Pittsburgh Üniversitesi Swanson Mühendislik Okulu'ndaki bilim insanları, bir hastanın spinal füzyon cerrahisindeki ilerlemesini izlemek için son teknoloji bir akıllı implant geliştirdi. Spinal füzyon cerrahisi, bir dizi spinal durumu tedavi etmek için ciddi bir prosedürdür ve iki omurun birleştirilmesini içerir. Geleneksel olarak, diskin bir zamanlar omurlar arasında bulunduğu yere destek sağlamak için bir kafes uygulanır. Şimdi araştırmacılar, iyileşme sürecini analiz ederken aynı anda kafes görevi gören akıllı bir implant tasarlayarak bu teknolojiyi önemli ölçüde geliştirdiler.
Pittsburgh Üniversitesi Swanson Mühendislik Okulu ekibi, spinal iyileşmeyi izlemek için sensörlere sahip, hastaya özel 3D baskılı akıllı metamalzeme implantı geliştirdi. Yenilik, spinal füzyon cerrahisinin geleceğini dönüştürme potansiyeline sahip.
Araştırmayı iSMaRT Lab'ın yürüttüğü inşaat ve çevre mühendisliği yardımcı doçentlerinden Amir Alavi şunları söyledi: “Akıllı implantlar gerçek zamanlı biyolojik geri bildirim sağlayabilir ve birçok terapötik - tanısal fayda sağlayabilir. Hacimli devreleri veya güç kaynaklarını, implantların küçük alanına entegre etmek çok zordur. Çözüm, implant matrisini aktif bir algılama ve enerji toplama ortamı olarak kullanmaktır. Odaklandığımız şey bu.”
Araştırma, Advanced Functional Materials dergisinde yayınlandı.
Akıllı sensörler, kendilerini çevreleyen basınç ve gerilimler hakkında temel bilgileri kaydeden ve ileten, kendi sensörleri gibi davranan yeni bir çok işlevli mekanik metamalzeme sınıfını temsil ediyor. Akıllı sensörler kendi güçlerini üretir ve çeşitli algılama - izleme uygulamaları için kullanılabiliyor. Basınç altındayken, malzemelerin iletken ve dielektrik mikro katmanları arasında, malzeme matrisinin durumu hakkında bilgi ileten bir elektrik yükü yayan kontak-elektriklenme meydana geliyor.
Akıllı sensör, gücünü yerleşik bir triboelektrik nanojeneratör mekanizması aracılığıyla üretiyor ve ek bir güç kaynağına olan ihtiyacı ortadan kaldırıyor. Küçük bir çip, kafes üzerindeki basınçla ilgili verileri kaydediyor ve bu, spinal füzyon cerrahisi iyileşmesinin nasıl geliştiğini gösterir. Veriler daha sonra taşınabilir bir ultrason tarayıcısında noninvaziv olarak okunuyor. Akıllı sensör ayrıca hasta için özelleştirilebilen, yüksek oranda ayarlanabilen bir malzemeden yapıldı.
Alavi şunları ekledi: “Spinal füzyon kafesleri spinal füzyon cerrahisinde yaygın olarak kullanılmaktadır, ancak genellikle belirli mekanik özelliklere sahip titanyum veya PEEK polimer malzemelerden (yarı kristal, yüksek performanslı mühendislik termoplastik) yapılırlar. Meta malzeme interbody kafeslerimizin sertliği kolayca ayarlanabilir. İmplant, ameliyattan önce hastanın özel anatomisine dayalı olarak 3D yazdırılabilir ve bu da implantı çok daha uyumlu bir hale getirir.”
Pittsburgh Üniversitesi Swanson Mühendislik Okulu ekibi, spinal iyileşmeyi izlemek için sensörlere sahip, hastaya özel 3D baskılı akıllı metamalzeme implantı geliştirdi. Yenilik, spinal füzyon cerrahisinin geleceğini dönüştürme potansiyeline sahip.
Araştırmayı iSMaRT Lab'ın yürüttüğü inşaat ve çevre mühendisliği yardımcı doçentlerinden Amir Alavi şunları söyledi: “Akıllı implantlar gerçek zamanlı biyolojik geri bildirim sağlayabilir ve birçok terapötik - tanısal fayda sağlayabilir. Hacimli devreleri veya güç kaynaklarını, implantların küçük alanına entegre etmek çok zordur. Çözüm, implant matrisini aktif bir algılama ve enerji toplama ortamı olarak kullanmaktır. Odaklandığımız şey bu.”
Araştırma, Advanced Functional Materials dergisinde yayınlandı.
Akıllı sensörler, kendilerini çevreleyen basınç ve gerilimler hakkında temel bilgileri kaydeden ve ileten, kendi sensörleri gibi davranan yeni bir çok işlevli mekanik metamalzeme sınıfını temsil ediyor. Akıllı sensörler kendi güçlerini üretir ve çeşitli algılama - izleme uygulamaları için kullanılabiliyor. Basınç altındayken, malzemelerin iletken ve dielektrik mikro katmanları arasında, malzeme matrisinin durumu hakkında bilgi ileten bir elektrik yükü yayan kontak-elektriklenme meydana geliyor.
Akıllı sensör, gücünü yerleşik bir triboelektrik nanojeneratör mekanizması aracılığıyla üretiyor ve ek bir güç kaynağına olan ihtiyacı ortadan kaldırıyor. Küçük bir çip, kafes üzerindeki basınçla ilgili verileri kaydediyor ve bu, spinal füzyon cerrahisi iyileşmesinin nasıl geliştiğini gösterir. Veriler daha sonra taşınabilir bir ultrason tarayıcısında noninvaziv olarak okunuyor. Akıllı sensör ayrıca hasta için özelleştirilebilen, yüksek oranda ayarlanabilen bir malzemeden yapıldı.
Alavi şunları ekledi: “Spinal füzyon kafesleri spinal füzyon cerrahisinde yaygın olarak kullanılmaktadır, ancak genellikle belirli mekanik özelliklere sahip titanyum veya PEEK polimer malzemelerden (yarı kristal, yüksek performanslı mühendislik termoplastik) yapılırlar. Meta malzeme interbody kafeslerimizin sertliği kolayca ayarlanabilir. İmplant, ameliyattan önce hastanın özel anatomisine dayalı olarak 3D yazdırılabilir ve bu da implantı çok daha uyumlu bir hale getirir.”
Kaynak
Bu rehber yardımcı oldu mu?
DoktorClub’da Keşfet
