Vědci z Washington State University použili 3D tiskárnu obdobnou klasické inkoustové, která nanáší tekuté vrstvy látky svými vlastnostmi se podobající kostní hmotě. Základem umělé kosti je fosforečnan vápenatý, vědci ale zjistili, že jeho mechanické vlastnosti se výrazně zlepší přidáním zinku a křemíku, čímž se kost stane pevnější při zachování ohebnosti. Pak bylo třeba odladit techniku tak, aby umožňovala i tisk vrstev s obsahem kovu; nakonec se k tomu vhodná ukázala být komerčně dostupná tiskárna Pro-Metal 3D. Jednotlivé tištěné vrstvy jsou tlusté asi 20 mikronů (zhruba polovina tloušťky lidského vlasu).
Fosforečnan vápenatý nemá fungovat jako trvalá náhrada, ale spíše jako lešení, které umožní spojení samotných kostí. Materiál je postupně vyplněn „biologickou" kostní hmotou a sám se průběžně rozpouští. Využití by nové technika mohla najít v chirurgii/ortopedii, zubním lékařství a při léčbě osteoporózy (odvápňování kostí).
Vstupní data se získají pomocí počítačové tomografie (CT) a na jejich na základě je návrh potřebného implantátu vytvořen v programu CAD; původní článek bohužel nepopisuje, do jaké míry je tento postup automatizován a do jaké míry vyžaduje lékaře. Než se implantáty vpraví do těla, ještě se pokryjí vrstvou pacientových kostních buněk. Tím se má zajistit, aby organismus vytištěnou kost přijal a jeho vlastní buňky tímto materiálem posléze prorostly. Iplantát se nakonec de facto "rozpustí".
Projekt ve stadiu testů na potkanech a králících, přičemž nebyly zjištěny žádné nežádoucí vedlejší účinky.
Zdroj: ScienceDaily
Poznámky:
- V minulosti se již objevila řada podobných projektů. Vědci z McGill University v Montrealu navrhli asi před 4 lety nanášet suspenze fosforečnanu vápenatého na povrch hydroxyapatitu. Následovala ještě chemická reakce, do živé tkáně se prý dal výsledný materiál vsadit už rovnou, bez předběžného osazení kostními buňkami.
- Některé organismy používají namísto fosforečnanu vápenatého uhličitan – potenciálně další materiál pro podobné projekty.
- Konečně prorůstání kostních buněk předpřipravenou strukturou bylo i cílem kuriózního projektu, kdy se z kmenových kostních buněk měly dělat snubní prstýnky (ScienceWorld), nicméně potenciální zákazníci zřejmě shledali myšlenku spíše nechutnou než romantickou, takže od úvodního oznámení o nápadu už nikdo nic nepublikoval.
PŘEDPLATNÉ
ČLÁNKY DO MAILU