Tradicionalni tretmani defekta kostiju, kao što su titanijumski implantati i autologni koštani transplantati, imaju ograničenja u liječenju velikih koštanih defekata, koji okolno koštano tkivo ostavljaju ranjivim na oštećenja. Kako bi riješio ove probleme, projekt BioStruct radi na bioresorbabilnom implantatu za pristup liječenju koji je prihvatljiviji za kosti.
slika
△3D štampana legura cink-magnezijum koju je razvio RWTH Aachen Univerzitet u Nemačkoj, model mandibule napravljen od PLA kombinovan je sa implantatom koji odgovara defektima od ZnMg
Antarktički medvjed je 20. marta 2023. saznao da u sklopu projekta BioStruct, Univerzitet RWTH Aachen u Njemačkoj proučava novu kombinaciju legure cink-magnezijum za strukturu rešetke. Oni vjeruju da je fuzija laserskog snopa praha (PBF-LB) jedini proces koji može proizvesti takve strukture.
slika
△ Rešetkasta struktura od legure cink-magnezijum proizvedena po PBF-LB tehnologiji, sa prečnikom stuba od 200 μm
Fuzija kreveta u prahu laserske zrake, nova nada za implantate specifične za pacijente?
Fuzija ležišta praha laserske zrake otvara nove mogućnosti dizajna za implantate koji mogu zadovoljiti specifične potrebe pacijenata kao što su mehanički stres i korozivno ponašanje na mjestu primjene. Koristeći pristup dizajna rešetkastih struktura, geometrija i raspored ćelija rešetke se kreiraju parametarski prema specificiranim zahtjevima. Rezultirajuća rešetkasta struktura je prilagođena lokaciji koštanog defekta i spremna je za proizvodnju PBF-LB tehnikom.
U studiji, naučnici su postigli prečišćavanje zrna i ciljano prilagođavanje mikrostrukture dodavanjem male količine magnezijuma cinku. Izradili su prvu rešetkastu strukturu koristeći leguru cink-magnezijum, za koju se pokazalo da je efikasna i reproducibilna kao implantat čeljusne kosti. Rešetkasta struktura korišćena u demonstratoru ima prečnik stuba od 200 μm.
Rezultati istraživanja BioStruct projekta bit će primijenjeni na proizvodnju implantata, dizajniranih na osnovu znanja stečenog u proizvodnji i biokompatibilnosti implantata od legure cink-magnezijum. Osim toga, proces dizajna će također biti optimiziran i automatiziran.
Može se rezimirati da tim Univerziteta RWTH Aachen u Njemačkoj kreira bazu podataka specifičnu za materijale i naknadnu obradu, kao i bazu podataka specifičnu za aplikaciju, kako bi se automatski integrirale potrebe pacijenata i proizvodnje u proces dizajna. Sveobuhvatni cilj projekta je proizvodnja bioapsorbirajućih implantata po mjeri koji zadovoljavaju specifične zahtjeve pacijenata i omogućavaju primjenu nježnijih tretmana.
slika
△ Istraživači iz Delfta koriste porozno gvožđe za 3D štampanje biorazgradivih koštanih implantata
Napredak u koštanim implantatima kroz 3D štampanje
Koristeći 3D štampanje zasnovano na ekstruziji, inženjeri sa Tehnološkog univerziteta Delft stvorili su biorazgradive implantate od poroznog gvožđa sa velikim potencijalom da zamene kost. Ove privremene implantate tijelo može apsorbirati, pomažu u smanjenju rizika od dugotrajne upale i omogućavaju dizajn i izradu poroznih struktura koje liječe kritične defekte kostiju.
slika
△Naučnici su razradili kako koristiti 3D štampače i materijale nalik gelu koji sadrže žive ćelije za štampanje struktura nalik kostima
Istovremeno, istraživači sa Univerziteta Novog Južnog Velsa (UNSW) u Australiji kreirali su novu tehnologiju koja može 3D štampati strukture nalik kostima sastavljene od živih ćelija, sa potencijalnom primenom u inženjeringu koštanog tkiva, modeliranju bolesti i skriningu lekova. Tehnologija koristi tinte na bazi keramike koje se mogu ekstrudirati direktno u zahvaćena područja kako bi se olakšala in situ rekonstrukcija hrskavice i defekta kostiju. Ovo otkriće, napravljeno u saradnji sa vanrednim profesorom Kristoferom Kilijanom i dr Imanom Rohanijem sa Hemijske škole UNSW-a, omogućava štampanje 'kostura' ispunjenih ćelijama na sobnoj temperaturi.
