Search
מחקר חדש חושף אתגרים נסתרים איתם מתמודדים אנשים עם אובדן שיניים ותותבות

מכשיר בהשראת שן Python מכפיל את החוזק של תיקוני שרוול מסובב

רוב האנשים, כשהם חושבים על פיתונים, מדמיינים את הנחש הענק מכווץ ובולע ​​קורבנות בשלמותם. אבל האם ידעת שפיתונים מחזיקים בתחילה בטרף שלהם עם שיניהם החדות המתעקלות לאחור? חוקרים רפואיים כבר מזמן מודעים לכך שהשיניים הללו מושלמות לאחיזה של רקמות רכות במקום לחתוך אותה, אבל אף אחד עדיין לא הצליח ליישם את המושג הזה לתרגול כירורגי. במהלך השנים, חיקוי שיניים אלה לשימוש בניתוח היה נושא לדיון תדיר במעבדתו של ד"ר סטברוס תומופולוס, פרופסור לאורתופדיה והנדסה ביו-רפואית באוניברסיטת קולומביה.

מפתח ביומימיקרי למחקר חדש

חוקר מוביל המתמקד בפיתוח ושיקום של ההתקשרות גיד לעצם, Thomopoulos מתעניין במיוחד בקידום תיקון גיד לעצם, הכרחי לתיקון השרוול המסובב ושחזור הרצועה הצולבת הקדמית. במאמר שפורסם היום על ידי התקדמות המדע, הצוות שלו מדווח שהם פיתחו מכשיר בהשראת פיתון כתוסף לתיקון הנוכחי של תפר שרוול מסובב, וגילו שהוא כמעט הכפיל את כוח התיקון.

"ככל שנהיה מבוגרים יותר, יותר ממחצית מאיתנו יחוו קרע בשרוול המסובב המוביל לכאבי כתף וירידה בתנועתיות", אמר תומופולוס, בעל פגישות משותפות בקולומביה הנדסה ובקולג' וגלוס לרופאים ומנתחים בקולומביה בתור רוברט א. קרול. וג'יין צ'ייס קרול פרופסור לביומכניקה (בכירורגיה אורטופדית והנדסה ביו-רפואית). "ההתערבות הרפואית הטובה ביותר היא ניתוח שרוול מסובב, אך אחוז גבוה להפליא מהתיקונים הללו ייכשל תוך מספר חודשים בלבד. הגישה הביומימטית שלנו בעקבות עיצוב שיני פיתון עוזרת לחבר גידים לעצם בצורה בטוחה יותר. המכשיר לא רק מגדיל את חוזק התיקון, אך ניתן גם להתאים אישית למטופל.

פציעות שרוול מסובב

בין פציעות הגידים השכיחות ביותר, קרעים בשרוול המסובב משפיעים על יותר מ-17 מיליון אנשים בארצות הברית מדי שנה. שכיחות הפציעה עולה עם הגיל: יותר מ-40% מהאוכלוסייה מעל גיל 65 חווה קרע בשרוול המסובב.

מכיוון שקרעים של השרוול המסובב מתרחשים בדרך כלל באתר החדרת הגיד לעצם, תיקון השרוול המסובב נועד לשחזר אנטומית את ההיצמדות לגיד. תיקון כירורגי הוא הטיפול העיקרי לשיקום תפקוד הכתף, עם יותר מ-600,000 פרוצדורות המבוצעות מדי שנה בארצות הברית בעלות של 3 מיליארד דולר.

עם זאת, חיבור מוצלח של גיד לעצם נותר אתגר קליני משמעותי. שיעורי כישלון גבוהים מתרחשים בעקבות הניתוח, כאשר השיעורים עולים עם גיל המטופל וחומרת הדמעות. שיעורים אלה נעים בין 20% בחולים צעירים יותר עם קרעים קלים ועד 94% מדהים בחולים קשישים עם קרעים מסיביים. הכשל הנפוץ ביותר בתיקוני שרוול מסובב הוא תפרים הנקרעים דרך הגיד בשתיים או ארבע נקודות האחיזה שבהן מתרכזים הכוחות.

בעוד שחלו התקדמות בטכניקות תיקון השרוול המסובב במהלך 20 השנים האחרונות, הגישה הבסיסית של תפירת שתי רקמות יחד נותרה ללא שינוי, ועדיין מסתמכת על תפרים המעבירים מתח בנקודות אחיזה במתח גבוה. לאחר ניתוח הצמדת גיד לעצם, תפרים יכולים להיקרע דרך הגידים בנקודות אלו של מתח גבוה, תופעה המכונה "משיכת תפר" או "חיווט גבינה", המובילה לפערים או קרע באתר התיקון.

"החלטנו לבדוק אם נוכל לפתח מכשיר המחקה את הצורה של שיני פיתון, שייתפוס ביעילות רקמות רכות מבלי להיקרע, ויעזור להפחית את הסיכון לקריעה חוזרת של הגידים לאחר תיקון השרוול המסובב", אמר עידן קורטליאג', המחקר של המחקר. מחבר ראשי ודוקטורנט לשעבר להנדסה ביו-רפואית במעבדה של תומופולוס.

המכשיר

הרעיון המקורי של הצוות היה להעתיק את הצורה של שיני פיתון, אבל הם הלכו הרבה יותר רחוק, תוך שימוש בסימולציות, הדפסת תלת מימד ו ex vivo ניסויים על גופות כדי לחקור את הקשר בין צורת השן ואחיזה לעומת מכניקת חיתוך. Kurtaliaj ייצר מגוון של עיצובי שיניים, אופטימיזציה של שיניים בודדות, מערכי שיניים, ולבסוף מערך שיניים ספציפי לשרוול מסובב. התוצאה הסופית הייתה מכשיר ביומימטי, עשוי שרף ביו-תואם – מערך שיניים על גבי בסיס מעוקל – המסוגל לאחוז, לא לחתוך, גיד. השיניים קטנות יחסית – גובה של 3 מ"מ עבור שרוול מסובב אנושי, בערך מחצית מהאורך של סיכות סטנדרטית – כך שהן לא יכנסו דרך הגיד. ניתן להתאים אישית את הבסיס באמצעות הדפסת תלת מימד כדי להתאים לעקמומיות הספציפית למטופל של ראש עצם הזרוע באתר החיבור לגיד הסופרספינאטוס (הגיד המסובב הנקרע לרוב).

תכננו אותו במיוחד כך שהמנתחים לא יצטרכו לנטוש את הגישה הנוכחית שלהם – הם יכולים פשוט להוסיף את המכשיר ולהגביר את עוצמת התיקון שלהם".

אידן קורטליאג', המחבר הראשי של המחקר

הקבוצה

קורטליאג' הוביל את המחקר כסטודנט לדוקטורט בהנחיית ד"ר. Stavros Thomopoulos וגיא Genin, הרולד וקתלין פרופסור להנדסת מכונות באוניברסיטת וושינגטון בסנט לואיס, עם קלט ליישום קליני מד"ר וויליאם לוין, יו"ר המחלקה לכירורגיה אורטופדית במכללה לרופאים ומנתחים של אוניברסיטת קולומביה.

"בשל שיתוף הפעולה ההדוק של המעבדה שלנו עם מנתחים אורטופדים, התמזל מזלנו לקבל מידע מד"ר לוין, יחד עם מנתחים אחרים בקולומביה, לאורך תהליך הפיתוח של המכשיר", אמר תומופולוס.

הצעדים הבאים

החוקרים עובדים כעת על פיתוח גרסה נספגת ביולוגית של המכשיר שתתכלה כאשר השרוול המסובב יתרפא בחזרה לעצם, ותגביר עוד יותר את הישימות הקלינית שלו. הם גם מתכוננים לפגישה לפני הגשה עם ה-FDA כדי להקל על המעבר של המכשיר שלהם לשוק.

דילוג לתוכן