Ученые из университета Нового Южного Уэльса в Австралии опубликовали исследование, где описали, как новый тип гибридного материала может позволить печатать костные заменители непосредственно в теле пациента во время операций, сообщает VRK.News.
В настоящее время наиболее проверенным методом замены костей является аутологичный трансплантат. Во время процедуры кожу пациента берут с другой части тела и прививают на место, где нужна новая кость. Этот метод все еще имеет высокие показатели отторжения.
Вместе с тем процесс выращивания кости, который предлагают австралийские исследователи, по их словам, отличается.
«В отличие от предыдущих материалов, наша техника предлагает способ печати конструкций «на месте», который имитирует структуру и химический состав кости», — сказал доктор Иман Рухани (Dr Iman Roohani) в интервью IEEE Spectrum.
Команда университета потратила два года на совершенствование биосовместимого фосфатного кальция, который не имеет риска отторжения пациентом, а также образует пластичную пасту при комнатной температуре. Материал помещают в желатиновой ванне или другой водной среде, чтобы имитировать условия человеческого тела. Это вызывает химическую реакцию, благодаря которой фосфат кальция приобретает структуру, подобную человеческой кости.
Доктор Кристофер Килиан назвал преимущества нового метода, описанного в научном журнале Advanced Functional Materials: быстрое оперативное вмешательство, уменьшение болевых ощущений и потенциальное спасение многих жизней.
«Во время хирургического вмешательства, если у пациента повреждена кость из-за болезни или удаленной опухоли, мы можем просканировать ее и с помощью 3D-принтера непосредственно напечатать в теле его собственных клеток. Эти клетки затем смогут естественным образом сформировать кость», — сказал он.
Исследовательская группа провела успешные тесты с помощью 3D-принтера Hyrel 3D Engine HR. Ученые оборудовали устройство специальной насадкой. Доктор Рухани сказал, что процесс биопечати в клеточных суспензиях, получивший название COBICS, можно адаптировать для работы на других типах 3D-принтеров.
Команда на данный момент разрабатывает «ванну», которая позволит напечатать еще большие образцы костной ткани. Испытания проводят на мелких животных, чтобы сравнить результаты с традиционными костными трансплантатами. Исследователи планируют получить разрешение на использование технологии от Управления по продовольствию и медикаментам США, чтобы использовать технологию в хирургической практике.
«Это действительно первый пример интеграции керамических материалов, которые имитируют многие аспекты нативной кости с живыми клетками. Это действительно открывает возможность, где вы можете быть в состоянии фактически непосредственно напечатать кость пациента в полости», — говорит, в свою очередь, коллега-исследователь проекта Крис Килиан в коротком видео, посвященном этой технике.
Команда австралийских ученых сейчас находится в процессе проектирования ванны, которая позволит им печатать еще более крупные образцы замещающих костей. Сообщается, что они проводят небольшие испытания на животных. После этого они, как сообщается, надеются работать с дантистами, хирургами и другими медицинскими специалистами, чтобы изучить конкретные приложения этой технологии.
