Разработка, получившая неформальное название «пистолет для заживления костей», по сути представляет собой ручной биопринтер. Это устройство позволяет хирургу непосредственно во время операции формировать индивидуальный поддерживающий каркас прямо на поврежденной кости. Инструмент расплавляет специальные полимерные гранулы и выдавливает биосовместимую нить, которая почти мгновенно затвердевает, создавая прочную основу для регенерации костной ткани. Метод является альтернативой титановых имплантов, используемых для фиксации сложных переломов.
Главной инженерной задачей было создание материала, отвечающего трем ключевым критериям: безопасность для живых тканей, механическая прочность и контролируемое биологическое разложение. Стандартные термоклеи плавятся при температурах выше 100 °C, что неприемлемо для организма. После многочисленных экспериментов команда ученых нашла решение, комбинируя одобренный FDA поликапролактон и гидроксиапатит — минеральный компонент натуральной кости. Полученная смесь плавится при щадящей температуре 60 °C, обеспечивает необходимую прочность и постепенно рассасывается, уступая место новой кости.
Испытания на кроликах с переломами бедренной кости подтвердили перспективность технологии. Животные, прошедшие лечение с помощью нового устройства, демонстрировали более быстрое восстановление по сравнению с группой, где применялся традиционный костный цемент. Однако выяснился и существенный нюанс: материал разрушался медленнее, чем происходило полное заживление, что указывает на необходимость корректировки скорости его биодеградации. Кроме того, работа с инструментом требует от хирурга высокой точности, что подразумевает разработку специального обучающего курса для освоения новой методики.
Ранее мы писали о способе лечения переломов за двое суток.