Wydruki 3D z syntetycznego materiału mogą ułatwić zadanie chirurgom plastycznym oraz zajmującym się rekonstrukcją kości czaszki po urazie – informuje pismo „Plastic and Reconstructive Surgery”.
Fot. pixabay.com
Badania nad eksperymentalnym materiałem przeprowadził na szczurach zespół dr Ramille N. Shah z Northwestern University w Chicago (USA). Wydruki powstające na drukarce 3D składają się głównie z hydroksyapatytu, który jest głównym mineralnym składnikiem kości naturalnych oraz szeroko stosowanego materiału biokompatybilnego – kwasu poliglikolowego. Kwas poliglikolowy od lat 60. XX wieku wykorzystywany jest do wytwarzania wchłanialnych nici chirurgicznych.
Kość hiperelastyczna ma skomplikowaną strukturę przestrzenną, zaprojektowaną do wspierania wzrostu i regeneracji nowej kości. Jest wystarczająco plastyczna, aby można ją było dopasować lub przyciąć w trakcie operacji. Wydruki mogą być szybko i niedrogo wyprodukowane przy użyciu obecnie stosowanych platform sprzętowych do drukowania 3D.
W przypadku szczurów z uszkodzeniami wierzchołka czaszki materiał umożliwiał regeneracje ubytków tak dużych, że same by się nie zagoiły. Mógłby zatem znaleźć zastosowanie u osób po operacjach guzów mózgu.
Podczas badań niektóre ubytki czaszki zostały zrekonstruowane przy użyciu kości hiperelastycznej, a inne przy użyciu własnej (autologicznej) kości zwierzęcia. Kość autologiczna jest preferowanym materiałem do rekonstrukcji ubytków kostnych, ale może być trudna do uzyskania – trzeba pobierać kość z innego miejsca ciała, co nie zawsze jest możliwe.
U części zwierząt rekonstrukcję przeprowadzono za pomocą elementów wykonanych tylko z kwasu poliglikolowego, bez mineralnego dodatku.
Jak wykazały badania metodą tomografii komputerowej, skuteczność hiperelastycznej kości w porównaniu z autologiczną wynosiła około 74 proc. po ośmiu tygodniach i 65 proc. po 12 tygodniach, w porównaniu z kością autologiczną. Natomiast uszkodzenia, w przypadku których zastosowano rusztowanie z kwasu poliglikolowego, wykazywały niewielką regenerację kości.
Badania mikroskopowe ujawniły, że hiperelastyczne rusztowanie kości stopniowo otoczyło się najpierw tkanką włóknistą, a następnie nowymi komórkami kostnymi. Z biegiem czasu rusztowanie będzie stopniowo zastępowane całkowicie nową kością, zawierającą wszczepiony minerał kostny.
Zdaniem autorów kość hiperelastyczna ma znaczny potencjał i może stanowić cenną alternatywę dla kości autologicznych oraz obecnie stosowanych materiałów zastępczych. Badacze podkreślają, że potrzebne będą dalsze badania eksperymentalne, aby potwierdzić zastosowanie hiperelastycznej kości do określonych typów rekonstrukcji twarzoczaszki.
