Dit op Python geïnspireerde apparaat zou operaties aan de rotator cuff effectiever kunnen maken

“Dit soort apparaat 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. “Het enige wat je nu voor de schouder kunt doen, is winnen.”

Een blessure aan de rotator cuff – de groep spieren en pezen die de schouder omringen – kan gepaard gaan met tranen en ontstekingen die resulteren in pijn en beperkte functie. Chirurgische reparaties zijn bedoeld om de gescheurde pees te herstellen, vaak door deze opnieuw aan de kop van het handbot te bevestigen. Maar de hechtingen, die maar op een paar punten vastzitten, kunnen de toch al kwetsbare pees weer scheuren.

Biomedisch ingenieur Stavros Thomopoulos en zijn collega’s ontwierpen een apparaat om dit probleem op te lossen. Met behulp van een reeks kleine, puntige tanden die aan de pees en het bot haken, zet het apparaat uit 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 het dier worstelt. “Dit was een 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 onderzoekers tanden en rijen tanden voordat ze de positie en houding 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 een apparaat.

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

Voordat het ontwerp voor klinisch gebruik wordt 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, demonstreert 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.