Применение 3D принтера для создания новых костей

Для создания нового, "напоминающего кость" материала, который, по утверждению разработчиков, может быть использован для лечения травм, был применен 3D принтер. Разработчики технологии говорят, что этот материал может быть добавлен к поврежденной естественной кости, где он будет играть роль строительного каркаса для роста новых клеток.

В конечном итоге он растворяется без "явных болезненных эффектов", говорят разработчики.

Ученые говорят, что врачи смогут использовать разработанный процесс для замещения костной ткани, сделанными на заказ частями уже в ближайшие годы.

Профессор Сасмита Боус помогала проводить эту работу в Университете штата Вашингтон, и является соавтором отчета, опубликованного в журнале "Dental Materials". "Вы можете в качестве исходного материала использовать керамическую пудру, напоминающую кость, и из нее можете сделать все, что вы создадите на компьютере, — говорит она. — Больше всего этот материал годится для применений с низкими нагрузками. Однако сегодня мы пытаемся разработать управляемое разрушение… тех искусственных костей, которые растворяются в теле, по мере того, как костная ткань вырастает на них".

Для разработки напоминающего кость вещества, группе под руководством Боус потребовалось четыре года. Прорыв произошел, когда они нашли способ увеличить вдвое прочность основной керамической пудры — фосфата кальция — добавив к ней кремний и окись цинка.

Для создания каркаса они использовали 3d принтер, который предварительно был разработан для изготовления трехмерных металлических объектов. Он распыляет связывающий пластик на слой керамической пудры, который вдвое тоньше человеческого волоса. Процесс повторяется слой за слоем до тех пор, пока не будет сформирована требуемая форма. После этого каркас высушивается, очищается, и прогревается в течение двух часов при температуре 1250 градусов по Цельсию. Конечно же, для этих целей потребуется новое программное обеспечение. Компания Махаон — медицинское программное обеспечение наверняка выпустит продукт и для этой новинки в мире медицинской техники.

Тесты, проведенные в лабораторных условиях на эмбриональных костных клетках, показали, что новые костные клетки начинают расти вокруг каркаса в течение первой недели после его установки. Ученые говорят, что они также получили многообещающие результаты при испытаниях на живых кроликах и крысах.

"Я думаю, что лет через 10-20, врачи и хирурги смогут использовать эти каркасы вместе с каким-либо фактором роста костей, для разных целей, будь это исправление кости челюсти, или восстановление позвоночника", — говорит д-р Боус.

Эксперты в ортопедии не впервые изучают применение трехмерного принтера. Ранее в этом году, практиканты шотландского госпиталя Монкландс разработали технологию производства копий костей с использованием такого 3-D принтера. Руководитель проекта, д-р Марк Фрейм предложил использовать томограф в качестве сканера для производства изображений поврежденных костей. Полученные данные затем передаются в трехмерный принтер, для создания модели, которая поможет хирургам планировать операцию. По его словам, этот процесс дешевле традиционных подходов примерно в десять раз.

Пролистать наверх