새로운 빛의 생체역학적 성능

Scientific Reports 13권, 기사 번호: 9339(2023) 이 기사 인용

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외상성 뼈 골절은 종종 충분한 치유를 보장하기 위해 외과적 고정이 필요할 수 있는 심각한 부상입니다. 현재 가장 많이 사용되는 골합성 재료는 금속 기반입니다. 그러나 복잡한 분쇄 골다공증 골절과 같은 특정 경우에는 견고하고 맞춤화할 수 없는 특성으로 인해 최상의 솔루션을 제공하지 못할 수 있습니다. 특히 지골 골절에서 금속판은 관절 경직과 연조직 유착을 유발하는 것으로 나타났습니다. 광경화성 고분자 복합체를 이용한 새로운 골유합법이 개발됐다. 이 방법은 외과 의사가 현장에서 성형할 수 있고 연조직 유착을 유도하지 않는 다용도 솔루션임이 입증되었습니다. 본 연구에서는 AdhFix의 생체역학적 성능을 기존 금속판과 비교했습니다. 골합성은 양 지골 모델에서 다양한 하중 양식(굽힘 및 비틀림), 절골술 간격 크기, 고정 유형 및 크기를 사용하여 7개 그룹에서 테스트되었습니다. AdhFix는 비틀림에서 통계적으로 더 높은 강성(64.64 ± 9.27 및 114.08 ± 20.98 Nmm/° 대 33.88 ± 3.10 Nmm/°)과 굽힘 시 골절 감소(13.70 ± 2.75 Nm/mm 대 8.69 ± 1.16 Nmm/°)를 보여주었습니다. 금속판은 비감소 균열에서 더 단단했습니다(7.44 ± 1.75 Nm/mm 대 2.70 ± 0.72 Nmm/°). 금속판은 비틀림 시 동등하거나 훨씬 더 높은 토크(534.28 ± 25.74 Nmm 대 614.10 ± 118.44 및 414.82 ± 70.98 Nmm)와 훨씬 더 높은 굽힘 모멘트(19.51 ± 2.24 및 22.72 ± 2.68 Nm 대 5.38 ± 0.73 및 1.22 ± 0)를 견뎌냈습니다. .30 Nm). 이 연구는 AdhFix 플랫폼이 문헌에 보고된 생리적 부하 값 범위 내에서 기존 금속판의 기계적 특성과 비교할 수 있는 실행 가능하고 사용자 정의 가능한 솔루션임을 보여줍니다.

외상성 뼈 골절은 종종 최적의 치유를 위해 외과적 고정이 필요한 쇠약해지는 부상입니다. 노인 인구 증가와 골다공증 인구 증가로 인해 이러한 부상의 빈도와 경제적 부담은 증가할 것으로 예상됩니다1. 오늘날 전통적인 금속 임플란트는 대부분의 외상성 골절에 대한 외과적 치료에서 임상적 표준 골합성 재료로 간주됩니다2. 금속 기반 임플란트는 많은 경우 우수한 생체역학적 안정성과 치유 잠재력을 제공하는 것으로 나타났습니다3,4. 그러나 일부 임상 사례에서 금속 기반 재료는 다양한 골절 형태에 필요한 다양성이 부족한 유연성이 떨어지는 솔루션입니다. 더욱이, 전통적인 금속 도금은 종종 강성, 불유합, 하드웨어 돌출 및 힘줄 파열과 같은 부작용과 합병증을 유발하는 것으로 나타났습니다5. 이는 특히 가장 흔한 골격 부상 중 일부인 손과 팔뚝의 관형 골절에 해당되며4,6,7,8 충분한 뼈 치유를 위해 조기 동원이 필요합니다9. 손의 단순 골절은 외부 깁스나 부목으로 비수술적으로 치료할 수 있지만, 불안정하거나 전위된 골절의 경우 수술적 치료가 필요한 경우가 많습니다4,10,11.

이러한 임상적 부족함을 해결하기 위해 새로운 골유합 방법인 AdhFix가 개발 중입니다. AdhFix는 광경화성 폴리머 복합재를 활용하여 고도로 맞춤화 가능한 고정 솔루션12,13,14,15을 제공합니다. 이 방법은 뼈 조각에 금속 나사를 삽입한 다음 원하는 구성으로 고분자 복합판을 현장에서 구축하는 과정을 포함합니다. 생체적합성 복합재는 삼작용성 알릴 및 티올 트라이진-트리온 단량체와 고농도의 수산화인회석13으로 구성됩니다. 이는 고에너지 가시광선(HEV) 유도 티올엔 커플링 화학을 통해 현장에서 성형되고 견고한 재료로 빠르게 경화되어 외과 의사에게 금속 도금의 대안으로 고도로 맞춤화 가능한 고정 솔루션을 제공합니다. 맞춤화 가능성 외에도 AdhFix에 사용된 복합재는 생체 내 쥐 모델에서 12개월 후에도 연조직 유착이 없는 것으로 나타났습니다13.