Новости

Напечатанный имплантат перерождается в костную ткань

Напечатанный имплантат перерождается в костную ткань

Новосибирские ученые работают над созданием 3D-принтера для печати биокерамических 3D-имплантов. Российский фонд фундаментальных исследований поддержал разработчиков грантом около 10 млн руб. Трещины костях, полости, образовавшиеся после тяжелых воспалений или травм можно заполнять имплантами. Перспективный материал для таких изделий ─ минерал гидроксиапатит, который входит в состав костей и зубной эмали. Исследователи синтезировали порошок и стали создавать из него имплантаты с помощью лазерной 3D-печати.

Старший научный сотрудник ИХТТМ СО РАН Наталья Булина пояснила: «Гидроксиапатит является источником фосфора и кальция, из которых потом и формируется наша костная ткань. А добавки, вводимые в структуру гидроксиапатита в малой концентрации, необходимы для ускорения процесса перерождения имплантата в родную костную ткань».

Новая разработка позволит заполнять пустоты, образовавшиеся в костях человека материалом на основе минерала гидроксиапатита, который на время заменит живую ткань, даст толчок к развитию собственных клеток, а затем растворится, оставив после себя зажившую полость.

Биологические испытания апатитов с разными составами проведены в НИОХ СО РАН – в дефекты черепа крыс имплантировали порошок, а в ГНЦ ВБ «Вектор» изучали действие тех же веществ на клетки костной ткани человека. В ходе экспериментов ученые определили состав апатита, который стимулирует образование новой костной ткани и ускоряет вживление имплантируемого материала. При этом клетки костной ткани человека начинают активно размножаться и со временем полностью замещают имплантат. Исследования ученых продолжаются.

ИАиЭ СО РАН совместно с ИХТТМ СО РАН разработал программное обеспечение и модуль управления основными узлами создаваемого макета 3D-принтера. Создание промышленного образца принтера планируется завершить в этом году.

Гидроксиапатит подойдет для восстановления небольших костных дефектов, не несущих сильной нагрузки — в основном, это челюстно-лицевая хирургия. Кроме того, им можно заполнять полости и трещины в костях после тяжелых заболеваний и травм. Печатаемые изделия будут индивидуальными: они должны проектироваться, исходя из данных томографического обследования больного.

Открываются многочисленные возможности, например, для лечения зубов, когда вместо обычной пломбы в полость поврежденного зуба устанавливается имплантант для его восстановления, чтобы стимулировать реконструкцию костной ткани у пациента.

К похожим результатам пришли исследователи из университета Сиднея (UNSW Sydney), используя 3D-принтер со специальными чернилами, состоящими из фосфата кальция, научились печатать костеобразные структуры, содержащие живые клетки. Таким образом ученые разработали новую технологию восстановления поврежденной костной ткани – керамическую всенаправленную биопечать в клеточных суспензиях (COBICS).

Источник: ИХТТМ

На фото: Наталья Булина