Вчені розробили «клейовий пістолет», який за допомогою 3D-друку переносить кісткові трансплантати безпосередньо на переломи

Команда дослідників модифікувала клейовий пістолет для друку кісткоподібного матеріалу безпосередньо на переломі. (Зображення: Device / Jeon et al. CC BY-SA)

Дослідники модифікували стандартний клейовий пістолет для нанесення на переломи за допомогою 3D-друку матеріалу, схожого на кістку, що відкриє шлях для його використання в операційних.

Пристрій, який досі тестували на кроликах, буде особливо корисним для фіксації переломів неправильної форми під час операції, кажуть дослідники.

«Наскільки мені відомо, практично немає попередніх прикладів застосування цієї технології безпосередньо як замінника кісткової тканини», – розповів Live Science в електронному листі співавтор дослідження Чон Син Лі, біомедичний інженер з Університету Сунгкюнван у Південній Кореї. «Це робить цей підхід досить унікальним і відрізняє його від традиційних методів».

Вам може сподобатися

Вчені перетворюють сечу на матеріал, придатний для медичних імплантів
Нове біонічне коліно безпосередньо з'єднується з м'язами та кістками, щоб відчуватися більше як тіло користувача
Ранні випробування нового безлазерного лікування очей є багатообіцяючим

Зазвичай, великі переломи або інші дефекти кісток вимагають кісткової пластики та використання металевого кріплення, такого як штифт або пластина, для підтримки зламаної кістки під час її загоєння. Але оскільки форма цих імплантатів не є специфічною для перелому конкретного пацієнта, це може призвести до поганого вирівнювання та порушення стабільності кістки.

Попередні дослідження показали, що можна виготовляти кісткові трансплантати за індивідуальними замовленнями для окремих пацієнтів за допомогою 3D-друку, але їх виготовлення вимагало значного часу та зусиль, що перешкоджало їх використанню на ходу під час операції.

Тепер, у дослідженні, опублікованому в п'ятницю (5 вересня) в журналі Device, Лі та його колеги детально описали свій новий метод 3D-друку кісткового замінника безпосередньо на перелом за допомогою клейового пістолета. У дослідженні вони успішно випробували технологію на кроликах з переломами ніг.

У базовому 3D-друку зазвичай використовується гнучка пластикова нитка, яку нагрівають, а потім формують у потрібну форму. Але Лі та його колеги створили нитку, що складається з двох матеріалів: полікапролактону (PCL), який використовувався в попередніх дослідженнях для створення біорозкладних кісткових каркасів, та гідроксиапатиту (HA), мінеральної форми кальцію, важливої для структури кісток. Вони також додали до нитки два антибіотики, щоб запобігти інфекції; ці препарати повільно дифундують з нитки протягом кількох тижнів.

Використовуючи клейовий пістолет, модифікований для екструдування кальцієвої нитки за низької температури, дослідники створили невеликі форми, які охолоджувалися до температури тіла протягом 40 секунд. Потім вони змогли друкувати 3D-кісткові трансплантати безпосередньо на переломи та дефекти під час операцій на лабораторних кроликах.

«Це підкреслює значну перевагу з точки зору скорочення часу операції та підвищення ефективності процедури в реальних хірургічних умовах», – сказав Лі у своїй заяві.

Дослідники випробували свої кісткові трансплантати, надруковані за допомогою 3D-принтера, на новозеландських білих кроликах (Oryctolagus cuniculus). Вони фіксували переломи металевими пластинами та гвинтами, а потім заповнювали дефекти кісток кроликів або спеціальним кісткоподібним філаментом, або традиційним кістковим цементом, і спостерігали за прогресом кроликів протягом 12 тижнів.

ПОВ'ЯЗАНІ ІСТОРІЇ

—Загадкові мігрені після операції на серці нарешті можуть бути пояснені

— Загрожуючі життю «витоки» після операції можна буде швидше виявляти за допомогою нового крихітного пристрою

— Лікарі проводять першу в своєму роді операцію на мозку плода в утробі матері

Кролики, які отримували нове лікування переломів, мали кращі результати, включаючи краще формування кісткової тканини та щільніший ріст кісток протягом трьох місяців, порівняно з кроликами, які отримували традиційне лікування. До кінця періоду дослідження експериментальний кістковий матеріал деградував приблизно на 10%, зазначили вони.

«Ми підтвердили терапевтичний потенціал цієї технології, використовуючи модель на кроликах», – сказав Лі виданню Live Science, зазначивши, що необхідні подальші дослідження на більших тваринних моделях, перш ніж технологію можна буде використовувати на людях. Тим не менш, сказав Лі, – «ми вважаємо, що цей підхід має потенціал для ширшого використання в майбутній травматологічній хірургії».

Крістіна Кіллгроув, штатна авторка

Крістіна Кіллгроув — штатна авторка Live Science, яка спеціалізується на новинах археології та палеоантропології. Її статті також публікувалися в таких виданнях, як Forbes, Smithsonian та Mental Floss. Крістіна має ступінь доктора філософії з біологічної антропології та ступінь магістра класичної археології Університету Північної Кароліни, а також ступінь бакалавра з латинської мови Університету Вірджинії. Раніше вона була професором та дослідником університету. Вона отримала нагороди від Товариства американської археології та Американської антропологічної асоціації за свої наукові статті.

Ви повинні підтвердити своє публічне ім'я, перш ніж коментувати

Будь ласка, вийдіть із системи, а потім увійдіть знову. Після цього вам буде запропоновано ввести своє ім'я для відображення.

Вийти Читати далі

Вчені перетворюють сечу на матеріал, придатний для медичних імплантів

Нове біонічне коліно безпосередньо з'єднується з м'язами та кістками, щоб відчуватися більше як тіло користувача

Ранні випробування нового безлазерного лікування очей є багатообіцяючим

Вчені винайшли дивні, змінюючі форму «електронні чорнила», які можуть дати початок новому поколінню гнучких гаджетів

Кератин, отриманий з овечої вовни, відновлює зуби за допомогою прориву

Вчені давали мишам вакцини від грипу, чистячи їхні крихітні зуби зубною ниткою — і це спрацювало.

Наукові новини цього тижня: ключова атлантична течія наближається до колапсу, найбільший у світі айсберг руйнується, а мозок миші переписує нейронауку

Наукові новини цього тижня: перша у світі трансплантація легень від свині людині, і SpaceX Starship успішно здійснив випробувальний політ

Ранні випробування нового безлазерного лікування очей є багатообіцяючим

У Китаї вперше в історії здійснили спробу пересадки легень від свині людині людині зі смертю мозку

Чи жінки менш чутливі до анестезії, ніж чоловіки?

У «надзвичайно рідкісному» випадку мешканець Мічигану помер від сказу після пересадки нирки, що містить вірус. Останні новини

«Я довіряю ШІ, як моряк довіряє морю. Він може занести вас далеко, або ж може втопити»: результати опитування показують, що більшість не довіряє ШІ

Всього одна доза ЛСД може полегшити тривогу на місяці, згідно з дослідженням

Вчені винайшли «спермоботів», яких вони пілотували через штучну шийку матки та матку

Рибалки виявили в Карибському басейні першу у своєму роді яскраво-помаранчеву акулу з двома рідкісними захворюваннями

Вчені розробили «клейовий пістолет», який за допомогою 3D-друку переносить кісткові трансплантати безпосередньо на переломи

Ураган Кіко 4-ї категорії прямує до Гаваїв, але він ослабне, перш ніж досягне їх, прогнозують синоптики ОСТАННІ СТАТТІ

Розпечена «піщана батарея» тепер опалює невелике фінське містечко.

2 Чи існують альфа-самці насправді?

3Наукові новини цього тижня: ключова атлантична течія наближається до руйнування, найбільший у світі айсберг руйнується, а мозок миші переписує нейронауку

4. Перші магнітні поля Всесвіту були «порівнянні» з людським мозком — і досі існують у «космічній павутині».

5. «Я довіряю ШІ, як моряк довіряє морю. Він може занести вас далеко, або ж може втопити»: результати опитування показують, що більшість не довіряє ШІ

Live Science є частиною Future US Inc, міжнародної медіагрупи та провідного цифрового видавництва. Відвідайте наш корпоративний сайт.