Zumbindo a reconstruir o osso quebrado

Embora breaks menor ósseos geralmente curam em seus próprios, a grandes fraturas com pedaços quebrados ou ausentes de osso são mais difíceis de reparar. Aplicação de um campo elétrico minúsculo para o local da fratura de campo elétrico naturais imitador do corpo ajuda as células regenerar. Mas os dispositivos médicos que fazem isso são geralmente volumosos, contam com fios elétricos ou baterias tóxicos, requerem cirurgia de remoção invasivo, e não pode fazer muito para ferimentos graves.

Agora, um grupo de engenheiros biomédicos de UConn desenvolveram um andaime de polímero não-tóxico que também gera um campo eléctrico controlado para estimular o crescimento do osso. O andaime ajuda as grandes fracturas ponte corpo. Embora muitos cientistas estão explorando o uso de andaimes para incentivar o crescimento ósseo, o emparelhamento com estimulação elétrica é nova.

O grupo demonstrou o dispositivo em ratos com fracturas do crânio.

A tensão eléctrica do andaime gera é muito pequena, a poucos milivolts. E exclusivamente para este tipo de dispositivo, a tensão é gerada por meio de ultra-som controlado remotamente. O ultra-som faz vibrar o andaime de polímero, o qual então cria um campo eléctrico (materiais que criam electricidade a partir de vibração, ou vice-versa, são chamados piezoeléctrico.) Para ajudar a curar uma coxa de fractura, por exemplo, o esqueleto do polímero pode ser implantado entre os ossos quebrados . Mais tarde, a pessoa com o osso quebrado pode acenar o ultra-som varinha sobre a sua própria coxa si. Não há necessidade de baterias, e sem necessidade de cirurgia de remoção invasivo uma vez que o osso está curado.

"O campo elétrico se relaciona com o sinal natural gerado pelo seu corpo no local da lesão. Nós podemos sustentar essa tensão, sob demanda e reversível," por quanto tempo for necessário, utilizando ultra-som, diz UConn engenheiro biomédico Thanh Nguyen. O polero piezoeltrico Nguyen e seus colegas utilizar para construir o andaime é chamado de poli (ácido L-láctico), ou de PLLA. Além de serem não tóxicos e piezoeléctricas, PLLA gradualmente se dissolve no corpo ao longo do tempo, desaparecendo como o novo osso cresce.

"O campo eléctrico criado pelo andaime PLLA piezoeléctrico parece atrair células ósseas para o local da fractura e promover as células estaminais a evoluir em células ósseas. Esta tecnologia pode, eventualmente, ser combinados com outros factores para facilitar a regeneração de outros tecidos, como a cartilagem, músculos ou nervos ", diz Ritopa das, um estudante graduado em grupo Nguyen e primeiro autor do trabalho publicado.

Atualmente Nguyen e seus colegas estão trabalhando para tornar o polímero mais favorável ao crescimento ósseo, de modo que ele cura uma grande fratura mais rapidamente. Eles também estão tentando entender por campos elétricos incentivar o crescimento ósseo em tudo. próprio osso é um pouco piezoelétrico, gerando uma carga de superfície quando o osso é ressaltada por atividades da vida diária. Essa carga de superfície incentiva mais osso a crescer. Mas os cientistas não sabem se é porque ele ajuda as células a aderir à superfície do osso, ou se ela faz com que as próprias células mais ativas.

"Uma vez que entendemos o mecanismo, podemos conceber uma melhor maneira de melhorar a toda a abordagem da estimulação do tecido do material e", diz Nguyen.

Este trabalho foi apoiado pelo National Institutes of Health.