新しい光の生体力学的性能

Scientific Reports volume 13、記事番号: 9339 (2023) この記事を引用

422 アクセス

2 オルトメトリック

メトリクスの詳細

外傷性骨折はしばしば衰弱性の損傷であり、十分な治癒を確実にするために外科的固定が必要となる場合があります。 現在、最も頻繁に使用されている骨接合材料は金属ベースです。 ただし、複雑な粉砕骨粗鬆症骨折などの特定のケースでは、その厳格でカスタマイズできない性質により、最適な解決策が提供されない場合があります。 特に指骨骨折では、金属プレートが関節の硬直と軟組織の癒着を引き起こすことが示されています。 光硬化性ポリマー複合材料を用いた新しい骨接合法が開発されました。 この方法は、外科医がその場で成形できる多用途の解決策であることが実証されており、軟組織の癒着を誘発しないことが示されています。 この研究では、AdhFix の生体力学的性能を従来の金属プレートと比較しました。 骨接合は、羊の指節モデルにおける荷重様式 (曲げとねじれ)、骨切りギャップ サイズ、固定の種類とサイズを変えて 7 つの異なるグループでテストされました。 AdhFix は、ねじり剛性が統計的に高く (64.64 ± 9.27 および 114.08 ± 20.98 Nmm/° 対 33.88 ± 3.10 Nmm/°)、曲げ剛性が低下したこと (13.70 ± 2.75 Nm/mm 対 8.69 ± 1.16 Nmm/°) を示しました。一方、非整復破壊では金属プレートの方が硬かった (7.44 ± 1.75 Nm/mm 対 2.70 ± 0.72 Nmm/°)。 金属プレートは、同等または大幅に高いねじりトルク (534.28 ± 25.74 Nmm 対 614.10 ± 118.44 および 414.82 ± 70.98 Nmm)、および大幅に高い曲げモーメント (19.51 ± 2.24 および 22.72 ± 2.68 Nm 対 5.38 ± 0.73 および1.22±0.30んん）。 この研究は、AdhFix プラットフォームが、文献で報告されている生理学的負荷値の範囲内で従来の金属プレートの機械的特性に匹敵する、実行可能なカスタマイズ可能なソリューションであることを示しました。

外傷性骨折は多くの場合、衰弱性の損傷であり、最適な治癒のためには外科的固定が必要です。 人口の高齢化と骨粗鬆症の増加により、これらの傷害の頻度と経済的負担は増加すると予想されます1。 今日、従来の金属インプラントは、大部分の外傷性骨折の外科治療における臨床のゴールドスタンダード骨接合材料とみなされています2。 金属ベースのインプラントは、多くの場合、優れた生体力学的安定性と治癒の可能性を提供することが示されています 3,4。 しかし、一部の臨床例では、金属ベースの材料は、さまざまな多様な骨折形態に必要な多用途性に欠ける柔軟性のないソリューションとなります。 さらに、従来の金属メッキは、硬直、癒合不全、ハードウェアの突出、腱断裂などの副作用や合併症を引き起こすことが多いことがわかっています5。 これは、最も一般的な骨格損傷の一部である手と前腕の管状骨折に特に当てはまり4、6、7、8、十分な骨治癒のためには早期の動員が必要です9。 手の単純な骨折は、外部ギブスまたは副木で非手術的に治療できる場合がありますが、不安定な骨折やずれた骨折の場合は、外科的治療が必要になることがよくあります4、10、11。

新しい骨接合法である AdhFix は、これらの臨床的機能不全に対応するために開発中です。 AdhFix は、光硬化性ポリマー複合材料を利用して、高度にカスタマイズ可能な固定ソリューションを提供します 12、13、14、15。 この方法では、骨片に金属ネジを挿入し、その後ポリマー複合プレートをその場で所望の形状に構築します。 生体適合性複合材料は、三官能性のアリルおよびチオールのトライジントリオンモノマーと高濃度のヒドロキシアパタイト 13 から形成されます。 これはその場で成形され、高エネルギー可視光 (HEV) 誘起チオールエンカップリング化学によって急速に硬化して硬い材料となり、外科医に金属メッキの代替として高度にカスタマイズ可能な固定ソリューションを提供します。 カスタマイズ性に加えて、AdhFix で使用される複合材料は、生体内ラット モデルで 12 か月後に軟組織癒着がないことが示されています 13。