Summt gebrochene Knochen wieder aufbauen

Obwohl Pausen kleinere Knochen in der Regel auf ihren eigenen, großen Brüchen mit zerschmettert oder fehlenden Stücken von Knochen heilen sind schwieriger zu reparieren. ein winziges elektrisches Feld an die Stelle der Fraktur zu imitieren die körpereigene natürliche elektrische Feld Anwendung hilft den Zellen zu regenerieren. Aber die medizinischen Geräte, die dies tun, sind in der Regel sperrig, verlassen sich auf elektrische Drähte oder giftige Batterien erfordern invasive chirurgische Entfernung und kann nicht viel tun, für schwere Verletzungen.

Nun hat eine Gruppe von biomedizinischen Ingenieuren von UConn ein Gerüst aus ungiftigen Polymer entwickelt, das auch ein steuerbares elektrisches Feld erzeugt das Knochenwachstum zu fördern. Das Gerüst hilft, den Körper Brücke große Brüchen. Obwohl viele Wissenschaftler den Einsatz von Gerüsten Ausflug Knochenwachstum zu fördern, ist es mit elektrischer Stimulation Paarung ist neu.

Das Team zeigte das Gerät bei Mäusen mit Schädelverletzungen.

Die elektrische Spannung erzeugt das Gerüst ist sehr klein, nur ein paar Millivolt. Und einzigartig für diese Art von Vorrichtung wird die Spannung über ferngesteuerten Ultraschall erzeugt. Der Ultraschall vibriert, um die Polymer Gerüste, die dann ein elektrisches Feld erzeugt (Materialien, die kehren Strom aus Vibration oder vice erstellen, werden piezoelektrische genannt.), Um eine Oberschenkelfraktur zu heilen, kann beispielsweise das Polymergerüst über die gebrochenen Knochen implantiert werden, . Später kann die Person mit dem gebrochenen Knochen Stab die Ultraschallwelle ihre eigenen Oberschenkel selbst über. Keine Notwendigkeit für Batterien und keine Notwendigkeit für invasive chirurgische Entfernung, wenn die Knochen geheilt sind.

„Durch Ihren Körper an der Verletzungs Ort erzeugt Das elektrische Feld an das natürliche Signal bezieht. Wir, dass die Spannung aufrecht erhalten kann, bei Bedarf und reversibel“, für wie lange benötigt wird, unter Verwendung von Ultraschall, sagt UConn biomedizinischen Ingenieur Thanh Nguyen. Die piezoelektrische Polymer-Nguyen und seine Kollegen verwenden, das Gerüst zu bauen ist Poly (L-Milchsäure) oder PLLA bezeichnet. Neben nicht-toxische und piezoelektrische sein, PLLA allmählich löste ich im Körper im Laufe der Zeit verschwinden, wie die neuen Knochen wachsen.

„Das elektrische Feld durch das piezoelektrischen PLLA Gerüst geschaffen scheint Knochenzellen an dem Ort der Fraktur zu gewinnen und zu fördern Stammzellen zu entwickeln, in Knochenzellen. Diese Technologie möglicherweise mit anderen Faktoren kombiniert werden kann Regeneration anderer Gewebe zu erleichtern, wie Knorpel, Muskeln oder Nerven“, sagt Ritopa das, ein Doktorand in Nguyen Gruppe und der erste Autor des veröffentlichten Papier.

Derzeit Nguyen und seine Kollegen arbeiten das Polymer günstiges Knochenwachstum zu machen, so dass es einen großen Bruch schneller heilt. Sie versuchen auch, zu verstehen, warum elektrische Felder Knochenwachstum überhaupt fördern. Knochen selbst sind etwas piezoelektrische, eine Oberflächenladung zu erzeugen, wenn die Knochen durch Aktivitäten des täglichen Lebens betont wird. Das Oberflächenladung fördert mehr Knochen zu wachsen. Aber die Wissenschaftler wissen nicht, ob es ist, weil es Zellen an die Oberfläche des Knochens bleiben hilft, oder ob es macht die Zellen selbst aktiver.

„Wenn wir den Mechanismus verstehen, können wir eine bessere Art und Weise entwickeln, um das Material und den gesamten Ansatz der Gewebestimulation zu verbessern“, sagt Nguyen.

Diese Arbeit wurde von den National Institutes of Health.