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Bessere Behandlung der Rotatorenmanschette dank 3D-Druck

Am 7. Juni 2024 von Astrid Z. veröffentlicht

Es ist kein Geheimnis, dass Sehnenverletzungen zu den schmerzhaftesten zählen und am schwierigsten zu heilen sind. Selbst kleinere Verletzungen können eine Erholungszeit von bis zu 12 Wochen nach sich ziehen. Aber bei den schwersten Verletzungen, z. B. der Rotatorenmanschette, ist die Behandlung schwierig und selbst im Idealfall dauert die Genesung mindestens sechs Monate. Hier setzt ein Forscherteam der medizinischen Fakultät der Chinese University of Hong Kong (CUHK) an. Da die Forscher wussten, dass eine maßgeschneiderte und wirksame Behandlung der Rotatorenmanschette notwendig war, haben sie ein neues 3D-druckbares bioaktives Material für die Reparatur von schweren Rissen der Schultersehnen entwickelt.

Die Rotatorenmanschette ist das Bündel von Sehnen und Bändern, das den Arm im Schultergelenk stützt. Eine gerissene Rotatorenmanschette ist äußerst schmerzhaft und verhindert die Ausführung grundlegender Aufgaben mit den Armen, oder sogar das Schlafen, und erfordert in fast allen Fällen eine Operation. Da die Zahl der Verletzungen der Rotatorenmanschette in den kommenden Jahren aufgrund der alternden Bevölkerung in vielen Ländern zunehmen wird und Statistiken zeigen, dass bereits mindestens 22 % der erwachsenen Bevölkerung einen vollständigen Riss der Rotatorenmanschette erlitten haben, ist es von entscheidender Bedeutung, flexiblere und wirksamere Lösungen für die Behandlung zu finden. Dieses 3D-druckbare bioaktive Material könnte die Lösung sein

Das Team, das die Materialien entwickelt, besteht aus (von links) Wang Chen-yang, Professor Elmer Ker, Dr. Zhang Xu und Dr. Li Ke (Bild: CUHK)

3D-druckbares bioaktives Material zur Reparatur der Rotatorenmanschette

Der Schlüssel für das Team an der CUHK lag in einem Polythiourethan-Elastomer oder PHT-Polymer, das, wenn es im Körper eingesetzt wird, die gerissenen Sehnen ersetzen kann. Das Material wurde mithilfe der „Klick-Chemie“, d. h. der chemischen Synthese zur Verbindung zweier beliebiger Moleküle, hergestellt und ist für seine Fähigkeit bekannt, nahezu exakte Kopien natürlicher Moleküle zu erzeugen. Es ist dann in der Lage, die natürliche Sehne zu imitieren. Tests haben gezeigt, dass das Material nicht nur äußerst robuste mechanische Eigenschaften besitzt, sondern auch mindestens 10 000 Mal gedehnt werden kann, ohne zu versagen.

Auch der Einsatz des 3D-Drucks ist kein Zufall. Das Team an der CUHK entschied sich für ein 3D-druckbares Material, da es eine größere Personalisierung der Behandlung ermöglicht. Darüber hinaus ist das Team der Ansicht, dass die Verwendung des 3D-Drucks für die Behandlung der Rotatorenmanschette aufgrund der Möglichkeit der Herstellung auf Abruf wirtschaftlicher ist.

Die bisherigen Ergebnisse sind positiv. Vorläufige Tests zeigen, dass das Material in der Lage ist, Sehnen effektiv zu imitieren und die Schultereigenschaften von verletzten Kaninchen wieder auf ein gesundes Maß zu bringen. Darüber hinaus scheint das Material auch bioaktive Faktoren liefern zu können, um mindestens 1 cm einer großen Sehnenverletzung zu regenerieren, was bisher als unmöglich galt.

3D printing rotator cuff

Die Grafik erklärt, wie der Prozess zur Heilung von Verletzungen der Rotatorenmanschette mit dem 3D-druckbaren Material abläuft (Bild: CUHK)

Professor Elmer Ker, Assistenzprofessor an der School of Biomedical Sciences der Medizinischen Fakultät der Chinesischen Universität Hongkong (CUHK) und Leiter dieser Forschungsarbeit, fasst zusammen: „Mit unserer Arbeit haben wir das Ziel erreicht, ein leicht herstellbares, mechanisch robustes, pro-regeneratives Sehnen-Biomaterial zu entwickeln, das mechanische und biologische Defizite bei Verletzungen der Rotatorenmanschette behebt und gleichzeitig einen komplexen und aufwändigen Herstellungsprozess vermeidet. Wir werden das bedeutende Potenzial dieses neu entwickelten Materials für die Reparatur von großen bis massiven Verletzungen der Rotatorenmanschette sowie anderer Weichteilverletzungen in der klinischen Praxis weiter nachweisen.“ Weitere Informationen finden Sie in der kürzlich veröffentlichten Publikation HIER.

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