Dit door Python geïnspireerde apparaat zou rotatormanchetoperaties effectiever kunnen maken.

Elk jaar lijden twee miljoen mensen in de Verenigde Staten aan verwondingen aan de rotator cuff, maar slechts 600.000 mensen krijgen een chirurgische ingreep. Een nieuw, op Python geïnspireerd apparaat zou deze kloof kunnen dichten.

Rotator cuff-operaties hebben een faalpercentage tussen de 20 en 94 procent. Omdat de kans op herscheuring groot is, besluiten artsen soms om niet te opereren. Maar een medisch instrument gemodelleerd naar de hoektanden van Python zou de sterkte van de chirurgische reparatie kunnen verdubbelen en herscheuring kunnen voorkomen als het naast standaard hechtingen wordt gebruikt, rapporteren onderzoekers in de Science Advances van 28 juni.

Science News werkt samen met Trusting News om feedback te verzamelen over het potentiële gebruik van AI in de journalistiek. Momenteel publiceren we geen inhoud die is geproduceerd door generatieve AI (zie ons beleid). We willen graag uw mening horen over hoe Science News AI op verantwoorde wijze zou kunnen gebruiken. Laat het ons weten door deel te nemen aan een korte enquête van 10 vragen.

“Een apparaat als dit is veel eleganter dan wat ze nu gebruiken”, zegt Eric Nauman, een biomedisch ingenieur aan de Universiteit van Cincinnati die niet bij het onderzoek betrokken was. "Alles wat je nu voor de schouder kunt doen, is een overwinning."

Een blessure aan de rotator cuff – een groep spieren en pezen rond de schouder – kan tranen en ontstekingen omvatten die resulteren in pijn en beperkte functie. Chirurgische reparaties zijn bedoeld om een ​​gescheurde pees te repareren, vaak door deze opnieuw aan de kop van het armbeen te bevestigen. Maar hechtingen, die slechts op een paar punten zijn verankerd, kunnen de toch al kwetsbare pees opnieuw scheuren.

Biomedisch ingenieur Stavros Thomopoulos en collega's ontwierpen een apparaat om dit probleem op te lossen. Met behulp van een reeks kleine, puntige tanden die op de pees en het bot vastklikken, verspreidt het apparaat zich en vermindert de kracht op elk deel van het beschadigde weefsel. De inspiratie voor het apparaat kwam uit de natuur. In tegenstelling tot de tanden van een haai – vlijmscherpe driehoeken die zijn ontworpen om te snijden – zijn de tanden van een python naar binnen gebogen, ontworpen om dieper te graven wanneer een dier worstelt. “Dit was een soort gloeilampmoment”, zegt Thomopoulos van Columbia University.

Het team gebruikte eerst berekeningen en computersimulaties om de grootte en geometrie van de tanden te optimaliseren. Met behulp van 3D-printen creëerden de onderzoekers tanden en reeksen tanden voordat ze de plaatsing en grip optimaliseerden. In samenwerking met chirurgen testte het team iteraties van de ‘tanden’ op kadavers, waarbij de ene schouder alleen met hechtingen werd gefixeerd en de andere met hechtingen en het apparaat.

“We hebben mechanisch de kracht getest die het apparaat bijdroeg aan het bij elkaar houden van dit construct”, zegt Iden Kurtaliaj, een bio-ingenieur aan de Icahn School of Medicine op Mount Sinai in New York City. De onderzoekers ontdekten dat schouders met hun apparaat twee keer zoveel houdkracht hadden als schouders zonder.

Voordat het ontwerp voor klinisch gebruik kan worden gebruikt, moet het worden getest bij levende dieren om de werking en veiligheid op de lange termijn te bewijzen, zegt Ghanashyam Acharya, een biomedisch onderzoeker aan het Baylor College of Medicine in Houston. Terwijl het lichaam geneest, kan het materiaal de pees beschadigen of beschadigen. Toch, zegt Acharya, toont de nieuwe studie een ‘sterke theoretische onderbouwing’ die het markeert als een ‘significante en innovatieve eerste stap’ in de richting van effectievere rotator cuff-operaties.