Echipa condusă de Lee a pus la punct un dispozitiv portabil care aplică un material pentru regenerarea osoasă direct la locul fracturii, iar experimentele s-au desfășurat pe femuri de iepuri în condiții de laborator pentru studii preclinice. Istoria implanturilor și a materialelor biodegradabile se întinde pe decenii, de la primele plasturi osoși și cimenturi până la imprimarea 3D a structurilor biologice; acest proiect continuă drumul către soluții mai puțin invazive și mai adaptabile pentru refacerea osoasă.
Cercetătorii au optat pentru o combinație specifică: un termoplastic biocompatibil, polycaprolactone, și hidroxiapatită ca componentă de bază. Polycaprolactone este aprobat de FDA și se degradează în organism în câteva luni, ceea ce îl face potrivit pentru implanturi temporare. Hidroxiapatita contribuie la susținerea regenerării țesutului osos. După testarea mai multor proporții, echipa a determinat o formulă practică: materialul poate fi extras la aproximativ 60° Celsius, o temperatură relativ sigură pentru țesuturi; amestecul avea proprietăți mecanice adecvate, aderență bună la os și se descompunea gradual în timp.
După obținerea „gloanțelor” pentru refacerea osoasă, cercetătorii le-au aplicat pe iepuri cu femur fracturat. Animalele tratate cu dispozitivul lui Lee au avut o recuperare mai rapidă comparativ cu cele care au primit ciment osos, soluția comercială cea mai apropiată ca scop. Totuși, echipa subliniază că mai sunt pași de parcurs înainte ca dispozitivul să fie testat clinic pe oameni.
Provocările rămase sunt de natură practică și biologică. Din punct de vedere biologic, degradarea lentă a materialului implantat a împiedicat restaurarea completă a țesutului osos observată în studiu, deci e necesară optimizarea ratei de degradare. Lee intenționează să încorporeze și antibiotice în compoziție, astfel încât implantul să elibereze medicamentul treptat și să reducă riscul infecțiilor postoperatorii. Există și problema funcțională legată de sarcină: iepurii sunt ușori, iar capacitatea unui astfel de implant de a suporta încărcări comparabile cu cele umane nu a fost încă demonstrată. Pentru a evalua siguranța pe termen lung și capacitatea de a prelua sarcini mari, vor fi necesare teste pe animale mari.
Din punct de vedere tehnic, dispozitivul folosește o extrudare similară 3D, asemănătoare cu imprimantele care funcționează ca pistoale de lipit de precizie. În imprimantele de laborator, capul de depunere este ghidat de tije sau șine pentru poziționare foarte precisă; orice abatere, chiar mică, afectează acuratețea. Transpus într-un instrument portabil, menținerea aceleiași precizii devine o provocare chiar și pentru chirurgi experimentați. Lee recunoaște că operarea sistemului necesită antrenament și propune integrarea unui mecanism de ghidare care să poziționeze capul dispozitivului cu precizie, ceea ce ar putea conduce la o versiune următoare mai ușor de folosit în timpul intervențiilor.
Studiul a arătat formarea de țesut osos în jurul implanturilor realizate cu dispozitivul, însă degradarea lentă a materialului a limitat refacerea completă a osului. Adăugarea de antibiotice cu eliberare controlată și testele pe animale mari pentru a evalua comportamentul la încărcări mari reprezintă pași esențiali înainte de trecerea la testele pe oameni. În plus, perfecționarea mecanicii dispozitivului pentru a garanta precizia în condiții chirurgicale rămâne o provocare tehnologică majoră.
Dispozitivul este prezentat în literatura de specialitate în 2025, DOI 10.1016/j.device.2025.100873, și marchează un progres pentru cei care caută să combine imprimarea prin extrudare cu materiale biodegradabile pentru aplicații ortopedice. Un exemplu concret din lucrare este utilizarea polycaprolactone și hidroxiapatitei, materiale alese atât pentru compatibilitatea biologică, cât și pentru proprietățile de procesare la 60° Celsius. Astfel de decizii influențează direct timpul de degradare, aderența la os și siguranța aplicării. Creșterea preciziei dispozitivului, introducerea de antibiotice și testarea pe animale mari sunt pași concreți care vor determina viabilitatea clinică. Crezi că un instrument portabil care depune materiale biodegradabile direct în fractură va fi adoptat ușor de chirurgi sau va necesita schimbări semnificative în practică?
Fii primul care comentează