Daha hızlı iyileşmeyi destekleyen ve nihayetinde NHS üzerindeki yükü azaltan yeni ortopedik implant cihazları, Loughborough Üniversitesi mühendislik uzmanlarının hangi yapıların kemik iyileşmesini en iyi desteklediğini ortaya çıkaran yeni araştırması sayesinde gelecekte mevcut olabilir.

Multifunctional Materials Manufacturing’den Dr. Carmen Torres-Sanchez tarafından yürütülen çalışma, şu anda kullanımda olan implant tasarımlarını test etti ve kemik yapıcı hücrelerin tercih ettiği yapıları daha iyi anlamak için bunları yeni tasarımlarla karşılaştırdı. Dr. Torres-Sanchez ve araştırma ekibi, hücrelerin "topolojiye" - yapıların bir tasarımda düzenlenme şekline - duyarlı olduğunu ve bunun dokuların daha hızlı iyileşmesine yardımcı olmak için kullanılabileceğini buldu.

Advanced Engineering Materials Journal'da yayınlanan yeni makale, araştırmacıların tasarım değişiklikleri yaparak kemik iyileşmesini hızlandırabildiklerini bile gösteriyor.

Dr. Torres-Sanchez, çalışma bulgularının "çok yakın gelecekte travma ve kemik kanseri hastalarına yardımcı olmak için klinik uygulamayı göreceğini" umuyor.

Makale ayrıca, pratik önemini öven “Mühendislik Malzemelerinde Kadınlar” başlıklı özel bir seriye dahil edildi.

Ortopedik implantlar, eksik eklemleri veya kemik bölümlerini değiştirmek veya hasarlı - hastalıklı bir kemiği desteklemek için kullanılan tıbbi cihazlardır. Vücutta kemikler, kemiğe biyolojik ve mekanik özelliklerini kazandırmaya yardımcı olan boşluklar ve gözenekler içeriyor.

İmplantlar, implantın daha hızlı iyileşmesini ve vücuda entegrasyonunu teşvik etmek ve hareket tarafından oluşturulan kuvvetlere dayanma yeteneği de dahil olmak üzere kemiğin mekanik özelliklerini kopyalamak amacıyla bu gözenekli yapıyı taklit etmeye çalışıyor.

Dr. Torres-Sanchez'in çalışmasında iki yeni tip tasarım kullanıldı: üçlü periyodik minimal yüzey (TPMS) ve trabeküler benzeri yapılar. Çalışma ayrıca, tasarım topolojisinin biyolojik ve mekanik performansı aynı anda nasıl etkilediğini değerlendiren dünya çapında çok az sayıda çalışmadan biri.

Dr. Torres-Sanchez ve ekibi, endüstriyel ortaklar Alloyed Ltd ve Core Specialists Ltd ile işbirliği içinde, TPMS'nin ve trabeküler benzeri yapıların mekanik özelliklerini, titanyum gibi biyouyumlu bir malzeme kullanarak 3D baskı küpleri ile test etti. İskelelerin mekanik özellikleri, implantların vücutta maruz kalacağı fizyolojik yükleri tekrarlayan kuvvetler uygulanarak, yeni tasarımların bunlara dayanıp dayanamayacağını ve hangi noktada başarısız olacağını bulmak için test edildi.

Tasarımların biyolojik performansı, hücrelerin kemiği oluşturan mineral maddeye evrimleşip evrimleşemeyeceğini görmek için yapı iskelelerinin içine pre-osteoblastlar – osteoblastlara (kemik yapıcı hücreler) öncü hücreler – eklenerek değerlendirildi.

Araştırmacılar, hücrelerin, gözenek yapısı organize olmadığında "onları ev olarak tanımlıyor" gibi göründükleri için, trabeküler yapı iskelelerinde görülen gibi, gözenekliliğin daha rastgele dağılımını tercih ettiklerini buldular. Sonrasında, mineral madde oluşumunu hızlandırmak için hücrelerin yaşadığı 'evin' tasarımını ayarlayabildiler.

‌Çalışmanın önemi hakkında, Dr. Torres-Sanchez şunları söyledi: “Uzun ömürlü başarılı implantlar, daha hızlı iyileşmeyi destekleyenler, gevşeme veya enfeksiyon gibi aksilikler olmadan, ikinci ameliyatlar olmadan, NHS için, hasta için hiç akıllıca değil. Hasta normal hayatına daha erken dönebilir, hastanelerin, fizyoterapinin, bakıcıların üzerindeki yükü hafifletebilir ve daha sağlıklı, daha mutlu, daha aktif bir yaşama katkıda bulunabilir. Biz mühendisler, zihinsel sağlığı desteklemek de dahil olmak üzere iyileşmeyi destekleyen ve hastanın iyileşmesini hızlandırmaya yardımcı olan tasarımlar ve yapı iskeleleri sağlayarak buna katkıda bulunabiliriz.”

Kaynak: https://www.med-technews.com/