Nové koleno z umělé kosti? 3D tiskárny pomáhají v medicíně

Výzkumníci ze Severozápadní univerzity v Illinois vytvořili materiál pro 3D tiskárnu, schopný po implantaci do pacientů velmi rychle zregenerovat či obnovit kost.

Nové koleno z umělé kosti? 3D tiskárny pomáhají v medicíně


Materiál nazývají „hyperelastickou kostí“ (HB, hyperelastic bone) a lze jej snadno přizpůsobit potřebám jedince; je tedy obzvláště vhodný pro léčení kostních defektů u dětí.

„Dospělí mají více možností, co se týče implantace a léčby,“vysvětluje Ramille Shahová, která výzkum vedla, ve vyjádření pro média. „Dětští pacienti nikoli. Když jim dáte trvalý implantát, je nutné přistoupit k vícero operacím spolu s tím, jak rostou. Stojí před nimi roky potíží.“

Studie byla před nedávnem publikována ve vědeckém magazínu Science Translational Medicine.

Nový biomateriál se skládá téměř výhradně z hydroxylapatitu, což je biokeramický minerál, mj. přirozená forma vápníku; jde o hlavní neorganickou složku lidských kostí a zubů. Do toho je přimícháno malé množství biodegradabilního polyesteru - polykaprolaktonu, který se v medicíně tradičně využívá.

Po chirurgickém vložení funguje nová kost jako silně absorpční, porézní materiál, přičemž běžná kost se s ním začne postupně spojovat.

Hyperelastickou kost lze tisknout rychlostí přibližně 274 centimetrů za hodinu, tedy více než dvou a půl metru. Vědci prozatím kostní materiál otestovali na jedinci primáta Makak rhesus, a to úspěšně; materiál rychle splynul s existující kostí, přičemž nevyprovokoval žádnou negativní reakci.

Kromě toho šel materiál na testy pro náhradu části páteře krysy. Po dvou měsících pozorování vyplynulo, že ani zde nedošlo k žádné imunitní reakci, kost zcévnatěla, rychle se přizpůsobila okolní tkáni, následně rapidně zkostnatěla a podpořila růst kosti bez nutnosti dodatečných biologických faktorů.

„Poréznost je je velmi důležitá co se týče regenerace tkáně, protože je žádoucí, aby buňky a krevní tělíska pronikly do materiálu,“ popisuje Shahová. „Naše 3D struktura má různé úrovně pórovitosti, které jsou prospěšné pro jeho vlastnosti a funkce.“

Výzkum se prozatím zdá velice nadějným - blíží se konečně doba, kdy se lidstvu podaří nahradit opotřebované klouby a kosti umělou strukturou, jež se perfektně přizpůsobí lidskému organismu?

Úvodní foto: Fotolia © edwardolive










Komentáře