Kaulai gali patys atsigauti po nedidelių sužalojimų, tačiau jei atsiranda tuštuma – pavyzdžiui, dėl rimtos traumos ar naviko pašalinimo – tą erdvę reikia užpildyti persodintu audiniu arba dirbtiniu kamščiu, pagamintu iš medžiagos, skatinančios kaulų ląstelių plitimą.
Vienas iš sprendimų – naudoti 3D spausdintuvus, kuriais galima būtų kurti tinkamus karkasus tokioms tuštumoms užpildyti – tačiau tam reikia atlikti skenavimą ir nuotolinį gamybos procesą, kuris trunka mažiausiai savaitę. Tai tinka iš anksto suplanuotai operacijai – pavyzdžiui, susidėvėjusio sąnario taisymui – bet netinka skubiai trauminės chirurgijos operacijai.
Norėdami išspręsti šią problemą, Jung Seung Lee iš Sungkyunkwano universiteto Pietų Korėjoje ir jo kolegos sukūrė sistemą, kurią galima taikyti iš karto per operaciją.
Tyrėjai modifikavo karšto klijų pistoletą, sumažindami jo veikimo temperatūrą nuo daugiau nei 100 °C iki maždaug 60 °C. Jie taip pat sukūrė medžiagą, kuri veikia kaip biologiniai klijai – hidroksiapatito, kuris sudaro 50 procentų normalaus žmogaus kaulų tūrio, ir biologiškai skaidžios termoplastinės medžiagos, vadinamos polikaprolaktonu, mišinį.
Chirurgai gali naudoti karštų klijų pistoletą, kad per kelias minutes operacijos metu užpildytų kaulų ertmes, o kaulų ląstelės galėtų užpildyti tarpą ir laikui bėgant pilnai išgydyti sužalojimą.
„Iš esmės jis pagamintas iš komerciškai prieinamų karšto klijų pistoletų, – sako J. S. Lee. – Galime sutaupyti laiko ir išlaidų.“
Tyrėjas ir jo kolegos išbandė klijų pistoletą, užpildydami centimetro ilgio tarpelius triušių šlaunikaulių kauluose. Po 12 savaičių paimtuose mėginiuose nebuvo jokių medicininių problemų požymių ar klijų ir kaulo atsiskyrimo. Kaulų tūris buvo daugiau nei dvigubai didesnis pas gyvūnus, gydytus klijų pistoletu, nei pas kontrolinės grupės gyvūnus, kurių sužalojimai buvo gydomi tradiciniu kaulų cementu.
Mokslininkai taip pat nustatė, kad į užpildą galima įtraukti du antibakterinius junginius – vankomiciną ir gentamiciną, kurie sumažina infekcijos tikimybę. Šie vaistai išsiskiria lėtai ir per kelias savaites pasiskirsto tiesiai operacijos vietoje.
Tačiau Benjaminas Ollivere iš Notingemo universiteto Jungtinėje Karalystėje, kuris tiria 3D spausdintus karkasus kaulų atstatymui, skeptiškai vertina tai, kad karšto klijų pistoletas taps plačiai naudojamu sprendimu, pralenkiančiu greitąjį skenavimą ir 3D spausdinimo technologiją.
„Ar manau, kad tai įdomi koncepcija? Taip. Ar ji gali veikti? Taip. Ar manau, kad tai įmanoma? Taip, – sako jis. – Bet tai gali būti ne tai, ko reikia.“
Tyrimas paskelbtas žurnale „Device“.
Parengta pagal „New Scientist“.