Новости

Восстановление костной ткани методом биопечати

Восстановление костной ткани методом биопечати

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). Это поможет в будущем создать уникальный способ восстановления костной ткани.

Открываются многочисленные возможности, например, для лечения зубов, когда вместо обычной пломбы в полость поврежденного зуба закачивается биоактивный материал для его восстановления, чтобы стимулировать реконструкцию кости у пациента.

«Хотя идея 3D-печати костно-имитирующих структур не нова, это первый случай, когда такой материал может быть создан при комнатной температуре – в комплекте с живыми клетками – и без жестких химических веществ или излучения. Это уникальная технология, которая может создавать структуры, которые близко имитируют костную ткань», - поясняет доктор Иман Рухани из школы химии UNSW.

Соавтор изобретения адъюнкт-профессор Кристофер Килиан рассказал, что напечатанное вещество с живыми клетками можно выдавливать прямо в полость кости пациента, формовать необходимую геометрию, а через несколько минут состав застынет, образуя имплантат. Живые клетки, взятые предварительно у пациента, в костеподобных конструкциях продолжают расти после имплантации в костной ткани.

«Чернила используют преимущества механизма схватывания путем локальной нанокристаллизации своих компонентов в водной среде, превращая неорганические чернила в механически сцепленные нанокристаллы костного аппарата. Другими словами, образуется структура, химически подобная костным строительным блокам. Состав чернил подобран таким образом, что преобразование происходит быстро, нетоксично в биологической среде и начинается только тогда, когда чернила подвергаются воздействию жидкостей организма, обеспечивая достаточное время для хирурга для формирования имплантата», - говорит доктор Рухани. – «Когда чернила соединяются с коллагеновым веществом, содержащим живые клетки, они позволяют на месте изготавливать костеподобные ткани, которые могут быть пригодны для применения в восстановлении костной ткани, лечении заболеваний, скрининге лекарств и лечении костных и остеохондральных дефектов на месте».

Кристофер Килиан мечтает: «Я представляю себе день, когда пациент, нуждающийся в костном трансплантате, может войти в клинику, где анатомическая структура его кости визуализируется, переводится на 3D-принтер и непосредственно печатается в полость со своими собственными клетками. Это может радикально изменить существующую практику, уменьшить страдания пациентов и, в конечном счете, спасти их жизни».

Исследователям предстоят длительные испытания новой технологии. Если все пройдет удачно, то 3D-принтер станет одним из аппаратов в каждой операционной медицинской палате.

Источник: UNSW