A súlyosabb csonttöréseknél gyakran csavarokkal és fém lemezekkel rögzítik a sérült részeket, hogy a törött végek nyugalomban forrhassanak össze. Az ilyenkor használt orvosi acél vagy a ritkábban alkalmazott titán ötvözet ellenáll a testnedveknek, vagyis nem korrodálódik, és a legtöbb esetben problémák nélkül korlátlan ideig a testben maradhat, ami fontos lehet idősebb betegek esetében, illetve mindazon rögzítéseknél, amikor a fém részek sérülés jellegéből adódóan nem kerülhetnek eltávolításra.

A fém csavaroknak és lemezeknek azonban megvannak a hátrányaik is. Egyrészt nem túl flexibilisek, így stressznek tehetik ki az alattuk fekvő csontot. A másik gond, hogy egyre gyakoribb problémát jelent fémallergia a betegek körében, illetve ha olyan a sérülés, hogy a fém részeket idővel el kell távolítani, ehhez újabb műtétre van szükség. Történtek kísérletek a fémek szintetikus polimerekkel való helyettesítésére a problémák egy részének kiküszöbölése érdekében, a legtöbb esetben azonban ezek az anyagok nem állták ki a próbát, és sokszor súlyos gyulladásokhoz vezetett használatuk.

Egy amerikai kutatócsoport nemrégiben érdekes alternatívával állt elő: hernyóselyemből készítettek csavarokat és lemezeket. A végeredmény kellően erős a törött csont rögzítéséhez, ugyanakkor rugalmas is, így igazodik az élő szövetekhez, ráadásul idővel nyom nélkül lebomlik a szervezetben, így nincs szükség műtéti beavatkozásra eltávolításához.

„A selyemfehérje szerkezete a fém ötvözetekkel ellentétben nagyon is hasonlít a csontéhoz” – mondja Samuel Lin, a kutatás résztvevője. Rendkívül erős anyagról van szó, amely strukturálisan stabil marad magas hőmérséklet és extrém körülmények mellett is, így könnyen sterilizálható.

„A selyem másik nagy előnye, hogy a rögzítés mellett bioaktív anyagok közvetítésére is alkalmas, így a belőle készült lemezek és csavarok anyagába antibiotikus készítmények keverhetők, lokálisan segítve a gyulladás megelőzését. És persze a csont növekedését és a gyógyulás felgyorsítását elősegítő egyéb hatóanyagok is helyet kaphatnak az anyagban” – mondja a projekt másik kulcsfigurája, David Kaplan, aki évek óta foglalkozik a selyem orvosbiológiai felhasználásának különböző módjaival. A szakértő és kollégái eddig egyebek közt szivacsokat, fonalakat és habokat hoztak létre selyemből műtéti, illetve klinikai használatra.

A mostani projekt során a selyemhernyó gubójáról lefejtett szálakból csavarokat préseltek, majd ezeket laboratóriumi patkányok csontjaiba ültették be. Négy, illetve nyolc hét elteltével ismét feltárták a műtéti területet, és megnézték, mi történt. Kaplan beszámolója szerint a csavarok elhelyezése problémamentesen zajlott. Mivel a selyem nagyon lassan duzzad meg, a testnedvekkel kapcsolatba kerülve alakja és mechanikai integritása nem változott meg számottevően a műtét ideje alatt. A kísérleti állatoknak láthatóan hetek elteltével sem volt semmiféle problémájuk a beültetett selyemmel.

A kutatók szerint a fejlesztést elsőként az arckoponya sérüléseinek reparálása során lehetne bevetni. Mivel a selyemből készült csavarok nem látszanak a röntgenképen, a sebésznek könnyebb dolga lenne annak megítélésében, hogyan gyógyulnak ezek a sokszor igen komplikált törések. A rögzítésre használt részek felszívódása pedig olyan előny, amelyet nem lehet eléggé hangsúlyozni az ilyen sérülések esetén.