В наше время существует множество экспериментальных материалов, которые можно поместить в полость в качестве замены утраченному костному материалу. Они служат своего рода трехмерным каркасом, в который постепенно мигрируют клетки из прилегающей костной ткани. Эти клетки продолжают воспроизводиться, пока в конечном итоге не заменят материал настоящей костью.
Новый гель позволяет «напечатать» новую кость прямо на перелом: медицина будущего
Если у пациента отсутствует участок кости из-за несчастного случая или болезни, то раньше его было необходимо заменить костью, взятой из других частей тела. Но теперь новую кость можно просто напечатать на 3D-принтере прямо в травму благодаря специальному гелю.
Медики разработали гель для 3D-принтера, содержащий живые клетки и позволяющий быстро изготовить новую кость взамен утраченной
В поисках более быстрой альтернативы ученые из Австралийского университета Нового Южного Уэльса в Сиднее создали гель-биочернила на основе фосфата кальция, который уже содержит собственные живые костные клетки пациента. В технике, известной как керамическая всенаправленная биопечать в клеточных суспензиях (COBICS), этот нетоксичный гель наносится посредством 3D-печати непосредственно в костную ткань пациента. Он начинает затвердевать — в течение нескольких минут после контакта с жидкостями тела — превращаясь в костеподобный материал, состоящий из механически связанных нанокристаллов костных минералов.
Клетки в теперь уже твердом материале могут продолжить воспроизводство, в конечном итоге заменив его естественной живой костью. В настоящее время планируются испытания на животных, чтобы узнать, действительно ли это происходит и как именно настоящая кость замещает искусственную.
Для большинства других экспериментальных материалов для замены костей, в которые можно «предварительно засеять» клетки, имплантаты обычно должны быть изготовлены заранее с использованием токсичных химикатов и высокотемпературных печей. Напротив, гель COBICS можно было просто выдавить прямо в кость.
«Я представляю день, когда пациент, нуждающийся в костном трансплантате, может прийти в клинику, где анатомическая структура его кости будет отображена, переведена на 3D-принтер и напрямую распечатана в полости с их собственными клетками», — заявил профессор Кристофер Килиан, возглавляющий исследование вместе с доктором Иманом Рухани. «Это может радикально изменить текущую практику, уменьшить страдания пациентов и, в конечном итоге, спасти жизни».
Статья о технологии COBICS была недавно опубликована в журнале Advanced Functional Materials.