CNC3D-printer.com

CNC3D-printer.com


Статьи 3Dprinter Поиск МагазинРегистрация


Напечатанные на 3D-принтере гиперэластичные кости помогут в лечении переломов




Костные имплантаты используются в медицине не первый год, они по-прежнему отторгаются организмом и не подходят для детей, ведь им придется перенести еще несколько операций по мере взросления. К тому же, они являются более хрупкими, чем обычные кости человека и нередко чрезвычайно дорого стоят.

К счастью, технологии 3D-печати могут помочь найти решение, стимулируя восстановление клеток костной ткани. Несколько групп исследователей во всем мире занимаются поиском материала для создания каркаса, в котором смогут развиваться стволовые клетки.

Ученые из Северо-западного университета под руководством Рамиллы Шах (Ramille Shah) предложили новейшую разработку – технологию «гиперэластичных костей» (hyper-elastic bone). Именно эта технология, по мнению многих экспертов, возможно станет универсальным решением множества проблем.

Речь идет о гиперэластичных биочернилах, из которых можно напечатать костные имплантаты любого размера и формы. Материал позволяет врачам пересадить пациенту имплантат строго необходимой формы. После операции в каркасе будут развиваться клеточные структуры и сосуды, способствующие восстановлению костной ткани.

Рамилла Шах уже не первый год занимается исследованиями в области 3D-печати, но гиперэластичные кости – является ее наиболее значительным достижением на сегодняшний день. По словам Шах, показатели эластичности материала удивили даже самих исследователей – после любой деформации он принимает первоначальную форму. Команда рассчитывает, что эта технология сможет применяться в больницах, где индивидуальный имплантат можно будет изготовить за 24 часа на основе сканирования костей пациента.

Гиперэластичные кости, по большей части, состоят из минерала гидроксиапатита, который содержится в человеческих костях. Этот материал и сейчас применяется в хирургии, но его недостаток – повышенная хрупкость. Тем не менее, в сочетании с полимером он становится чрезвычайно гибким и подходит для 3D-печати. Благодаря высокому содержанию гидроксиапатита клетки реагируют на его биоактивность – стволовые клетки в таком каркасе превращаются в костную ткань просто за счет использованного материала, без дополнительных факторов роста. Эластичность материала особенно важна для применения в педиатрии – он сможет растягиваться вместе с организмом. Кроме того, 3D-печать костных имплантатов по новой технологии осуществляется при комнатной температуре, что позволяет добавить в материал другие вещества, даже антибиотики – это снизит риск инфекции после операции.

Пока новый материал испытали только на животных. Его используют в процессе лечения дефектов позвоночника и повреждений черепа крыс и обезьян. Клинические испытания на людях начнутся в течение ближайших пяти лет. Ученые уже проводили эксперименты в лаборатории с человеческими стволовыми клетками, помещая их в каркас из гиперэластичных костей. В результате наблюдался не только рост и развитие клеток, но и процесс производства собственных костных минералов.

Помимо других преимуществ, новый материал достаточно недорого производить и можно хранить до года – это позволит отправлять его для использования в отдаленные районы, без необходимости изготовления на месте. Возможно, именно эта разработка станет идеальным решением для создания костных имплантатов.


Вы можете стать первым