한국 연구진, 뼈 치유용 '건' 개발 Korean researchers make bone-healing gun; offers faster, less invasive fracture treatment

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Korean researchers make bone-healing gun; offers faster, less invasive fracture treatment

The “bone-healing gun” resembles a handheld 3D printer.

Metal grafts and titanium-based implants remain the standard for stabilizing severe bone fractures, but they are expensive to produce and difficult to customize for individual patients. And while 3D printing has opened the door to more personalized solutions, it still demands significant time and resources.

https://interestingengineering.com/health/bone-healing-gun-offers-faster-treatment

더 빠르고 덜 침습적인 골절 치료 제공

"뼈 치유 건"은 손에 든 3D 프린터와 비슷합니다.

부러진 뼈에 직접 압출

뼈속 이식편과 티타늄 기반 임플란트는 심각한 골절을 안정화하는 표준으로 남아 있지만, 제작 비용이 높고 환자 개개인에 맞게 맞춤 제작하기가 어렵습니다. 3D 프린팅이 더욱 개인화된 솔루션의 문을 열었지만, 여전히 상당한 시간과 자원이 필요합니다.

더 빠르고 저렴한 옵션을 찾던 한국 성균관대학교의 연구진은 기존 방법의 높은 비용이나 지연 없이 환자 맞춤형 뼈 임플란트를 만들 수 있는 기술을 개발하고 있습니다.

이 "뼈 치유 건"은 휴대용 3D 프린터 와 유사 하지만, 플라스틱 대신 생분해성 폴리머 스캐폴드를 수술 중 부러진 뼈에 직접 압출합니다. 이 장치는 특수 폴리머 "총알"을 안전한 60°C의 온도에서 녹여 주변 조직을 보호하고 새로운 뼈 성장을 위한 맞춤형 틀을 형성합니다.

고비용 없이 환자 맞춤형 뼈 임플란트 타겟팅

한국 성균관대학교의 생체공학 연구원인 정승 리와 그의 팀은 생체적합성 필라멘트를 압출하여 빠르게 굳어지는 뼈대를 만드는 도구를 만들어, 전통적인 임플란트의 비용과 지연 없이 뼈를 제자리에 고정하고 자연 치유를 돕습니다.

뼈를 복구할 수 있는 글루건 스틱을 만드는 것은 Lee 팀에게 까다로운 과제였습니다. 일반적인 핫 글루는 100°C 이상의 온도에서 녹는데, 이는 살아있는 조직에는 너무 뜨거웠습니다. 또한 이 재료는 자연 뼈와 유사한 강도로 굳어야 했고, 새로운 뼈가 대체할 수 있도록 점진적으로 분해되어야 했습니다. Ars Technica 에 따르면 , 안전한 온도, 뼈와 유사한 강도, 그리고 제어된 생분해라는 세 가지 과제가 뼈 치유 스캐폴드 설계의 핵심이 되었다고 합니다 .

Lee가 자세히 설명하듯이, 그의 팀은 적합한 혼합물을 찾기 전에 여러 혼합물을 테스트했습니다. 그들은 체내에서 몇 달 안에 안전하게 분해되는 FDA 승인 열가소성 수지인 폴리카프로락톤과 새로운 뼈 성장을 돕는 미네랄인 하이드록시아파타이트를 결합했습니다. 비율을 조정한 후, 그들은 60°C의 약한 온도에서 녹고, 뼈 에 단단히 결합하며 , 치유 과정에서도 강도를 유지하고, 자연 조직으로 대체됨에 따라 점차 분해되는 혼합물을 얻었습니다.

총은 골절 수리 속도를 높이지만 더 빠른 분해 필요

뼈 치유 펠릿이 완성되자, 이 교수팀은 동물 실험으로 전환하여 대퇴골 골절을 입은 토끼를 대상으로 장치를 시험했습니다. 치유 총으로 치료받은 토끼들은 시중에서 흔히 사용되는 일반 골 시멘트로 치료받은 토끼들보다 더 빨리 회복했습니다.

그러나 이 소재의 분해 속도가 느려 골절 부위가 완전히 회복되지 않아 인체 실험을 시작하기 전에 추가적인 개선이 필요함을 시사했습니다. Lee는 이제 분해 속도를 높이고 항생제를 첨가하여 임플란트가 치유 과정에서 감염 방지 약물을 점진적으로 방출하도록 하는 것을 목표로 하고 있습니다.

https://youtu.be/sJ6V1VD_CIg