Benplåster möjliggör skonsammare behandling av frakturer

En svensk uppfinning kan revolutionera behandlingen av benbrott och krosskador. Den nya metoden gör det möjligt att ”plåstra ihop” frakturer med hjälp av ett speciellt lim. Visionen är att patienterna helt ska slippa metallplattor och skruvar i framtiden.

Michael Malkoch

Professor i fiber- och polymerteknologi

Wallenberg Academy Fellow 2012

Lärosäte:
KTH

Forskningsområde:
Materialvetenskap med inriktning mot medicinska och biomedicinska tillämpningar.

Benplåstret är en innovation som helt kan förändra sättet som kirurger behandlar frakturer, berättar Michael Malkoch, som är Wallenberg Academy Fellow och professor vid KTH.

– Våra metoder är skonsamma, minskar lidandet och snabbar på läkningsprocessen, säger han.

Traditionella metoder som till exempel stål- eller titanimplantat kan i värsta fall göra mer skada än nytta. Det händer att kroppen reagerar negativt på de främmande materialen. Till exempel måste idag över 40 procent av handfrakturbehandlingar göras om efter användning av metallplattor och skruvar, vilket är kostsamt för både samhället och individen.

Dessutom finns risk för nya problem om kirurger i efterhand tvingas ta ut implantatet av oförutsedda skäl.

– Kirurgerna måste då först frigöra implantatet och karva loss det från överväxt mjuk vävnad, senor och nya benmaterial, vilket kan leda till permanenta skador och nya ärr.

Svårbehandlade skador

Enligt Malkoch är dagens lösningar klumpiga. Vissa typer av skador är nästan omöjliga att behandla med metallplattor eller skruvar, som till exempel fingerfrakturer.

– Människans fingrar är komplexa eftersom de är små och innehåller många senor och avancerade rörelser.

Även krosskador är svårbehandlade, exempelvis en krosskada i lårbenet.

– Man försöker pussla ihop dem så gott det går, men vissa benbitar får man kanske låta vara. En lös benbit kan senare ligga och skava mot mjuk vävnad och orsaka ett svårt lidande.

Men nu är Malkoch en lösning på spåren. I drygt tio år har han jobbat intensivt med att utveckla ny teknologi som kan leda fram till skräddarsydda behandlingar av den enskilde patienten.

– Nu har vi ett fungerande benlim och en ny teknologiplattform.

Koncept från nobelpristagare

Forskningen baseras på klickkemi, ett koncept att pussla ihop komplicerade molekyler av enkla byggstenar. Begreppet myntades av Barry Sharpless i slutet av 1990-talet. Han erhöll 2001 Nobelpriset i kemi för en annan upptäckt, och förekommer ofta i spekulationer om att belönas en andra gång för klickkemi.

Malkoch fick upp ögonen för klickkemi under sin tid som postdoktor vid Stanford University i Kalifornien.

– Med klickkemi kan man lösa materialforskningsproblem som är omöjliga att lösa med hjälp av traditionell kemi, säger han.

Svårigheten bestod i att ta fram ett lim som är lättare att kontrollera än dagens så kallade medicinska superlim. De är kemiskt okontrollerbara och klibbar lätt ihop, oavsett om det är en vätska eller yta.

Den nya innovationen kallas benplåster och består av en fiberremsa, en vattenbaserad primer och själva limmet. Vid en operation rengörs frakturen, benet primas och limmas, och sedan läggs fiberremsan på. Därefter appliceras ytterligare lim, och mellan appliceringarna används en LED-lampa för att få materialen att stelna.

– Komponenterna härdas med hjälp av en lampa, precis som hos tandläkaren. I studier har vi funnit att vårt material är 60 procent bättre för vidhäftning än nuvarande dentala lim. Det är också överlägset ståltrådsmaterial och mycket stabilt.

Malkoch lyfter fram att hela materialet härdas på en gång, till skillnad från exempelvis de dentala fyllningsmedel (kompositer) som finns idag. Med en mindre robust kemi uppstår problemet att inte alla delar härdar samtidigt.

– Vid en efterhärdning krymper fyllnadsmedlet ihop och det bildas små hålrum där karies kan få fäste och därmed uppstår nya problem. Därför är det jätteviktigt att hela härdningen sker snabbt.

Lyckade resultat i djurmodeller

På senare år har tester gjorts i djurmodeller med goda resultat. Nästa steg är att utveckla studierna på mänskliga substrat, vilket tar tid och är kostsamt. Parallellt pågår arbetet med att kommersialisera forskningen och locka investerare för att kunna finansiera kliniska studier.

– Jag trivs med att vara både forskare och entreprenör. Kanske har jag en entreprenöriell gen i mig från mitt libanesiska ursprung, säger Michael Malkoch.

”Anslaget Wallenberg Academy Fellow är en kvalitetsstämpel på forskningen. Det är tydligt att namnet öppnar internationella dörrar och underlättar att bygga nätverk. Finansieringen har gett mig friheten att ta ut svängarna och gjort det möjligt att åstadkomma något unikt.”

Ambitionen är att fortsätta skala upp plattformen för att på sikt nå ut till olika delar av hälsovården. Förutom benplåstret utvecklas även andra metoder, till exempel utskrifter av kroppsegna implantat med 3D-teknik och antibakteriella material i form av hydrogel som kan sättas in för att bekämpa multiresistenta bakterier.

Behovet av bättre behandlingar är stort, särskilt hos den äldre delen av befolkningen. Benskörhet, osteoporos, är en allt vanligare åkomma, men kallas för ”den tysta sjukdomen”.

– Var trettionde sekund drabbas någon av en fraktur på grund av benskörhet inom EU-länderna. Det är skador som inte kan fixeras med metallplattor eftersom benkvaliteten är så skör.

Visionen är att ändra hela landskapet för frakturkirurgi. Framtidens läkare ska få tillgång till en komplett verktygslåda när de behandlar bentrauma, säger Michael Malkoch.

– Jag vill att framtida kirurger ska få möjlighet att göra det tandläkarna kan göra idag. De kan skräddarsy behandlingar av hålrum i tänder med kompositmaterial. Samma sak vill jag göra i kroppen med innovativa och kroppsvänliga material som på sikt bryts ner och försvinner spårlöst.

Text Nils Johan Tjärnlund
Bild Mads Lüchow