Prevratné riešenie na opravu zlomených kosti priamo na operačnom sále za pár minút

Ortopedická chirurgia často pripomína skôr remeslo než medicínu, najmä pri riešení zložitých a roztrieštených zlomenín. Chirurgovia sa musia spoliehať na kovové dlahy, skrutky a vopred pripravené kostné štepy, ktoré sa len zriedka dokonale zhodujú s jedinečným tvarom zlomeniny každého pacienta.

Tento proces si vyžaduje zložitú predoperačnú prípravu, ktorá zahŕňa detailné zobrazovanie, počítačové modelovanie a manuálne orezávanie štepov, čo predlžuje čas a zvyšuje riziko nepresností. Teraz však prichádza revolúcia v podobe kompaktného, ručne ovládaného zariadenia, ktoré pripomína lepiacu pištoľ. Tento prístroj umožňuje chirurgom tlačiť kostné štepy v reálnom čase priamo do miesta zlomeniny počas operácie.

Vďaka tomu sa eliminuje celá náročná logistická reťaz príprav a procedúra, ktorá mohla trvať hodiny, sa skracuje na niekoľko minút. Tento nástroj zásadne mení úlohu chirurga, ktorý sa z mechanika montujúceho vopred vyrobené diely stáva bioinžinierom. Priamo na operačnom sále navrhuje a vyrába živý implantát na mieru, pričom v reálnom čase prispôsobuje jeho tvar, hĺbku a uhol s bezprecedentnou presnosťou.

Tajomstvo úspechu sa skrýva v špeciálnom „atramente“ alebo filamente, ktorý má dve kľúčové zložky. Základnú štruktúru tvorí biokompatibilný termoplast polykaprolaktón (PCL), zatiaľ čo druhou zložkou je hydroxyapatit (HA), bioaktívna látka, ktorá aktívne podporuje rast vlastných kostných buniek pacienta.

Najdôležitejšou vlastnosťou materiálu PCL je jeho nízka teplota topenia, ktorá sa pohybuje už okolo 60 °C. To umožňuje aplikovať materiál priamo na citlivé tkanivá bez rizika popálenia, čo predstavuje zásadný bezpečnostný prelom v medicínskej 3D tlači. Chirurgovia môžu navyše meniť pomer PCL a hydroxyapatitu, čím prispôsobujú tvrdosť a pevnosť štepu pre rôzne typy kostí v tele.

Jedným z najväčších rizík po operácii sú infekcie, ktoré môžu viesť k vážnym komplikáciám. Výskumníci preto integrovali do filamentu dômyselnú obranu – zmes dvoch silných antibiotík, vankomycínu a gentamicínu. Tieto látky sa z materiálu uvoľňujú pomaly, v priebehu niekoľkých týždňov, a poskytujú tak ochranu počas najzraniteľnejšieho obdobia hojenia.

Účinnosť tejto technológie bola úspešne overená v testoch na králikoch so zlomeninami stehennej kosti. Po dvanástich týždňoch nevykazovali zvieratá liečené touto metódou žiadne známky infekcie a ich kosti sa zahojili podstatne lepšie v porovnaní s tými, ktorým bol aplikovaný tradičný kostný cement. Výsledky ukázali lepšie štrukturálne parametre, ako sú povrch kosti a hrúbka kortikálnej vrstvy, čo potvrdzuje efektívnejšie hojenie a integráciu štepu.

Tím vedcov sa teraz pripravuje na testovanie na väčších zvieracích modeloch, čo je nevyhnutný krok pred začatím klinických skúšok na ľuďoch. Ak budú úspešné, táto technológia by mohla znamenať, že zložité zlomeniny sa budú v budúcnosti hojiť rýchlejšie, bezpečnejšie a s lepšími výsledkami ako kedykoľvek predtým.

Zdroj: cosmosmagazine.com.

^{Zdroj Foto: depositphotos.com.}