Z nowego „atramentu” do drukarek 3D mogą powstawać implanty kości o skomplikowanych kształtach – wytrzymałe i elastyczne – informuje "Science Translational Medicine".
Gdy uszkodzone kości trzeba naprawić lub zastąpić, lekarze zwykle pobierają kostny fragment z innej części ciała – lub stosują implanty. Wszczepianie implantów wydaje się mniej inwazyjne, jednak ich wytrzymałość często nie jest wystarczająca z powodu nadmiernej kruchości. Nie da się także skorygować ich kształtu w czasie operacji.
Innym rozwiązaniem są różnego rodzaju implanty na bazie tkanki kostnej pobranej z ludzkich zwłok – jednak ich zastosowanie ogranicza wysoka cena.
Ramille Shah z Northwestern University w Evanston (stan Illinois) i jej zespół opracowali “atrament” do drukarek 3D. Składa się drobnych cząstek hydroksyapatytu (minerał naturalnie występujący w kościach) oraz wiążącego je kopolimeru kwasów mlekowego i glikolowego (PLGA). Mogą z niego powstawać implanty kości wytrzymałe, a zarazem ultra-elastyczne. Dzięki temu chirurdzy mogą je ciąć i obrabiać podczas operacji, co pozwala uzyskać idealny kształt.
Co więcej, wkrótce po wszczepieniu implanty obrastają naczyniami krwionośnymi i stopniowo przekształcają się w prawdziwą kość – bez potrzeby stosowania komórek macierzystych i środków pobudzających wzrost kości.
Shah i jej koledzy określają opracowany przez siebie materiał jako „kość hiperelastyczną”. Uważają, że tanie i uniwersalne implanty pomogłyby w leczeniu problemów dotyczących układu kostnego - zarówno złamań i napraw kręgów, jak i implantów pozwalających „odbudować” twarz po wypadku bądź chemioterapii. Mając odpowiednią drukarkę i materiał, szpital mógłby wydrukować potrzebny implant w ciągu 24 godzin – według wcześniej ustalonej specyfikacji lub po zaprojektowaniu w oparciu o wyniki skanów pacjenta.
Podczas testów na zwierzętach dzięki implantom udało się naprawić uszkodzenia kręgosłupa u szczurów równie skutecznie i szybko, co w przypadku istniejących terapii. Naukowcy wykonali także swoją metodą implant do naprawy uszkodzonej czaski małpy – rezusa. „Łata” do czaszki okazała się zbyt duża, jednak chirurgom udało się ją odpowiednio przyciąć na sali operacyjnej. Rany zagoiły się bez przeszkód, nie stwierdzono infekcji ani innych skutków ubocznych.
Zdaniem Shah nowy materiał powinien trafić do klinik w ciągu pięciu lat.
