Przełom w medycynie dzięki drukowanym w 3D implantom kostnym

Przełom w medycynie dzięki drukowanym w 3D implantom kostnym

Bolesne przeszczepy kości mogą wkrótce należeć do przeszłości, dzięki drukowanym w 3D implantom kostnym wynalezionym przez naukowców z Trinity College w Dublinie.

Grupa naukowców z Trinity College w Dublinie opracowała drukowane w 3D implanty kostne, które mają potencjał, aby naprawiać poważne urazy i ubytki kostne, zamiast używać bolesnych przeszczepów kostnych.

Naukowcy z Centrum Badań Zaawansowanych Materiałów i Bioinżynierii (AMBER) w Trinity College w Dublinie, użyli biodrukarki 3D do wytworzenia chrząstki z komórek macierzystych i materiałów biologicznych. Po wszczepieniu do organizmu i pomyślnym przyjęciu się, będą one w stanie regenerować złamane kości

Jednym z głównych badaczy projektu jest profesor Szkoły Inżynierii Trinity College, Daniel Kelly. Wyjaśnił on Digital Trends:

„Nasze kości rozpoczynają życie jako prostszy szablon chrząstki, który rozwija się w bardziej złożoną tkankę w miarę naszego wzrostu. Zamiast tego wykorzystaliśmy technologię biodruku do wytworzenia mechanicznie wzmocnionych szablonów chrząstki w kształcie dorosłej kości i wykazaliśmy, że tkanki te po wszczepieniu do organizmu rozwijają się w funkcjonalne organy kostne.”

Pełna praca na temat ich odkryć, 3D Bioprinting of Developmentally Inspired Templates for Whole Bone Organ Engineering, została przedstawiona przez Kelly’ego na sympozjum Five-Year Trinity Biomedical Sciences Institute (TBSI) w Dublinie w dniu 5 września.

Zobacz proces w akcji na poniższym filmie:

Jak powstają implanty kostne?

Komórki macierzyste są drukowane w hydrożelu za pomocą wielogłowicowej biodrukarki RegenHU 3DDiscovery. Podczas gdy jeden extruder drukuje komórki w określonym kształcie, drugi nakłada na nie materiał biologiczny, tworząc kompozyt.

Po zakończeniu drukowania struktura jest przechowywana przez cztery tygodnie w inkubatorze wraz z molekułami, które pobudzają komórki macierzyste do przekształcenia się w chrząstkę. Po tym procesie wydruk 3D stanie się szablonem, który będzie można wszczepić, a w tkance rozwiną się naczynia krwionośne.

Oznacza to, że kości powinny być w stanie odrastać w sposób naturalny, co może prowadzić do ogromnego postępu w leczeniu.

Oczywiście, jest jeszcze droga do przebycia, zanim te implanty kostne staną się powszechną praktyką. Regeneracja kości jest niewiarygodnie powolnym procesem, a zespół nie wie jeszcze, jak długo realnie trwałoby odrastanie kości w ten sposób. Do tej pory udało im się jedynie doprowadzić do wzrostu kości u myszy przy użyciu komórek pochodzących od świni.

Kelly jest jednak optymistą. „Widzimy w tym platformę technologiczną do leczenia wielu chorób i urazów układu mięśniowo-szkieletowego”, powiedział.

„Obecnie pracujemy nad rozwojem tej technologii w celu bioprintu implantów biologicznych, które mogłyby być wykorzystywane do regeneracji chorych stawów maziówkowych. Takie strategie mogą być ostatecznie stosowane jako alternatywa dla metalowych i polimerowych protez zastępujących stawy.”

Żródło: https://all3dp.com