπλαστικό που ονομάζεται πολυκαρβονικό (PCL).
Σύμφωνα με την ομάδα, η PCL μπορεί να υγροποιήσει σε θερμοκρασίες τόσο χαμηλές όσο 140 βαθμούς Φαρενάιτ, οι οποίες όταν εφαρμόζονται με ένα πυροβόλο όπλο που τροποποιείται από θερμότητα είναι επαρκής για να αποτρέψει τη βλάβη των ιστών κατά τη διάρκεια της χειρουργικής εφαρμογής, ενώ παράλληλα είναι σε θέση να συμμορφώνεται με τα σπασμένα οστά των οστών.
Ρυθμίζοντας την αναλογία του HA προς PCL στο νήμα, οι ερευνητές μπορούν να προσαρμόσουν τη σκληρότητα και τη δύναμη του μοσχεύματος ώστε να ταιριάζουν σε διαφορετικές ανάγκες στο σώμα.
“Δεδομένου ότι η συσκευή είναι συμπαγής και χειροκίνητη λειτουργία, οι χειρουργοί μπορούν να ρυθμίσουν την κατεύθυνση εκτύπωσης, τη γωνία και το βάθος σε πραγματικό χρόνο”, εξήγησε ο Lee.
“Επιπλέον, αποδεικνύουμε ότι αυτή η διαδικασία μπορεί να ολοκληρωθεί μέσα σε λίγα λεπτά.
Εξοπλισμός/Jeon et al.
Δεδομένου ότι η μόλυνση αποτελεί κοινή ανησυχία για τα χειρουργικά εμφυτεύματα, οι ερευνητές ενσωμάτωσαν τη βανκομυκίνη και τη γενταμικίνη, δύο αντιβακτηριακές ενώσεις, στα νημάτια.
Σε συμπαγή καλλιέργεια πιάτων και υγρό διάλυμα, το ικρίωμα του νήματος μπλοκάρει με επιτυχία Ε. Coli και S. Χρυσό κρασίΔύο κοινά βακτήρια είναι επιρρεπή σε μετεγχειρητική λοίμωξη.
Οι φυσικές ιδιότητες του ΗΑ και του PCL στα νήματα επιτρέπουν στο φάρμακο να απελευθερωθεί αργά και να εξαπλωθεί απευθείας στη χειρουργική περιοχή μέσα σε λίγες εβδομάδες.
“Αυτή η επίκαιρη μέθοδος παράδοσης έχει σημαντικά κλινικά πλεονεκτήματα στη χορήγηση συστημικής αντιβιοτικής με τη μείωση των παρενεργειών και τον περιορισμό της ανάπτυξης της αντοχής στα αντιβιοτικά, ενώ παράλληλα προστατεύει αποτελεσματικά τις μετεγχειρητικές λοιμώξεις”, δήλωσε ο Lee.
Ως απόδειξη της έννοιας, η συσκευή έχει δοκιμαστεί σε σοβαρά μηριαία κατάγματα σε κουνέλια. Μέσα σε 12 εβδομάδες μετά τη λειτουργία, δεν βρέθηκαν σημάδια μόλυνσης ή βλάβης ανθρώπινου ιστού σε σύγκριση με τα κουνέλια που μεταμοσχεύθηκαν με τσιμέντο οστού και το αποτέλεσμα αναγέννησης των οστών ήταν μεγαλύτερη, η οποία χρησιμοποιήθηκε για τη θεραπεία των ελαττωμάτων των οστών.
“Το ικρίωμα δεν είναι μόνο για την ενσωμάτωση με τον περιβάλλοντα οστικό ιστό, αλλά και σταδιακά υποβαθμίζεται και αντικαθίσταται από πρόσφατα σχηματισμένα οστά”, εξήγησε ο Lee.
“Τα αποτελέσματα δείχνουν ότι η ομάδα εκτύπωσης έδειξε εξαιρετικά αποτελέσματα σε βασικές δομικές παραμέτρους όπως η επιφάνεια των οστών, το πάχος του φλοιού και οι πολικές στιγμές αδράνειας, υποδεικνύοντας ότι η επούλωση και η ολοκλήρωση των οστών είναι πιο αποτελεσματικές”.
Οι ερευνητές σχεδιάζουν να βελτιστοποιήσουν περαιτέρω το αντιβακτηριακό δυναμικό των διαδικασιών ικριώματος και προετοιμασίας για τις δοκιμές των ανθρώπινων.
“Η κλινική υιοθεσία θα απαιτήσει τυποποιημένες διαδικασίες παραγωγής, αποδεδειγμένα πρωτόκολλα αποστείρωσης και προκλινικές μελέτες μεγάλων ζωικών μοντέλων για την εκπλήρωση των κανονιστικών προτύπων έγκρισης”, δήλωσε ο Li.
“Εάν αυτά τα βήματα εφαρμόζονται με επιτυχία, οραματίζουμε αυτήν την προσέγγιση ως πρακτική και άμεση λύση για την άμεση επισκευή των οστών στο χειρουργείο”.
Νέος Οι ερευνητές έχουν έρθει σε επαφή με πρόσθετα σχόλια.
Έχετε μια συμβουλή για ιστορίες υγείας Νέος Πρέπει να καλύπτεται; Έχετε ερωτήσεις σχετικά με τα οστά; Ενημερώστε μας στο health@newsweek.com.
παραπέμπω
Jeon, IY, Jeon, YM, Choi, JH, Lee, S., Kim, Μ., Kim, JH, Lee, JS, JS, Hwang, J., Jeong, D., Carroll, GA, GA, Wentworth, Α. Εξοπλισμός, 3. https://doi.org/10.1016/j.device.2025.100873
