Materiał podobny do kości dzięki drukowi 3D

Naukowcy z Uniwersytetu stanu Waszyngton użyli technologii druku 3D do stworzenia materiału, który swoją strukturą przypomina kość. Może być wykorzystany w zabiegach ortopedycznych, dentystycznych, a także w przypadku leczenia osteoporozy. W połączeniu z rzeczywistą kością, działa jak rusztowanie dla nowych kości, które mogą na nim wzrastać, a następnie on sam zostaje ostatecznie rozpuszczony bez ubocznych efektów.

Autorzy raportu opublikowanego w Dental Materials podkreślili obiecujące wyniki badań in vivo na szczurach i królikach. „Możliwe, że lekarze będą mogli w przeciągu kilku następnych lat zamawiać odpowiednie mieszanki pod konkretnego klienta”, powiedziała Susmita Bose, współautor i profesor na Uniwersytecie stanu Waszyngton, na wydziale Inżynierii Mechanicznej i Materiałowej.

„Jeśli lekarz posiada skan defektu możemy przekonwertować go do pliku CAD i stworzyć rusztowania w zależności od wady”, powiedziała Bose.

Materiał powstał dzięki czteroletniemu wysiłkowi angażującemu interdyscyplinarne dziedziny nauki: chemię, inżynierię materiałową, biologię oraz technologię produkcji. Głównym wnioskiem z pracy jest to, że oprócz krzemu i cynku, cały materiał dwukrotnie wzmocnił fosforan wapnia.

Badacze, w których skład weszli profesor Amit Bandyopadhyay, doktorant Gary Fielding oraz asystent Solaiman Tarafder spędzili rok na optymalizacji dostępnej na rynku drukarki ProMetal 3D, stworzonej do wytwarzania metalowych materiałów.

Drukarka działa poprzez natrysk tworzywa nad warstwą metalowego proszku w 20-mikronowych warstwach. Komputer, kierując dyszą, tworzy komórki o kształcie wydrążonego cylindra wielkości gumki od ołówka.

Zaledwie po tygodniu w ośrodku z niedojrzałych ludzkich kości, rusztowanie pozwala na wsparcie nowo wytworzonych komórek.

Badania zostały sfinansowane przez grant opiewający na kwotę 1,5 miliona dolarów, który ufundowało National Institutes of Health.

(rr)