这些微型植入式传感器帮助骨折在几周内愈合,而不是几个月

美食作者 / 花爷 / 2025-04-27 03:45
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    科学家们发明了一套微型传感器,可以帮助那些从骨折中恢复的人制定康复计划。  适当的康复是确保自然修复过程正确进行

  

  科学家们发明了一套微型传感器,可以帮助那些从骨折中恢复的人制定康复计划。

  适当的康复是确保自然修复过程正确进行的关键,该设备提供了关键的反馈,加快了实验室大鼠的这一过程,使它们提前几个月从股骨骨折中恢复过来。

  这种传感器是由俄勒冈大学的研究人员开发的,在植入人体后,它可以传输受伤部位发生的实时数据。

  该团队表示,传感器将允许医生监控患者的进展,并在此过程中调整锻炼,以确保他们从适量的锻炼中受益。

  他们在一项发表在《NPJ再生医学》杂志上的研究中使用了这项技术,该研究表明,阻力训练康复计划可以在短短八周内“显著改善”大鼠的股骨损伤。大多数股骨骨折需要四到六个月才能完全愈合。

  该研究的资深作者Bob Guldberg教授说:“我们的数据支持早期抵抗康复是一种有希望的治疗方法,可以增加骨形成,骨愈合强度,并促进机械性能完全恢复到损伤前的水平。”

  长期以来,人们一直认为受伤后的锻炼遵循一个金凤花原则:太少或太多都会阻碍恢复,而适量的锻炼可以促进愈合。然而,准确指出最佳恢复所需的确切运动类型和强度可能具有挑战性,特别是因为它因患者和骨骼而异。

  在他们的研究中,研究人员旨在测试阻力跑,一种特殊类型的恢复运动,是否可以提供正确的机械刺激来改善骨骼恢复。

  为了做到这一点,他们为啮齿类动物的运动轮定制了制动器,这增加了阻力,类似于增加椭圆机或固定自行车的水平。

  然后,股骨受伤并植入传感器的大鼠在常规运动轮或改良阻力运动轮上跑步。

  传感器在整个锻炼过程中传输应变数据,为研究小组提供了一种对骨细胞在恢复过程中的机械环境的一瞥。

  在为期八周的研究中,研究人员监测了受伤股骨的愈合过程,发现与久坐或无阻力条件下的大鼠相比,接受阻力训练的大鼠表现出骨愈合的早期迹象。

  在八周的恢复期结束时,久坐不动、不抵抗和抵抗训练的小鼠都表现出骨愈合,但抵抗训练的小鼠组织更致密,这表明抵抗训练促进了骨形成。

  事实上,受过抗阻训练的大鼠受伤的骨头表现出与未受伤的骨头相当的机械特性,如扭矩和刚度,Guldberg说,这表明抗阻训练可以提高恢复能力,即使没有任何额外的药物或生物兴奋剂。

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  研究负责人凯莉·威廉姆斯博士说:“这项工作最具影响力的方面之一是,我们的抗阻康复可以在不使用生物兴奋剂的情况下,在八周内使股骨恢复到正常的力量,我们对此感到非常兴奋。”

  虽然这项研究是在啮齿动物身上进行的,但研究小组希望数据支持的康复也能用于改善肌肉骨骼损伤的人类患者的康复。

  为了实现这一目标,校园初创公司Penderia technologies正致力于进一步改进可植入传感器,包括无电池设计和可穿戴监视器,以帮助人类患者使用。

  “我们希望这项工作有一天能转化为临床环境,在那里这些传感器可以捕获个性化的测量数据,说明损伤类型和严重程度,以最好地告知康复决策,”古尔伯格总结道。

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