Корейские исследователи разрабатывают устройство, которое может изменить подход к лечению переломов. «Пистолет для заживления костей» выглядит как ручной 3D-принтер, но вместо пластика он наносит во время операции биоразлагаемый каркас прямо на сломанные кости. Результаты разработки опубликованы в журнале Device.
Какие методики лечения переломов существуют
Традиционные методы, такие как металлические трансплантаты и титановые имплантаты, стабилизируют тяжелые переломы, но обходятся дорого и часто требуют длительной подготовки под конкретного пациента.
3D-печать открыла новые возможности для персонализированных решений, но процесс остается медленным и ресурсоемким.
Чем отличается новый метод
Ученые из Университета Сонгюнгван предложили обходной путь: создать имплантаты прямо во время операции, экономя время и средства.
Идея оказалась непростой в реализации.
Так, стандартный горячий клей плавится выше 100 °C, что опасно для живых тканей. Нужен был безопасный материал. Кроме того, материал должен был быть одновременно прочным, как настоящая кость, и способным постепенно разрушаться, уступая место новой костной ткани.
Эти три условия — температура, прочность и контролируемая деградация — определили конструкцию «пистолета».
Как это выглядит
В обычный пистолет для горячего клея вставляют твердый стержень, который плавится и выдавливается через наконечник.
Команда под руководством Юнга Сына Ли провела множество экспериментов, пока не получила оптимальную смесь. Она сочетает поликапролактон, термопластик, одобренный для медицинского использования и безопасно разлагающийся в организме, с гидроксиапатитом — минералом, стимулирующим рост новой кости. Материал плавится при относительно низкой температуре 60 °C, что безопасно для тканей, прочно удерживается на месте и постепенно разлагается по мере формирования новой кости.
Особенность технологии — «пули для заживления костей». Пистолет расплавляет эти маленькие гранулы и формирует из них каркас прямо на месте перелома, удерживая кость и стимулируя ее восстановление.
Испытания на животных показали перспективные результаты. Кролики с переломами бедренной кости заживали намного быстрее с «пистолетом», чем с обычным костным цементом. Однако медленное разложение материала ограничивало полное восстановление. Поэтому следующим шагом станет доработка материала, чтобы он быстрее разлагался и мог одновременно выделять антибиотики для защиты от инфекции.
Теперь команда планирует испытания на более крупных животных, чтобы проверить прочность и долговечность конструкции.
«Мы хотим, чтобы каждый имплантат подходил конкретному пациенту, был безопасным и сокращал время операции. Будущее технологии включает не только ускорение заживления, но и интеграцию лекарственных средств, что позволит имплантату поддерживать организм в процессе восстановления.», — объясняет Ли
Почему это важно
Применение «пистолета» может серьезно изменить ортопедическую практику. Он делает операции менее инвазивными, сокращает затраты и создает персонализированный каркас, который поддерживает естественный рост кости. Команда видит устройство как дополнение к существующим методам, а не замену, и отмечает, что обучение хирургов играет решающую роль для успешного использования технологии.
Китайские ученые создали гель, заживляющий переломы за 3 минуты
Создано стекло, способное заменять утраченные человеческие кости
Подписывайтесь и читайте «Науку» в Telegram
