成均館大学（SKKU）の研究チームは、改良型グルーガンと骨ミネラルと生分解性複合材料からなるスティックを用いた新しい骨移植技術を開発しました。この材料は溶解すると骨の成長を促進する足場として機能し、従来の骨セメントよりも優れた性能を発揮します。さらに、New Atlas誌によると、この技術は外科医が手術室でより容易かつ安価にカスタマイズされたインプラントを作成できるように設計されており、骨移植や金属による再建への依存を軽減します。
「私たちが提案する技術は、手術部位で直接スキャフォールドをリアルタイムで作製・適用できるin-situプリンティングシステムを開発することで、他に類を見ないアプローチを提供します」と、生物医学工学准教授のイ・ジョンスン氏は述べています。さらに、「この装置はコンパクトで手動操作であるため、外科医は手術中にプリンティングの方向、角度、深さをリアルタイムで調整できます」と付け加えました。
改良されたグルーガンは低温印刷を採用しており、術野の周囲組織への損傷を回避しています。一方、「ホットグルースティック」は、損傷した骨を安定させるポリマーであるポリカプロラクトン（PCL）と、骨に含まれる天然物質であるハイドロキシアパタイトの化合物で構成されています。研究者らは、これら2つの材料に加えて、バンコマイシンやゲンタマイシンなどの抗生物質を混合物に含めることで、患者が経口抗生物質を服用する必要性を軽減し、感染症と闘う際に抗生物質耐性を獲得するリスクを低減できると述べています。
この技術は、現在ほとんどの整形外科手術室で使用されている市販の骨セメントの代替として設計されています。12週間にわたる従来の方法と比較した結果、骨グルーガンはより優れた性能を示し、より自然な構造を持つ強固な骨組織を形成しました。また、適用部位周辺に炎症や組織損傷の兆候は見られませんでした。
「このスキャフォールドは、周囲の骨組織と生物学的に統合するだけでなく、時間の経過とともに徐々に分解し、新たに形成された骨に置き換わるように設計されました」とリー氏は述べた。「結果は、印刷グループが骨表面積、皮質骨の厚さ、極モーメントといった主要な構造パラメータにおいて優れた結果を示し、より効果的な骨の治癒と統合を示唆しています。」
この整形外科技術は有望ではあるものの、整形外科医の手に渡り、手術室の標準装備として使用されるようになるまでには、まだしばらく時間がかかるでしょう。研究チームは、規制当局の承認取得に向けて、滅菌プロトコルの開発と前臨床試験の実施をまだ進めていません。また、一貫性を確保するために、デバイスの製造を標準化する必要もあります。しかし、これらの課題をすべて乗り越えることができれば、医療チームと患者の両方にとって、骨の修復をより迅速かつ容易にすることができる可能性があります。
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ジョウィ・モラレスは、長年のテクノロジー業界での実務経験を持つテクノロジー愛好家です。2021年から複数のテクノロジー系出版物に寄稿しており、特にテクノロジー系ハードウェアとコンシューマーエレクトロニクスに興味を持っています。
