UCF 연구원, 더 나은 뼈 치유를 위해 생체흡수성 임플란트 제작

Jul 12, 2023

어린이가 뼈가 부러졌을 때 금속 임플란트를 삽입하고 뼈가 치유된 후에만 제거하는 전통적인 과정은 어렵고 스트레스가 많으며 심지어 성장 중인 신체에 해로울 수도 있습니다. UCF 생의학 엔지니어인 Mehdi Razavi는 뼈 손상을 치료하는 더 나은 방법이 있다고 믿습니다.

Razavi 팀은 생체흡수성 마그네슘 복합재를 사용하여 체내에서 분해되어 제거할 필요가 없는 나사, 핀, 막대 및 기타 의료용 임플란트를 개발하고 있습니다.

"전통적인 티타늄 뼈 임플란트는 잘 작동하고 오랫동안 사용되어 왔지만 이를 제거하려면 두 번째 절차가 필요하므로 심리적 문제가 발생할 수 있습니다."라고 그는 말합니다. 티타늄과 같은 강력한 임플란트를 삽입하면 실제로 뼈의 성장을 억제할 수 있다고 그는 말합니다. 왜냐하면 회복 중에 체중이 뼈가 아닌 금속으로 전달되기 때문입니다.

"그러나 마그네슘은 뼈와 매우 유사한 기계적 특성을 갖고 있으며 이미 신체에 존재하며 뼈 형성을 촉진하므로 이상적인 선택입니다."라고 그는 말합니다.

연구에 기여한 소아 정형외과 및 스포츠 의학 외과의사인 Nemours Children's Health의 Zach Stinson도 이에 동의한다고 말했습니다. 그는 생분해성 임플란트가 가족의 상당한 스트레스와 재정적 부담을 덜어줄 수 있으며 어린이 3명 중 1명은 어린 시절 어느 시점에 뼈가 부러진다는 점을 지적했습니다.

"아이의 부러진 뼈를 고쳐야 할 때마다 부모는 거의 항상 '그 뼈가 영원히 남을 것인가?'라는 자동 질문을 합니다. 심리적으로 큰 문제”라고 말했다. "자연적으로 흡수되어 2차 수술 시 제거할 필요가 없는 이식 가능한 금속이 있다면 환자의 추가 수술에 대한 스트레스를 없애고 의료 비용을 절감한다는 측면에서 엄청난 이점이 있습니다."

Razavi는 그의 마그네슘 복합재에도 임플란트가 용해되면서 조직에 흡수되는 나노입자가 주입되어 있다고 말했습니다. 나노입자는 새로운 뼈를 재생하는 데 도움을 주어 치유 과정을 더 빠르게 만듭니다.

"우리가 하는 일은 조직을 복구할 수 있는 생체 활성 물질을 만드는 재생 의학입니다." 그는 말한다. "제 연구는 항상 재료 과학과 의학의 발전을 결합하는 데 중점을 두고 있습니다. 이 연구는 골절, 종양 제거 및 골다공증으로 인해 손실된 뼈 조직에 중점을 두고 있습니다."

그는 마그네슘이 뼈 건강과 치유에 이상적인 물질이라고 말합니다. 금속만큼 강하면서도 세라믹보다 유연하고 이미 체내에서 발견되는 화합물이기 때문에 거부반응이 거의 없습니다. 마그네슘 판과 나사는 수술 후 3~6개월에 걸쳐 용해되므로 환자의 시스템은 천연 제품을 몸 밖으로 안전하게 걸러낼 수 있습니다. 팀은 쥐 모델에 임플란트를 성공적으로 사용했습니다. 이는 인간 테스트용으로 승인된 장치를 얻는 첫 번째 단계입니다.

UCF 의과대학생 2년차 Alison Grise는 Razavi 팀의 일원이며 자신의 작업이 성장할 수 있는 중요한 기회이며 수년 동안 환자를 도울 수 있는 일의 일부가 될 수 있다고 생각합니다.

"결국 환자를 치료하는 방식을 개선할 수 있는 연구에 참여하게 되어 매우 기쁩니다. 특히 초기 단계에 참여하게 되어 매우 기쁩니다. 수술, 임상 및 연구 기술을 쌓는 데 도움이 된다는 사실도 저에게는 중요합니다. " 그녀가 말했다.

연구팀은 또한 마그네슘 복합재가 의학 이외의 응용 분야로 개발될 수 있는 방법을 조사하고 있으며 재료의 특성을 개선하고 항공우주, 자동차 및 스포츠 산업을 위한 가능한 응용 분야를 만들기 위해 미국 국립 과학 재단으로부터 자금을 지원 받았습니다.