UCFの研究者が骨の治癒を促進する生体吸収性インプラントを開発

Jul 12, 2023

子どもが骨折した場合、金属インプラントを挿入し、骨が治癒してからインプラントを取り外すという従来のプロセスは、困難でストレスがかかり、成長中の子どもの体に悪影響を与える可能性さえあります。 UCFの生物医学エンジニアであるメディ・ラザヴィ氏は、骨損傷を治すより良い方法があると信じている。

ラザヴィ氏のチームは、生体吸収性マグネシウム複合材料を使用することで、体内で溶解するネジ、ピン、ロッド、その他の医療用インプラントを開発しており、それらを取り外す必要がありません。

「従来のチタン骨インプラントは効果があり、長い間使用されてきましたが、それを除去するには2回目の処置が必要であり、心理的な問題を引き起こす可能性があります」と彼は言います。 チタンのような強力なインプラントを挿入すると、回復中に体の重量が骨ではなく金属に伝達されるため、実際に骨の成長が阻害される可能性があると同氏は言う。

「しかし、マグネシウムは骨と非常によく似た機械的特性を持っており、すでに体内に存在し、骨形成を促進するため、理想的な選択肢となっています」と彼は言います。

この研究に貢献した小児整形外科医およびスポーツ医学外科医であるヌムール・チルドレンズ・ヘルス社のザック・スティンソン氏も、同意見だという。 同氏は、生分解性インプラントは家族の多大なストレスと経済的負担を軽減する可能性があると述べ、子どもの3人に1人が幼少期のある時点で骨折をしていることを指摘した。

「子供の骨折を治さなければならないとき、ほぼ毎回、親から自動的に聞かれる質問は『それは永遠に残るのですか？』というものです。 心理的には大変なことだ」と彼は言う。 「自然に吸収され、2回目の手術時に取り外す必要のない埋め込み可能な金属があれば、追加の手術による患者のストレスを排除し、医療費を抑えるという点で多大なメリットがあります。」

ラザヴィ氏によると、彼のマグネシウム複合材料には、インプラントが溶解する際に組織に吸収されるナノ粒子も注入されているという。 ナノ粒子は新しい骨の再生を助け、治癒プロセスを迅速化します。

「私たちが行っていることは再生医療と呼ばれるもので、組織を修復できる生理活性物質を構築します。」 彼は言い​​ます。 「私の研究は、常に材料科学と医学の進歩を結びつけることに焦点を当てています。この研究は、骨折、腫瘍除去、骨粗鬆症によって失われた骨組織に焦点を当てています。」

マグネシウムは骨の健康と治癒にとって理想的な物質である、と彼は言います。 金属と同等の強度を持ち、セラミックよりも柔軟性があり、体内にすでに存在する化合物であるため、拒絶反応が起こりにくくなっています。 マグネシウムのプレートとネジは術後 3 ～ 6 か月かけて溶解するため、患者のシステムは安全に天然物を体外に濾過することができます。 チームはラットモデルでのインプラントの使用に成功しました。これは、デバイスを人間でテストするための承認を得るための最初のステップです。

UCF の医学生 2 年生のアリソン グリセさんはラザヴィのチームの一員であり、自分の仕事が成長し、何年にもわたって患者を助ける可能性のあるものの一部となるための重要な機会であると考えています。

「最終的には患者の治療方法を改善できる研究に取り組むこと、特に初期段階で関わることはとてもエキサイティングです。外科、臨床、研究のスキルを身につけるのに役立っているという事実も私にとって重要です。 " 彼女は言いました。

同チームはまた、マグネシウム複合材料を医療以外の用途にどのように開発できるかについても検討しており、材料の特性を改善し、航空宇宙、自動車、スポーツ産業での応用の可能性を生み出すために米国国立科学財団から資金提供を受けている。