Nová technologie vám umožní lepit kosti na sále - s tavnou pistolí

Zlomeniny se sice hojí samy, ale při těžkých úrazech nebo po odstranění nádoru už příroda často nestačí. Dosud se používaly kovové implantáty, dárcovská kost nebo speciálně vyrobené 3D tištěné náhrady. Jenže to má háček – u složitých nebo nepravidelných zlomenin je nutné implantát předem navrhnout a vyrobit, což zabere dny až týdny. Pro pacienta, který potřebuje okamžitý zásah, je taková doba neúnosná. A právě tady přichází na scénu překvapivý vynález jihokorejských vědců. Výzkumný tým z univerzity Sungkyunkwan vyvinul zařízení, které na první pohled vypadá jako obyčejná tavná pistole. Jen místo lepidla z něj vytéká kostní hmota – a ta dokáže během několika minut vyplnit i komplikované zlomeniny přímo na operačním sále.

Kostní hmota s antibiotiky

Základem vlákna, které se do „pistole“ vkládá, je hydroxyapatit – minerál, z něhož je z velké části složena i lidská kost – a polykaprolakton, biokompatibilní termoplast. Kombinace těchto dvou látek umožňuje, aby se směs roztavila už při teplotě kolem 60 °C. To je dost málo na to, aby nedošlo k poškození okolní tkáně, a zároveň dost na to, aby se hmota přizpůsobila i nerovnostem a mezerám v poraněné kosti.

Tým navíc do směsi přidal dvě silná antibiotika – vankomycin a gentamicin. Ta se díky fyzikálním vlastnostem materiálu neuvolní najednou, ale postupně po dobu několika týdnů, přímo v místě zákroku. V praxi to znamená nižší riziko infekce, které je u implantátů vždy velkou hrozbou, a menší zatížení organismu než při podávání antibiotik do celého těla.

„Tento přístup nabízí klinické výhody, které běžné postupy nemají – od omezení vzniku antibiotické rezistence až po minimalizaci vedlejších účinků, a přitom účinně chrání proti pooperačním infekcím,“ vysvětluje vedoucí výzkumu Jung Seung Lee.

zdroj: Profimedia.cz

Testy na králících slibují velkou budoucnost

Zařízení vědci vyzkoušeli na králících s vážnými zlomeninami stehenní kosti. Během dvanácti týdnů po operaci u nich nebyly patrné žádné známky infekce ani odumírání tkáně. Naopak regenerace kosti byla rychlejší a kvalitnější než u králíků, u kterých byl použit kostní cement – běžně používaná metoda léčby defektů.

„Nosná struktura byla navržena tak, aby se biologicky integrovala s okolní kostní tkání, ale zároveň aby se postupně rozložila a byla nahrazena nově vytvořenou kostí,“ popisuje Lee. Výsledky měření ukázaly lepší parametry, jako je povrchová plocha kosti, tloušťka kortexu či mechanická odolnost. Zároveň je celé zařízení kompaktní a ovládá se manuálně. Chirurg tak může během zákroku v reálném čase nastavovat směr, úhel i hloubku tisku a přizpůsobit tvar výplně přesně konkrétnímu poranění. Celý proces zabere jen několik minut – což v chirurgii znamená nejen kratší zátěž pro pacienta, ale i vyšší efektivitu operace.

Budoucnost přímo na sále

Výzkumníci ale nekončí. Jejich cílem je dále zlepšovat antibakteriální vlastnosti materiálu a připravit metodu na klinické testy u lidí. K tomu je potřeba splnit řadu kroků – od standardizace výroby a ověření sterilizačních protokolů až po předklinické studie na velkých zvířecích modelech.

Pokud se vše podaří, mohla by se „kostní pistole“ stát praktickým a okamžitě dostupným řešením pro léčbu zlomenin přímo na operačním sále. „Vidíme v tomto přístupu možnost, jak poskytnout chirurgům i pacientům novou, rychlou a bezpečnou cestu k opravě kostí,“ uzavírá Lee.

Vývoj takového zařízení naznačuje, jak může technologie v budoucnu změnit i zdánlivě tradiční obor, jakým je ortopedie. Kosti by se už nemusely složitě lepit či šroubovat kovovými destičkami – mohly by se prostě „vytisknout“ přímo v těle. A co ještě donedávna znělo jako sci-fi, se dnes díky výzkumu posouvá na dosah reality.