埋め込み型センサーは科学者による怪我の回復の向上に貢献しています
新しい研究では、埋め込み型センサーを使用して、データに基づいたレジスタンストレーニングがどのように骨の治癒を促進できるかを示しています
レイチェル・ベッドフォードの物語
写真：ダスティ・ウィテカー
2024 年 12 月 12 日
カイリー・ウィリアムズと彼女のアドバイザーであるボブ・グルドバーグ
小型の埋め込み型センサーは、オレゴン大学の研究者が重度の骨損傷からの回復プロセスを最適化するのに役立っています。
科学的影響を加速するための UO のフィル アンド ペニー ナイト キャンパスの科学者は、損傷部位で何が起こっているかに関するリアルタイム データを送信する小型の埋め込み型センサーを開発しました。 新しい研究では、彼らはこの技術を使用して、レジスタンストレーニングリハビリプログラムがわずか8週間でラットの大腿骨損傷を大幅に改善できることを示しました。
センサーは骨の機械的特性を知る窓を提供し、科学者に治癒過程に関する詳細な進行中のデータを提供します。いつかこれらのセンサーが人間に応用されれば、医師は個々の患者に合わせてリハビリテーションプログラムをより適切に調整し、患者の進行状況を監視し、途中で運動を調整できるようになるかもしれない。
この研究は、ナイトキャンパスにあるボブ・グルドバーグ、ニック・ウィレット、キート・ギー・オンの研究室間の共同研究であり、ウー・ツァイ・ヒューマン・パフォーマンス・アライアンスから一部資金提供を受けている。研究者らは自らの発見を説明する Nature Regenerative Medicine 12月号。
「私たちのデータは、早期抵抗リハビリテーションが、骨形成、骨治癒力を高め、機械的特性の損傷前のレベルへの完全な回復を促進する有望な治療法であることを裏付けています」と論文の上級著者で副社長のボブ・グルドバーグ氏とロバート・アンド・レオナ氏は述べた。デアーモンド ナイトキャンパス事務局長。
怪我後の運動は「ゴルディロックス」の原則に従っていることは長い間理解されてきました。つまり、少なすぎても多すぎても回復を妨げる可能性があり、適切な量は治癒を促進します。
最良の回復に必要な運動の種類と強度を正確に特定することは、特に患者ごとに異なるため、困難な場合があります。
ナイトキャンパスで開発された特殊なセンサーは、回復中に治癒中の骨の内部で何が起こっているかを知る窓を提供することで、この状況を変えるのに役立つ可能性があります。これらのセンサーはもともとオング研究所とグルドバーグ研究所の共同研究で開発されましたが、博士号を取得したばかりのカイリー ウィリアムズによってさらに改良されました。
この新しいテクノロジーのコンポーネントは研究室で構築されています
研究者らは、センサーを手に入れて、特定の種類の回復運動であるレジスタンスランニングが骨の回復を促進する適切な機械的刺激を提供できるかどうかをテストすることを目的としました。これを行うために、彼らはげっ歯類の回転ホイール用のカスタム ブレーキを構築しました。これにより、トレッドミルの傾斜を増加させるのと同じような抵抗が追加されました。
大腿骨に損傷があり、センサーが埋め込まれたラットは、通常の糸車または改良された抵抗糸車のいずれかで走行しました。センサーは演習全体を通じてひずみデータを送信し、研究者に回復中の骨細胞の機械的環境を垣間見ることができました。
8週間にわたる研究で、研究者らは損傷した大腿骨の治癒過程を観察し、抵抗訓練を受けたラットは、座りっぱなしや抵抗のない状態のラットと比べて、骨治癒の初期の兆候を示していることを発見した。 8週間の回復期間の終わりまでに、座りっぱなしのグループ、レジスタンストレーニングをしていないグループ、レジスタンストレーニングを行ったグループのすべてのグループで骨の治癒が見られました。
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