Csontok nyomtatva
Egy sima fehér festék 3D-nyomtatással forradalmasíthatja a csontsebészetet adja hírül GyártásTrend.
Egy újonnan kifejlesztett tintával 3D-nyomtatással bármilyen méretű és formájú rugalmas csontimplantátumot létre lehet hozni, legyen ugyan szó a láb hengeres alakú csontjairól vagy akár teljes koponyákról – olvasható a GyártásTrend.hu-n. Ami még jobb: amikor az anyag a testbe kerül, az implantátumok valódi csonttá válnak, amivel így egy olcsó és sokoldalú eszközt adnak a sebészek kezébe a sérülések kezelésekor.
Az illinoisi Northwestern University in Evanston részéről Ramille Shah és a kollégái előállítottak egy olyan tintát, amellyel 3D-nyomtatott robusztus, ám különösen rugalmas csontimplantátumokat tudnak létrehozni, amelyek így a sebészek számára lehetővé teszik, hogy a műtőben tökéletes formájúvá alakítsák őket. Amikor a helyükre kerülnek, az implantátumokat az erek gyorsan behálózzák, és fokozatosan természetes csonttá alakítják át a beültetett tárgyat. Shah csapata hiperrugalmas csontnak (hyperelastic bone) nevezte el az anyagot, és azt mondják, hogy számos, csontvázzal kapcsolatos problémát orvosolni lehetne vele; a töréseknél és a gerincsérüléseknél is fel lehetne használni, illetve a balesetek vagy kemoterápia után a segítségével az arcot is „újjá lehetne építeni”.
„A célunk, hogy 3D-s nyomtatók legyenek a kórházakban, amelyeket így elláthatnánk a hiperrugalmas csonttintánkkal, hogy aztán a sebészek az egyedi implantátumokat 24 órán belül létrehozhassák – fogalmazott Shah. – Már korábban létrehozott vagy a betegről készült felvételek alapján egyedileg kialakított implantátumokat lehetne előállítani.”
A tinta hidroxiapatitból (ez az ásvány már alapból megtalálható a csontban) és PLGA-ból készül. Ez utóbbi egy polimer, amely összeköti az ásványi részecskéket, így kölcsönözve ruganyosságot az implantátumoknak
„Nagyon meglepett bennünket, hogy amikor összeszorítottuk az implantátumot, ez visszaugrott az eredeti alakjára” – állította Shah. Adam Jakus, szintén a Northwestern kutatójaként úgy véli, hogy az implantátumok olyan valósághűen adják vissza a természetes csont saját pórusszerkezetét és ásványianyag-tartalmát, hogy a test önjavító folyamata egy hiányos csontnak hiszi, amelyet újra kell építeni, hogy visszaálljon a tökéletes formájába.
Teszteléskor patkányoknál az implantátum a meglévő kezelésekhez hasonló gyorsasággal és hatékonysággal gyógyította meg az állatok gerinchibáit. A csapat szintén egy ilyen implantátumot alkotott, hogy egy rhesusmajom sérült koponyáját meggyógyítsák. Eleinte túl nagynak bizonyult, de a sebészek a műtőben képesek voltak tökéletes formájúvá vágni a csontot. Shah szerint az anyagot öt éven belül a klinikákon is bevezethetik.
„Ez egy fantasztikus és óriási előrelépés – fogalmaz Iain Hutchison, a londoni St Bartholomew kórház szájsebésze. – Egy anyagot, nem pedig egy csontot hoztak létre, és úgy tűnik, képesek csontot növeszteni rá, méghozzá őssejtek hozzáadása vagy egyéb növekedési faktorok nélkül."
