Chirurgische schroeven die van geschonken menselijk beenmateriaal worden ontwikkeld

De Biomechanica van TURKIJE Graz, ontwikkelt chirurgische schroeven van geschonken menselijk beenmateriaal voor voet en kaakchirurgie samen met surgebright, een opstarten van Linz, Oostenrijk.

Om gebroken beenderen te helen die medische hulp gebruiken, is de chirurgische methode van keus voor decennia geweest metaalschroeven, die hoofdzakelijk van titanium of roestvrij staal worden gemaakt. Tijdens en na het helende proces, worden deze metaalschroeven gezien door het lichaam als het storen van buitenlandse organismen en moeten vaak in een verdere onplezierige chirurgische interventie worden verwijderd.

Samen met het Instituut van TURKIJE Graz van Biomechanica, in 2013 ontwikkelde de orthopedist Klaus Pastl een alternatief in orthopedie en ongevallenchirurgie: de „Schroef van de Haai“, gemaakt van de speciaal compacte en harde middenlaag van het menselijke dijbeen (dijbeen). Zo tot wat precies worden de voordelen van schroeven gemaakt van geschonken beenmateriaal? Het metaal moet niet worden verwijderd en een tweede zo onplezierige verrichting - aangezien het gewaagd en duur is - moet niet worden uitgevoerd omdat het geschonken materiaal volledig in de beenderen heeft geheeld. Zo goed geheeld dat de transplantatie niet meer zichtbaar in een röntgenstraal na één jaar is. Daarnaast erkent het lichaam de beenschroeven zoals behorend tot zijn eigen lichaam, en het gevaar van besmetting en complicaties verminderd voor een minimum wordt. De Schroef van de Haai wordt geproduceerd uit het opstarten surgebright, dat in 2016 werd opgericht, in samenwerking met het Duitse Instituut voor de Vervanging van het Weefsel en van de Cel (DIZG) in Berlijn. De gepatenteerde technologie wordt reeds gebruikt in de 14 Oostenrijkse ziekenhuizen.

Verdere ontwikkeling voor voet en kaakchirurgie

Zoals Enkel voordien, surgebright nauw samen met het Instituut van Biomechanica bij TURKIJE Graz samenwerkt. Samen, ontwikkelen zij nieuwe prototypen van beenschroeven voor voet en kaakchirurgie in het (Oostenrijks Bureau Ter Bevordering Van het Onderzoek) gefinancierde project FFG Bonescrews.

Gerhard Sommer, van het Instituut van Biomechanica bij TURKIJE Graz, verklaart: „Wij moeten de beenschroef voor toepassing in voet en kaakchirurgie volledig heroverwegen, en prototypen voor beide toepassingen in het kader van het project willen ontwikkelen. In maxillary chirurgie, zijn de uiterst kleine schroeven noodzakelijk, ongeveer 20 mm lang, die grote spanningen moeten weerstaan. Omdat met betrekking tot grootte, de kaakspier de krachtigste spier in het menselijke lichaam is. In voetchirurgie, hoewel de schroeven groter zijn, tussen vier zes lange centimeters, worden zij ook blootgesteld aan grote krachten, bijvoorbeeld buigend krachten in chirurgische correcties op de voetwortel.“

Complexe biomechanische tests

Het ontwerp van de draad van de schroeven heeft alleen een enorm effect op de het buigen en scheerbeurtsterkte en brekende torsie. In een eerste stap, moeten de onderzoekers de krachten onderzoeken en begrijpen actief in de beenstructuur van de voet en de kaak gebruikend laboratoriummetingen en simulaties. Wanneer de parameters voor de optimale sterkte van de schroef worden bepaald, zoals de binnen en buitendikte van de draad of de straal draadgroeven, zullen de beenschroeven onderworpen aan echte tests zijn die op de normen van DIN worden gebaseerd. „In algemeen er is een groot verschil tussen het werken met metaalschroeven en schroeven die van biologisch materiaal worden gemaakt. De mechanische principes zijn het zelfde, maar wij moeten ook van mening zijn dat het geschonken beenmateriaal enigszins tijdens sterilisatie en twee uren krimpt nadat de verrichting zich opnieuw in het lichaam uitbreidt en elastischer wordt. Om deze reden, voeren wij uitgebreide onderzoeken en tests uit - zowel in droge als opnieuw gehydrateerde staten,“ verklaart Sommer.

Voorselectie van donormateriaal

Het beginnende materiaal is ook essentieel. Het geschonken beenmateriaal komt uit orgaandonors en om na strikte selectieprocedures en serologisch onderzoek slechts gekomen worden gebruikt. Niet is al geschonken beenmateriaal geschikt voor de productie van beenschroeven. Wat centraal is is de grootte van de kanalen Haverian; dit zijn kanalen in het corticale been dat het bloedvat en de zenuwen door reizen. De basis voor de voorselectie van beenmateriaal werd uitgewerkt gebruikend onderzoeken met elektronenmicroscoop in FELMI-ZfE (Oostenrijks Centrum voor Elektronenmicroscopie en Nanoanalysis) Graz.

Bron: https://www.tugraz.at/en/tu-graz/services/news-stories/media-service/singleview/article/wie-aus-knochen-chirurgische-schrauben-werden/

Advertisement