Шведські винахідники розробили нову технологію для лікування складних переломів кісток без використання металевих пластин, які часто призводять до ускладнень. Ідея вчених полягає у скріпленні зламаних частин кістки за допомогою гвинтів та фотокомпозитного матеріалу, який забезпечує індивідуальний підхід до лікування переломів. Технологія детально описана в журналі Advanced Functional Materials.
Демонстрація скріплення кісток за допомогою технології AdhFix. Royal Institute of Technology
Навіщо нам нові технології?
Переломи кісток — одна з найчастіших причин звернення людей будь-якого віку до травматологів. Це болюче ураження, яке може надовго обмежити звичну активність людини, тим більше, що лікування переломів вимагає знерухомлення частини тіла для забезпечення правильного зростання кістки. При простих переломах зазвичай достатньо використання зовнішніх медичних шин, часто у вигляді гіпсових пов'язок. Але складні, множинні переломи можуть вимагати проведення оперативного втручання, під час якого зламані частини кістки скріплюють за допомогою металевих пластин та гвинтів. Це ефективний підхід до лікування важких переломів, але він має деякі недоліки. Один із них полягає у складності виготовлення пластин індивідуальної форми, що підходитиме до особливостей анатомії пошкодженої ділянки тіла пацієнта. Іншим обмеженням є ризик прикріплення прилеглих м'яких тканин до імплантатів і формування спайок, що може суттєво обмежити рухливість кінцівки та є частим ускладненням встановлення пластин при переломах фаланг пальців. У новій роботі вчені Королівського технологічного університету запропонували новітній підхід, який дає змогу обійти ці обмеження.
Що пропонують дослідники?
Автори розробили новий спосіб знерухомлення та скріплення заламаних частин кістки, названий системою AdhFix. Він подібний до стандартного лікування, утім, має вагому відмінність. Як і у випадку металевих пластин, процедура включає в себе вкручування гвинтів у кожну частину кістки, яка потребує стабілізації. Головки гвинтів при цьому повинні залишатися над поверхнею кістки, оскільки вони слугуватимуть як основа для прикріплення з'єднувального матеріалу. Останній, замість металу, являє собою м'який і податливий композит, яким можна з легкістю з'єднати усі гвинти в потрібній конфігурації. Він формується пошаровим нанесенням на кістку волокнистого поліетилентерефталату (ПЕТ) та щільного полімерного композиту з гідроксиапатитом. Після того, як матеріал потрібної форми нанесено на кісткову тканину, необхідно опромінити його потужним видимим світлом світлодіодної лампи, яка застосовується, наприклад, у стоматології. Це спричиняє затвердіння матеріалу протягом кількох секунд, який відтепер виконуватиме ті ж функції, як і металева пластина, але без властивих їй ускладнень.
Технологію вже перевірили в дослідах?
Дослідники провели декілька випробувань свого методу скріплення кістки. Спершу їм вдалося успішно з'єднати кістки розтрощеного черепа, ребер та кінцівок неживої свині.
Скріплення зламаних кісток черепа свині за технологією AdhFix. Royal Institute of Technology
У дослідах на людських трупах із переламами фаланг AdhFix витримав повторювані згинання й розгинання пальців без відкріплення від кістки. Тоді вчені провели тестування винаходу на живих лабораторних пацюках із переламами стегнової кістки. У тварин успішно загоювалися пошкодження кінцівок і не спостерігалося жодних негативних ефектів від лікування за технологією AdhFix, як-от прилипання до матеріалу м'яких тканин.
Компанія Biomedical Bondings планує зробити технологію доступною у ветеринарній медицині до 2022 року, а до 2024 — вивести на ринок для лікування людей.