Устройство наподобие уникальных зубов питона может улучшить результаты операций на вращательной манжете плеча за счет повышения прочности восстановления и снижения риска повторного разрыва.
Как питоны, которые хватают загнутыми внутрь зубами, не разрывая, это биомиметическое устройство почти удваивает механическую прочность при лечении плечевого сустава, оставаясь совместимым со стандартными хирургическими техниками.
«Мы решили проверить, сможем ли мы разработать устройство, имитирующее форму зубов питона, которое эффективно захватывало бы мягкие ткани, не разрывая их, и помогало бы снизить риск повторного разрыва сухожилия после восстановления вращательной манжеты плеча», - говорится в пресс-релизе Идена Курталиаджа, ведущего автора исследования.
Операции по восстановлению вращательной манжеты плеча часто заканчиваются неудачей, и от 20% до 94% из 600 000 ежегодных процедур в США являются повторными. Авторы пишут, что основная причина отказа заключается в разрыве швов на сухожилиях в местах захвата.
Изначально команда стремилась имитировать зубы питона, но расширила свой подход с помощью моделирования, 3D-печати и экспериментов с трупами, чтобы изучить, как форма зубов влияет на захват и разрезание. Они разработали различные конструкции зубов, оптимизированные для создания биомиметического устройства, изготовленного из биосовместимой смолы.
Устройство оснащено набором мелких зубцов на изогнутом основании, изготовленном с помощью 3D-печати в соответствии с особенностями изгиба головки плечевой кости пациента в месте прикрепления сухожилия надостной мышцы, что повышает силу захвата без риска прокола сухожилия.
Чтобы оценить его эффективность по сравнению со стандартными методами восстановления вращательной манжеты плеча, парным плечевым суставам трупов (всего пяти) были наложены двухрядные анкерные швы. На каждом плече был разрыв надостного сухожилия.
Одному из каждой пары был наложен стандартный двухрядный шов, в то время как другому был применен тот же метод в сочетании с устройством, выбранным случайным образом. Восстановительные работы проводились в условиях испытания на одноосное растяжение до отказа.
Расположенное между двумя фиксаторами для наложения швов в среднем ряду, устройство укрепляет уязвимые места соединения сухожилия и шва, подверженные механическим повреждениям. Изогнутые зубья заметно увеличили механическую прочность за счет более равномерного распределения нагрузки по площади крепления.
Результаты показали, что при восстановлении с использованием этого устройства максимальная нагрузка увеличилась в среднем на 83% по сравнению с восстановлением без него, что сопровождалось значительным повышением энергопоглощения. Послеоперационные проверки неизменно подтвердили надежное крепление устройства к кости без поломки зуба, пишут авторы.
Однако у этого исследования были свои ограничения. В следующих версиях устройства следует использовать пористую основу вместо твердой, чтобы потенциально улучшить сращивание сухожилий с костями, способствуя лучшей интеграции и служа в качестве резервуара для локализованной доставки лекарств.
«В целом, наше исследование не только позволяет создать устройство, которое значительно повышает механическую прочность, но и, в будущих версиях разработки, направлено на облегчение доставки биологических препаратов с использованием биоабсорбируемых материалов с пористой структурой для улучшения сращивания сухожилий с костями», - заключили Курталиадж и соавторы.
Устройство наподобие уникальных зубов питона может улучшить результаты операций на вращательной манжете плеча за счет повышения прочности восстановления и снижения риска повторного разрыва.
Как питоны, которые хватают загнутыми внутрь зубами, не разрывая, это биомиметическое устройство почти удваивает механическую прочность при лечении плечевого сустава, оставаясь совместимым со стандартными хирургическими техниками.
«Мы решили проверить, сможем ли мы разработать устройство, имитирующее форму зубов питона, которое эффективно захватывало бы мягкие ткани, не разрывая их, и помогало бы снизить риск повторного разрыва сухожилия после восстановления вращательной манжеты плеча», - говорится в пресс-релизе Идена Курталиаджа, ведущего автора исследования.
Операции по восстановлению вращательной манжеты плеча часто заканчиваются неудачей, и от 20% до 94% из 600 000 ежегодных процедур в США являются повторными. Авторы пишут, что основная причина отказа заключается в разрыве швов на сухожилиях в местах захвата.
Изначально команда стремилась имитировать зубы питона, но расширила свой подход с помощью моделирования, 3D-печати и экспериментов с трупами, чтобы изучить, как форма зубов влияет на захват и разрезание. Они разработали различные конструкции зубов, оптимизированные для создания биомиметического устройства, изготовленного из биосовместимой смолы.
Устройство оснащено набором мелких зубцов на изогнутом основании, изготовленном с помощью 3D-печати в соответствии с особенностями изгиба головки плечевой кости пациента в месте прикрепления сухожилия надостной мышцы, что повышает силу захвата без риска прокола сухожилия.
Чтобы оценить его эффективность по сравнению со стандартными методами восстановления вращательной манжеты плеча, парным плечевым суставам трупов (всего пяти) были наложены двухрядные анкерные швы. На каждом плече был разрыв надостного сухожилия.
Одному из каждой пары был наложен стандартный двухрядный шов, в то время как другому был применен тот же метод в сочетании с устройством, выбранным случайным образом. Восстановительные работы проводились в условиях испытания на одноосное растяжение до отказа.
Расположенное между двумя фиксаторами для наложения швов в среднем ряду, устройство укрепляет уязвимые места соединения сухожилия и шва, подверженные механическим повреждениям. Изогнутые зубья заметно увеличили механическую прочность за счет более равномерного распределения нагрузки по площади крепления.
Результаты показали, что при восстановлении с использованием этого устройства максимальная нагрузка увеличилась в среднем на 83% по сравнению с восстановлением без него, что сопровождалось значительным повышением энергопоглощения. Послеоперационные проверки неизменно подтвердили надежное крепление устройства к кости без поломки зуба, пишут авторы.
Однако у этого исследования были свои ограничения. В следующих версиях устройства следует использовать пористую основу вместо твердой, чтобы потенциально улучшить сращивание сухожилий с костями, способствуя лучшей интеграции и служа в качестве резервуара для локализованной доставки лекарств.
«В целом, наше исследование не только позволяет создать устройство, которое значительно повышает механическую прочность, но и, в будущих версиях разработки, направлено на облегчение доставки биологических препаратов с использованием биоабсорбируемых материалов с пористой структурой для улучшения сращивания сухожилий с костями», - заключили Курталиадж и соавторы.
0 комментариев