Τεχνολογία

Ανάπλαση οστού: 3D εμφυτεύματα σιδήρου-πυριτίου αναγεννούν σπασμένα οστά

Ανάπλαση οστού: 3D εμφυτεύματα σιδήρου-πυριτίου αναγεννούν σπασμένα οστά

Ανάπλαση οστού: Ερευνητές από το Skoltech και το Πανεπιστήμιο Sechenov εκτύπωσαν τρισδιάστατα και ερεύνησαν τις ιδιότητες δειγμάτων ενός πορώδους κράματος σιδήρου-πυριτίου που θεωρούν πολλά υποσχόμενο για την κατασκευή εμφυτευμάτων ανάπλασης των οστών.

Τα δείγματα εμφάνισαν χαμηλή τοξικότητα, βιοαποδομησιμότητα και ενδείξεις ότι είναι αξιόπιστα για την ανάπτυξη των οστών. Η μελέτη δημοσιεύτηκε στο Biomedical Materials. Για να επουλωθούν τα σοβαρά κατάγματα, τοποθετούνται εμφυτεύματα που διευκολύνουν την αναγέννηση των ιστών στη θέση του οστού που λείπει. Στην ουσία, χρησιμεύουν ως μήτρα στην οποία σχηματίζεται σταδιακά νέο οστό. Ιδανικά, τα εμφυτεύματα θα πρέπει να έχουν διαλυθεί μέχρι να ολοκληρωθεί η δουλειά τους. Η νέα μελέτη περιγράφει λεπτομερώς τις δοκιμές ενός κράματος σιδήρου-πυριτίου για την κατασκευή τέτοιων εμφυτευμάτων.

Για να λειτουργήσουν σωστά, τα υλικά για εμφυτεύματα θα πρέπει να πληρούν ορισμένα κριτήρια. Πρέπει να είναι στιβαρά, όπως τα οστά, και πορώδη—έτσι ώστε να παρέχουν χώρο για την ανάπτυξη των ιστών. Πρέπει επίσης να είναι βιοσυμβατά και βιοαποδομήσιμα. Δηλαδή, το εμφύτευμα θα πρέπει να γίνεται αποδεκτό από τον οργανισμό και να αποσυντίθεται φυσικά με την πάροδο του χρόνου, αλλά όχι πολύ γρήγορα, ώστε το οστό να έχει αρκετό χρόνο προκειμένου να αναπτυχθεί. Επίσης, η αποδόμηση του υλικού δεν πρέπει να παράγει τοξικές ενώσεις. “Χρησιμοποιούνται συχνά κράματα σιδήρου, επειδή αυτό το μέταλλο είναι φιλικό προς το σώμα και διασπάται με τον σωστό σχεδόν ρυθμό, αλλά είναι επίσης πολύ μαλακό εάν χρησιμοποιείται χωρίς πρόσθετα. Η ομάδα μας είχε εμπειρία με κράματα σιδήρου και πυριτίου στο παρελθόν , και σκεφτήκαμε ότι πρέπει να τα δοκιμάσουμε σε αυτό το πλαίσιο, επειδή το πυρίτιο είναι επίσης γνωστό ότι είναι εξαιρετικά βιοσυμβατό, μη τοξικό, απορροφάται και εκκρίνεται εύκολα», δήλωσε η επικεφαλής συγγραφέας της μελέτης, Junior Research Scientist Julia Bondareva από το Skoltech.

“Χρησιμοποιήσαμε έναν τρισδιάστατο εκτυπωτή για να παράγουμε δείγματα πορώδους σιδήρου-σιλικόνης από σκόνη. Τα δείγματα είχαν αυθαίρετο σχεδιασμό κατάλληλο για τις προβλεπόμενες δοκιμές των μηχανικών και βιολογικών ιδιοτήτων τους. Σκοπεύουμε να παράγουμε εμφυτεύματα ανατομικού σχήματος για δοκιμές σε ζώα”, εξήγησε ο Stanislav Evlashin, κύριος ερευνητής. Η ομάδα ερεύνησε τις μηχανικές ιδιότητες του κράματος για να καθορίσει πόσο καλά τα εμφυτεύματα θα άντεχαν τη συμπίεση και την επέκταση, σε σύγκριση με τον καθαρό σίδηρο και τα άλλα κράματα του μετάλλου που χρησιμοποιούνται ήδη για το σκοπό αυτό. Τα δείγματα πυριτίου-σιδηρού αποδείχθηκαν ανώτερα από εκείνα που κατασκευάζονται από καθαρό σίδηρο και τα άλλα κράματά του. «Δείξαμε επίσης ότι τα εμφυτεύματα θα αποσυντεθούν όπως αναμενόταν με την πάροδο του χρόνου», πρόσθεσε η Bondareva. «Χαρτογραφήσαμε επίσης τη στοιχειακή σύνθεση των δειγμάτων», σημείωσε ο Evlashin. “Η σκόνη που χρησιμοποιούμε για την εκτύπωση περιέχει σίδηρο και πυρίτιο σε μια ορισμένη αναλογία, και υπάρχει πάντα κάποια οξείδωση όταν εκτυπώνουμε σε υψηλή θερμοκρασία με λέιζερ. Έτσι, προκειμένου να βεβαιωθούμε ότι οι μηχανικές ιδιότητες είναι λίγο πολύ οι ίδιες σε οποιαδήποτε σημείο στο δείγμα, έπρεπε να επιβεβαιώσουμε ότι η αναλογία μεταξύ των δύο συστατικών στοιχείων -και του οξυγόνου επίσης- ήταν σωστή και ομοιόμορφα κατανεμημένη σε όλο το δείγμα.”

Μετά τη σύνθεση του υλικού και τις μηχανικές δοκιμές στο Skoltech, τα δείγματα έφτασαν στο Πανεπιστήμιο Sechenov, όπου πραγματοποιήθηκαν περαιτέρω δοκιμές με ζωντανά κύτταρα σε φυσιολογικό διάλυμα. Η μικροσκοπία έδειξε ότι περίπου το 70% των κυττάρων παρέμειναν ζωντανά, υποδηλώνοντας χαμηλή τοξικότητα λόγω του σχηματισμού υδροξειδίου και χλωρίου σιδήρου κατά την αποικοδόμηση του δείγματος. Είναι σημαντικό ότι παρατηρήθηκε εναπόθεση φωσφορικού ασβεστίου στα δείγματα—δηλαδή, ο οστικός ιστός άρχισε να σχηματίζεται στο «εμφύτευμα».

Διαβάστε όλες τις τελευταίες Ειδήσεις για την υγεία από την Ελλάδα και τον Κόσμο
Ακολουθήστε το healthweb.gr στο Google News και μάθετε πρώτοι όλες τις ειδήσεις

Διαβάστε Eπίσης:

Διέγερση νεύρων με τη βοήθεια εμφυτεύσιμων μίνι ηλιακών κυττάρων

Η ιατρική του μέλλοντος στα χέρια μας

Ποια είναι η σχέση της ρομποτικής με την οδοντιατρική;

Αντιμετώπιση καταγμάτων ισχίου ηλικιωμένων με ελάχιστη επεμβατικότητα

Πρωτοποριακό οστικό εμφύτευμα που μειώνει την πιθανότητα μόλυνσης

svg%3E svg%3E
svg%3E
svg%3E
Περισσότερα

4 ιατρικές τεχνολογίες του 2022

Τεχνολογία:Το 2020 και το 2021, η πανδημία του Covid-19 ανάγκασε την υγειονομική περίθαλψη στο μέλλον και, ως εκ τούτου, πολλές υποσχόμενες ιατρικές τεχνολογίες δοκιμάστηκαν σε μαζική κλίμακα. Το 2022, το ερώτημα είναι πώς αυτές οι τεχνολογίες μπορούν να χρησιμοποιηθούν μαζί σε έναν κόσμο μετά την πανδημία.

Ακριβής διάγνωση όγκων εγκεφάλου με χρήση τεχνητής νοημοσύνης

Τεχνητή νοημοσύνη: Η ταξινόμηση των όγκων του εγκεφάλου - και επομένως η επιλογή των βέλτιστων επιλογών θεραπείας - μπορεί να γίνει πιο ακριβής μέσω της χρήσης τεχνητής νοημοσύνης σε συνδυασμό με φυσιολογική απεικόνιση. Αυτό είναι το αποτέλεσμα μιας εκτενούς μελέτης που δημοσιεύτηκε στο Cancers και διεξήχθη από το Πανεπιστήμιο Karl Landsteiner για Επιστήμες Υγείας (KL Krems).

Κατανόηση της συναπτικής διαβίβασης με υπερυπολογιστή

Εγκέφαλος: Ο εγκέφαλός μας έχει δισεκατομμύρια νευρικά κύτταρα ή νευρώνες και κάθε νευρώνας έχει χιλιάδες συνδέσεις με άλλους νευρώνες. Οι βαθμονομημένες αλληλεπιδράσεις αυτών των νευρώνων είναι αυτό από το οποίο αποτελούνται οι σκέψεις. Στόχος του Jose Rizo-Rey, καθηγητή Βιοφυσικής στο Southwestern Medical Center του Πανεπιστημίου του Τέξας είναι κατανοήσει πώς συμβαίνει η ενεργοποίηση της σκέψης.

Η εικονική σωματική άσκηση μπορεί να μειώσει το ψυχοκοινωνικό στρες και το άγχος

Εικονική σωματική άσκηση: Τα αποτελέσματα έδειξαν μειωμένη απόκριση στο ψυχοκοινωνικό στρες και χαμηλότερα επίπεδα άγχους μετά την εικονική προπόνηση, συγκρίσιμα με αυτό που συμβαίνει μετά την πραγματική άσκηση.

Τι είναι η Τεχνολογία Υγείας και ποια τα πλεονεκτήματά της;

Health Tech: Λόγω της τεχνολογικής ανάπτυξης, η ενσωμάτωση τόσο των φυσιολογικών ενδείξεων όσο και της αλγοριθμικής ανάλυσης μείωσε τη συχνότητα εμφάνισης ψευδών συναγερμών. Ως συνέπεια των μεγαλύτερων επενδύσεων στην τεχνολογία υγείας, προκύπτουν λιγότερα ιατρικά λάθη.

Πρόγραμμα τεχνολογίας βελτιώνει την ψυχική υγεία & την παραγωγικότητα

Εργαζόμενοι: Η μελέτη διαπίστωσε ότι οι συμμετέχοντες έχασαν λιγότερες ημέρες εργασίας και ήταν πιο παραγωγικοί στη δουλειά, με αποτέλεσμα να εξοικονομούν κατά μέσο όρο 7.000$ ανά συμμετέχοντα.