MIT przedstawia: elastyczna siatka, która może zastąpić ortezę?

MIT przedstawia: elastyczna siatka, która może zastąpić ortezę?

Zespół naukowców z Massachusetts Institute of Technology pod przewodnictwem Sebastiana Pattinsona i A. Johna Harta prezentuje kolejny nowatorski projekt związany z technologiami przyrostowymi. Tym razem mowa o drukowanych z TPU tkaninach, które wspomagają leczenie uszkodzeń tkanek miękkich takich jak więzadła, ścięgna, czy mięśnie.

Gdy mowa o wykorzystaniu druku 3D w leczeniu urazów, na myśl przychodzą kolorowe, przewiewne koronkowe konstrukcje, które czasem mogą zastępować gips lub ortezy spełniając podobną funkcję – unieruchomienie części ciała, która została uszkodzona pod wpływem urazu. Opatrunki gipsowe i ortezy są stosowane zarówno w przypadku złamań kości, jak i gdy uszkodzeniu uległy tkanki miękkie – jak na przykład więzadła, utrzymujące staw w stabilnej, optymalnej pozycji. Orteza stosowana w sytuacji niestabilności stawu zapobiega jego dyslokacji, umożliwiając regenerację, jednocześnie jednak ogranicza lub całkowicie uniemożliwia wykonywanie innych, nie powodujących pogłębienia się urazu ruchów. Wiąże się z tym naturalnie obniżenie komfortu życia podczas leczenia. Dyskomfort i zmniejszenie mobilności bywają też związane z innymi procedurami medycznymi, na przykład operacyjnym leczeniu przepukliny z wykorzystaniem siatki. Zaimplantowana między mięśniami ściany jamy brzusznej siatka mechanicznie zamykająca przepuklinę i podtrzymująca otaczające tkanki może w niektórych przypadkach powodować zaburzenia ruchomości jamy brzusznej.

Zdjęcie: M. Scott Brauer/MIT

Naukowcy z MIT w swojej niedawno opublikowanej pracy zauważają, że opracowane przez nich drukowane w 3D siatkowate tkaniny mogą się sprawdzić między innymi w wyżej opisanych sytuacjach, jako swoisty rodzaj inteligentnej odzieży lub implantów. Zainspirowani skomplikowaną strukturą jednego z najważniejszych białek budujących nasze organizmy – kolagenu – wydrukowali w 3D wykorzystując TPU specjalne siatki. Ich elastyczność może być modyfikowana przez zmianę przestrzennej struktury, naśladując zachowanie zdrowych tkanek. Nie należy też zapominać o czołowej zalecie przedmiotów wykonywanych z wykorzystaniem technologii przyrostowych – siatka oczywiście może być łatwo dopasowana do  pacjenta. W przypadku leczenia przepuklin i niektórych poważniejszych niestabilności stawowych istnieje możliwość wkomponowania w siatkę w trakcie druku metalowego drucika, który ją dodatkowo wzmocni – w przebiegu badania sprawdzono w tym zastosowaniu drucik ze stali nierdzewnej, potencjalnie mogą się też tutaj sprawdzić włókno węglowe i Kevlar.

Jako dowód na poparcie koncepcji przeprowadzili eksperyment z wydrukowaną w 3D opaską, której celem było uniemożliwienie ruchu inwersji w stawie skokowym bez wpływu na pozostały zakres ruchów. Kilku zdrowych ochotników otrzymało dopasowane do siebie siatki, następnie sprawdzono sztywność ich stawów skokowych. Innym sprawdzonym zastosowaniem jest rękawiczka z wszytą od wierzchniej strony wydrukowaną siatką wspomagająca rozluźnienie ręki, która może być przydatna między innymi w rehabilitacji osób ze spastycznością po udarze. W tym wypadku, aby siatka jak najlepiej dopasowywała się do kształtu ręki, została wydrukowana nieplanarnie na wcześniej stworzonych podporach.

Na siatkach do leczenia przepuklin, ortezach, czy urządzeniach wspomagających rehabilitację lista potencjalnych zastosowań dla wydrukowanej siatki się nie kończy. Stabilizujące stawy i wspomagające ich ruchy tkaniny mają szansę zwrócić uwagę firm produkujących odzież dla sportowców, czy zajmujących się opracowywaniem inteligentnej odzieży.

Źródło: news.mit.edu

Zdjęcie główne: Felice Frankel/MIT

Pattinson, S. W., Huber, M. E., Kim, S., Lee, J., Grunsfeld, S., Roberts, R., Dreifus, G., Meier, C., Liu, L., Hogan, N., Hart, A. J., Additive Manufacturing of Biomechanically Tailored Meshes for Compliant Wearable and Implantable Devices. Adv. Funct. Mater. 2019, 1901815.

 

KOMENTARZE

Przetwarzamy dane osobowe użytkowników witryny, zobacz szczegóły...

The cookie settings on this website are set to "allow cookies" to give you the best browsing experience possible. If you continue to use this website without changing your cookie settings or you click "Accept" below then you are consenting to this.

Close