Wszczepialny implant przyspiesza gojenie kości, a następnie znika z organizmu

Zespół badawczy złożony z przedstawicieli University of Wisconsin-Madison stworzył samozasilający implant, który przyspiesza zrastanie kości i samoczynnie znika z organizmu.

Na czele badań stanął Xudong Wang, a celem było zapewnienie, że elektrostymulacja stanie się jedną z podstawowych metod leczenia złamań. W ten sposób powstało niewielkich rozmiarów urządzenie, które nie potrzebuje zewnętrznych źródeł zasilania, można je wszczepić pod skórę i nie trzeba z niej wyciągać – implant rozpuszcza się bowiem w organizmie, kiedy przestanie być potrzebny.

Czytaj też: Miniaturowy implant może położyć kres uciążliwym bólom

Artykuł na ten temat ukazał się na łamach Proceedings of the National Academy of Sciences i opisuje, na jakich zasadach działa wspomniane urządzenie. Kluczowy w całej sprawie wydaje się fakt, że nasze kości wytwarzają szczątkowe ilości energii elektrycznej. Powstające w ten sposób impulsy mają wpływ na wzrost i gojenie się kości, dzięki czemu elektrostymulacja może przynosić pożądane skutki.

Oczywiście bezpośrednia stymulacja wydaje się najlepszym pomysłem, jednak trudno ją osiągnąć. Ma się to zmienić za sprawą działań Wanga i jego zespołu, który doprowadził do powstania wszczepialnego implantu. Podstawą urządzenia jest generator przekształcający energię mechaniczną w elektryczność. Całość jest podłączona do nanoprzewodów rozprowadzających impulsy w obrębie kości.

Wszczepialny implant przyspiesza gojenie kości poprzez elektostymulację

Wstępne badania wykazały, że urządzenie zapewniało stymulację elektryczną o napięciu wynoszącym około 4 V. Takie wartości utrzymywały się przez przez ponad sześć tygodni, dlatego naukowcy postanowili wszczepić implanty szczurom. Okazało się, że zwierzęta ze złamanymi kończynami wracały do zdrowia znacznie szybciej niż te z grupy kontrolnej. Co więcej, gęstość i mineralizacja kości były w obu grupach na podobnym poziomie. Nie odnotowano też żadnych komplikacji, a implanty całkowicie się rozłożyły.

Czytaj też: BioMinds chce rehabilitować osoby po udarze mózgu w wirtualnym mieszkaniu

Szczególnie interesujący wydaje się fakt, że prawdopodobnie będzie istniała możliwość ustawienia czasu działania implantu. Kluczowe będzie jednak zwiększenie skali działania, tak, aby urządzenie było przydatne nie tylko w przypadku gryzoni, ale również ludzi posiadających znacznie większe kości. Poza tym Wang martwi się, że unieruchomiona gipsem kończyna nie będzie wystarczająco ruchliwa, aby wygenerować wymaganą ilość energii elektrycznej.