Biliminsanları kırılan kemiklerin daha hızlı şekilde iyileşmesi için yöntemler ve kullanılabilecek yenilikçi materyaller arıyorlar. Bu süreçte yeni ortaya çıkan bir fikir, kırıkların çevresine takılan ve kemikleri oldukları yere sabitleyerek birleşmelerini sağlayan alçı ve atelleri tamamen değiştirebilir. İşin içine daha önce denenmeyen bir şey, elektriksel stimülasyon ekleniyor ve inovatif bir elektrikli alçı projesine temel oluyor.
Daha önce çeşitli elektrikli implantlar kullanılarak vücudun kendi elektrik alanını taklit etme ve kemik hücrelerini çoğalmaya teşvik denenmişti. Fakat bunu gerçekleştiren cihazlar epey büyük, ayrıca bir kaza durumunda vücuda zarar verebilecek entegre bir batarya ya da kablolu bir harici güç kaynağına ihtiyaç duyulmakta. Kırık kemikler iyileştikten sonra da implantların cerrahi olarak çıkarılması zorunluluğu, bu yöntemi pek tercih edilebilir kılmıyor.
ABD’deki Connecticut Üniversitesi biyomedikal mühendisi Thanh Nguyen ve araştırma ekibi, geleneksel implantlar yerine kablosuz olarak çalışan bir çözüm geliştirmiş. Tasaladıkları elektrikli alçı cihazı bacağın içine aynı bir iskele gibi monte ediliyor ve daha sonra çıkartılması gerekmiyor. Alçının kendisi toksik olmayan Poli (L-laktik asit) veya PLLA materyallerinden imal edilmekte. Bunlar özünde piezoelektrik özellikleri ile bilinen polimer nanofiberler. Yani üzerlerinde mekanik stres oluşturulduğunda karşılık olarak elektrik yükü üreten cinsten malzemeler.
Uygulama şu şekilde gerçekleştirilecek: Kemik kırığı oluşmuş bölgeye bu elektrikli alçı iskelesi implante edilecek. Daha sonra doktor bu bölgeye periyodik olarak ultrason darbeleri göndermek için harici bir el cihazı kullanacak. Bu sürecin çok pratik olacağı ve hastaların cihazı kendilerinin bile kullanabileceği varsayılmakta. Darbeler alçının iskelesinin titreşmesini sağlayacak ve titreşimler de materyalin zayıf ama iyileştirici bir elektrik alanı oluşturmasına yol açacak. Bu elektrik alanının insan vücudunun dokuları tamir etmek için kendisinin oluşturduğu alana destek olması ve iyileşme sürecini hızlandırması bekleniyor.
İyileşen kemik hücreleri elektrikli alçı iskelesi içinde çoğaldıkça, iskelede kullanılan materyaller yavaş yavaş ve vücuda zarar vermeden çözünecek. Malzemeler süreç sonunda doğal kemikle tamamen yer değiştirmiş olacak ve ameliyat ile sökülmesi gerekmeyecek. Araştırma ekibi testlerde bu tekniği farelerde denemiş ve kafatası kırıklarının iyileşmesini hızlandırmayı başarmış. Projedeki bir sonraki aşama, kemik hücrelerinin büyümesini daha verimli hale getirmek için, elektrik alanlarının hücreleri çoğalmaya nasıl teşvik ettiğini daha iyi anlamak olacak. Bu teknoloji ileride sadece kırık kemikler için değil; kaslar, sinirler veya kıkırdak gibi başka yerlerdeki hasarların tedavisinde de kullanılma potansiyeline sahip.