Исследователи из UA изучают, как вырастить длинные сегменты кости с помощью 3D-печати
                Крупный план 3D-печатной лески, пластиковой рамки в форме кости, которая поможет заменить отсутствующую кость. Предоставлено: Джон Шивек, доктор философии./UA College of Medicine — Тусон

Не все переломы заживают. Но один ученый из Университета Аризоны надеется решить эту проблему, используя комбинацию трехмерной печати и стволовых клеток для взрослых.
                                                                                       

«Представьте себе удар, который приводит к тому, что половина длинной кости разрушается, и ее невозможно соединить — никакое текущее хирургическое лечение не может гарантировать, что такая травма заживет», — объяснил Джон А. Шивек, доктор философии. ., ученый из Медицинского колледжа УА — Тусон. «Это действительно большая проблема для военных, где взрывы или боевые ранения могут вызвать большие дефекты кости».

Чтобы помочь военнослужащим с этими разрушительными травмами, доктор Шивек, биомедицинский инженер и профессор ортопедической хирургии, получил пятилетний грант в размере 2 млн. долл. США от Министерства обороны США, чтобы начать исследование, чтобы определить, как лечить переломы костей с использованием комбинации 3-D печати и стволовых клеток взрослых.

С помощью клинических партнеров в отделении ортопедической хирургии UA лаборатория доктора Шивека планирует создать трехмерные печатные каркасы — пластиковые каркасы в форме кости, которые могут заменить большие, отсутствующие или сломанные сегменты кости. Эти строительные леса будут заполнены частицами кальция и взрослыми стволовыми клетками, двумя ключевыми элементами, которые приводят к гораздо более быстрому заживлению и росту костей.

После имплантации каркас будет служить образцом для роста кости.

Экспериментальные исследования в лаборатории доктора Шивека показали, что эта техника хорошо работает. «Мы достигли полного формирования кости, покрывая большой костный дефект примерно через три месяца. Теперь мы хотим ускорить процесс заживления», — сказал он.

Команда проверит, могут ли упражнения на ранних стадиях процесса выздоровления помочь ускорить выздоровление и выздоровление.

«Исследования показали, что от физических упражнений ваши кости растут, поэтому, возможно, мы сможем сделать так, чтобы кости на наших лесах росли еще быстрее с помощью упражнений», — сказал доктор Шивек.

Чтобы проверить эту теорию, в трехмерные имплантаты будут встроены крошечные датчики, которые могут передавать упражнения по беспроводной сети. Эти датчики будут анализировать нагрузку, или сколько веса будет наложено на помост, и в течение какого времени.

Изменения размера кости в активной группе, которая регулярно занимается спортом, будут сравниваться с неактивной группой. Команда доктора Шивека ожидает увидеть, что активная группа, которая регулярно набирает вес на своих заживающих конечностях, покажет гораздо более быстрый рост кости. Его команда надеется разработать руководство по послеоперационной физической терапии, продемонстрировав, что физические упражнения приводят к лучшему образованию кости.

Если исследование будет успешным, доктор Шивек ожидает, что клинические испытания будут проводиться в отношении военнослужащих.

В настоящее время лечение этих травматических повреждений обычно не удается и требует повторных операций.

«Пациенты часто восстанавливают поврежденную область кости после того, как хирурги пытаются ее восстановить, и конечности в конечном итоге ампутируют», — пояснил доктор Шивек. «Сейчас просто нет хорошего способа регенерировать или повторно выращивать длинные костные сегменты».

Человеческое тело будет пытаться повторно вырастить недостающую или поврежденную кость в течение нескольких месяцев после травмы, но в конечном итоге это прекращается. В этот момент рубцовая ткань заполняет дефект вместо кости.

«Вот почему нам нужно разработать способ как можно быстрее вырастить кость — чтобы помочь телу, пока оно еще способно расти и заменять кость», — сказал доктор Шивек.

Президент UA Роберт С. Роббинс, доктор медицины, похвалил лабораторию доктора Шивека.

«Это невероятный пример инновационных исследований, которые возможны благодаря технологическому прогрессу благодаря сближению биологического, физического и цифрового миров, и именно такого рода проект, который демонстрирует, как UA является лидером в передовые решения сложных задач «, — сказал доктор Роббинс. «Работа, которую доктор Шивек и его команда делают, чтобы помочь этим людям, является отличным примером использования новых технологий для значительного улучшения качества жизни пациентов. Я уверен, что их уникальное исследование приведет к разработке более эффективных методов лечения для восстановления. критические повреждения кости. «

р. Шивек надеется, что потенциальная терапия также поможет пациентам с раком кости, который удален оперативно.

Эта работа поддерживается Канцелярией помощника министра обороны по вопросам здравоохранения в рамках Программы медицинских исследований, направляемой Конгрессом, Программы научных исследований и разработок в области обороны ./p>




Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *