Wanneer 'n persoon 'n gebreekte been ly, vereis behandeling dat die chirurg skroewe en plate insit om die gebreekte dele te help bind en die fraktuur in staat te stel om te genees. Hierdie "fiksasietoestelle" word gewoonlik van metaallegerings gemaak.
Maar meta altoestelle kan nadele hê: Omdat hulle styf en onwrikbaar is, kan hulle stres op die onderliggende been veroorsaak. Hulle hou ook 'n verhoogde risiko van infeksie en swak wondgenesing in. In sommige gevalle moet die metaalinplantings verwyder word na fraktuurgenesing, wat 'n tweede operasie noodsaak. Resorbeerbare fiksasietoestelle, gemaak van sintetiese polimere, vermy sommige van hierdie probleme, maar kan 'n risiko van inflammatoriese reaksies inhou en is moeilik om in te plant.
Nou het 'n span ondersoekers van Tufts University School of Engineering en Beth Israel Deaconess Medical Centre (BIDMC) chirurgiese plate en skroewe ontwikkel wat nie net verbeterde beenhermodellering kan bied nie. besering, maar belangriker, kan ook mettertyd deur die liggaam geabsorbeer word, wat die behoefte vir chirurgiese verwydering van die toestelle uitskakel.
Die bevindings, gedemonstreer in vitro en in 'n knaagdiermodel, word beskryf in die 4 Maart-uitgawe van Nature Communications.
"Anders as metaal, kan die samestelling van syproteïen soortgelyk wees aan beensamestelling," sê mede-senior skrywer Samuel Lin, MD, van die Afdeling Plastiese en Rekonstruktiewe Chirurgie by BIDMC en medeprofessor in chirurgie aan Harvard Medical Skool."Symateriale is uiters robuust. Hulle handhaaf strukturele stabiliteit onder baie hoë temperature en weerstaan ander uiterste toestande, en hulle kan geredelik gesteriliseer word."
Samewerk met Lin was mede-senior skrywer en Tufts-voorsitter van biomediese ingenieurswese David Kaplan, PhD, 'n leier in die gebruik van sy vir biomediese toepassings, en 'n span biomediese en meganiese ingenieurs.
"Een van die ander groot voordele van sy is dat dit bioaktiewe komponente kan stabiliseer en lewer, sodat plate en skroewe van sy eintlik antibiotika kan lewer om infeksie te voorkom, farmaseutiese middels om beenhergroei te verbeter en ander terapeutiese middels om te ondersteun genesing," sê Kaplan.
Kaplan en sy span het voorheen sygebaseerde sponse, vesels en skuim ontwikkel vir gebruik in die operasiesaal en in kliniese omgewings. Maar tot nou was sy nie gebruik in die ontwikkeling van 'n soliede mediese toestel vir fraktuurfiksasie nie.
Die Tufts-navorsers het syproteïen wat van Bombyx mori (B. mori) sywurmkokonne verkry is, gebruik om die chirurgiese plate en skroewe te vorm. Geproduseer uit die kliere van die sywurm, word die syproteïen op komplekse maniere gevou wat dit unieke eienskappe van beide uitsonderlike sterkte en veelsydigheid gee.
Om die nuwe toestelle te toets, het die ondersoekers altesaam 28 sy-gebaseerde skroewe in ses laboratoriumrotte ingeplant. Die insit van skroewe was eenvoudig en assesserings is dan vier weke en agt weke na-inplanting gedoen.
"Geen skroewe het tydens inplanting misluk nie," sê Kaplan, en verduidelik dat omdat sy stadig is om te swel, die nuwe toestelle hul meganiese integriteit behou het, selfs wanneer dit tydens die operasie met vloeistowwe en omliggende weefsel in aanraking gekom het. Die uitkomste dui daarop dat die gebruik van syplate en -skroewe pasiënte die komplikasies kan spaar wat kan ontwikkel wanneer metaal- of sintetiese polimeertoestelle met vloeistowwe in aanraking kom.
"Om 'n resorbeerbare, langdurige plaat- en skroefstelsel te hê, het potensieel groot toepassings," sê Lin. Terwyl die aanvanklike doel is om sy-gebaseerde skroewe te gebruik om gesigbeserings te behandel, wat teen 'n koers van 'n paar honderdduisend elke jaar voorkom, het die toestelle die potensiaal vir die behandeling van 'n verskeidenheid verskillende tipes beenfrakture.
"Omdat die syskroewe inherent radiolucent is [nie op X-straal gesien nie] kan dit makliker wees vir die chirurg om te sien hoe die fraktuur vorder gedurende die post-operasie periode, sonder die belemmering van meta altoestelle," voeg Lin by. "En om 'n doeltreffende stelsel te hê waarin skroewe en plate 'wegsmelt' sodra die fraktuur genees is, kan van groot voordeel wees. Ons is uiters opgewonde om hierdie werk voort te sit in groter dieremodelle en uiteindelik in menslike kliniese proewe."
