Μια νέα λύση για την αποκατάσταση των οστών, που θα μπορούσε να μειώσει σημαντικά τον χρόνο των χειρουργικών επεμβάσεων, βρίσκεται πλέον σε στάδιο δοκιμής. Ερευνητές χρησιμοποίησαν ένα πιστόλι-κόλλα 3D εκτύπωσης για την επιδιόρθωση καταγμάτων σε κουνέλια, όπως παρουσιάζεται σε μελέτη που δημοσιεύτηκε στο περιοδικό Device.
Άμεση εκτύπωση μοσχευμάτων κατά τη διάρκεια της επέμβασης
Η νέα συσκευή επιτρέπει την εκτύπωση μοσχευμάτων οστών απευθείας πάνω στο κάταγμα ή το σπάσιμο, σχεδιάζοντας το μόσχευμα επιτόπου και σε πραγματικό χρόνο.
«Η τεχνολογία μας προσφέρει μια διαφορετική προσέγγιση, επιτρέποντας την εκτύπωση in situ ενός στηρίγματος (scaffold) απευθείας στο χειρουργικό πεδίο», λέει ο καθηγητής Jung Seung Lee, συν-συγγραφέας της μελέτης από το Πανεπιστήμιο Sungkyunkwan, Νότια Κορέα.
«Έτσι επιτυγχάνεται υψηλή ανατομική ακρίβεια, ακόμη και σε ακανόνιστα ή πολύπλοκα κατάγματα, χωρίς την ανάγκη προεγχειρητικής προετοιμασίας όπως απεικόνιση, μοντελοποίηση ή κοπή του μοσχεύματος.»
Δύο βασικά συστατικά με θεραπευτική δράση
Το νήμα που χρησιμοποιείται από το πιστόλι έχει δύο βασικά συστατικά:
- Υδροξυαπατίτης (HA): ευνοεί τη φυσική επούλωση των οστών.
- Πολυκαπρολακτόνη (PCL): ένα βιοσυμβατό θερμοπλαστικό που λιώνει σε θερμοκρασίες τόσο χαμηλές όσο οι 60°C. Αυτό καθιστά το υλικό αρκετά εύπλαστο ώστε να γεμίσει τα κενά των καταγμάτων, χωρίς να προκαλεί βλάβες στους παρακείμενους ιστούς.
Η συσκευή είναι χειροκίνητη και συμπαγής, επιτρέποντας στον χειρουργό να προσαρμόζει την κατεύθυνση, τη γωνία και το βάθος εκτύπωσης σε πραγματικό χρόνο.
«Η όλη διαδικασία ολοκληρώνεται σε λίγα λεπτά», σημειώνει ο Lee, προσθέτοντας πως αυτό μπορεί να μειώσει σημαντικά τον χειρουργικό χρόνο και να αυξήσει την αποδοτικότητα της επέμβασης.
Επιπλέον, οι χειρουργοί μπορούν να προσαρμόσουν τις αναλογίες PCL και HA, ρυθμίζοντας την σκληρότητα και αντοχή του μοσχεύματος ανάλογα με το σημείο του σώματος.
Αντιμετώπιση των λοιμώξεων μετά την εγχείρηση
Οι ερευνητές ενσωμάτωσαν δύο αντιβιοτικά – τη βανκομυκίνη και τη γενταμικίνη – για την πρόληψη των πιο συνηθισμένων λοιμώξεων (Escherichia coli και Staphylococcus aureus) μετά από εγχειρήσεις.
«Η τοπική χορήγηση φαρμάκου παρουσιάζει σημαντικά πλεονεκτήματα σε σχέση με τη συστημική χορήγηση, μειώνοντας τις παρενέργειες και περιορίζοντας την ανάπτυξη ανθεκτικότητας στα αντιβιοτικά», εξηγεί ο Lee.
Τα φάρμακα απελευθερώνονται σταδιακά για αρκετές εβδομάδες, ενώ η ταχύτητα απελευθέρωσης μπορεί να τροποποιηθεί μέσω αλλαγών στη δομή του μοσχεύματος (π.χ. πόροι, πορώδες, χαρακτηριστικά πολυμερούς).
Αποτελέσματα σε πειραματικά ζώα και επόμενα βήματα
Το πιστόλι-κόλλα δοκιμάστηκε σε κουνέλια με κάταγμα στο μηριαίο οστό. Δώδεκα εβδομάδες μετά το χειρουργείο, παρατηρήθηκε:
- απουσία λοίμωξης,
- σημαντικά καλύτερη επούλωση των οστών,
- μεγαλύτερη επιφάνεια οστού, πάχος φλοιού και αντοχή στην περιστροφή, σε σχέση με συμβατικά μοσχεύματα.
Το επόμενο βήμα για την ερευνητική ομάδα είναι η δοκιμή της συσκευής σε ανθρώπινα οστά.
«Η κλινική εφαρμογή θα απαιτήσει τυποποιημένες διαδικασίες παραγωγής, πιστοποιημένα πρωτόκολλα αποστείρωσης και προκλινικές μελέτες σε μεγαλύτερα ζωικά μοντέλα, ώστε να πληρούνται τα πρότυπα ρυθμιστικής έγκρισης», καταλήγει ο Lee.