Друкувати 3D-кістки тепер можливо одразу в тілі людини

​​​​​​Це можливо через унікальний склад для друку — біосумісні чорнили на керамічній основі, які тверднуть всередині людського тіла.

3D-біодрук — це процес, під час якого технологія 3D-друку використовується для виготовлення біомедичних об’єктів. Їх в майбутньому, якщо знадобиться, використовуватимуть для створення замінних органів або інших частин людського тіла.

Так, наука поки таким не займається, але за крайні два десятиліття вже досягла великих успіхів в цьому напрямку.

Щодо кісток, то можливість створювати їх на 3D-принтері дозволить не тільки заміщати і відновлювати пошкоджені ділянки, а й лікувати важкі захворювання.

Фахівцям з Університету Південного Уельсу в Сіднеї, зайнятим створенням технологій 3D-друку кісток, вдалося розробити спеціальне чорнило на керамічній основі з живими клітинами. Гель не має в своєму складі небезпечних хімічних речовин, тому може використовуватися в людському тілі, і з ним також можна працювати при кімнатній температурі.

Чорнила тверднуть у водному середовищі в порожнинах тіла пацієнта: спочатку вони перетворюються в пасту, потім — в пористий нанокристалічний матеріал з такою ж структурою, як у кісткових тканин. Живі клітини діляться в штучній структурі ще кілька тижнів після друку і 95% з них виживає. Ще одна перевага нового чорнила — сумісність зі стандартними 3D-принтерами. Але додатково потрібна насадка-голка 0,2−0,8 мм.

Нова технологія необхідна для сценаріїв, в яких певна частина кістки була видалена або зруйнована. Цей метод — перший у цій галузі, який може створити конструкцію, що точно імітує фізичні та біологічні особливості рідної кісткової тканини людини. Це відкриває безліч можливостей, зокрема, для виправлення великих кісткових дефектів, які організм не може автоматично самовідновлюватися, і такі дефекти можуть привести до повної втрати кінцівки. Також технологію будуть застосовувати для створення моделей кісток для вчених, зайнятих вивченням фізіології і патології кісток, або для скринінгу ліків при розробці нових препаратів.

Наразі команда біоінженерів вже оптимізувала процес друку, чорнило і ванну з желатином, в якій вони створюють кісткоподібні структури, використовуючи живі клітини. Поки за допомогою нового чорнила вчені успішно друкують невеликі кісткові структури.

Наступний крок — це випробування на дрібних тварин, щоб зрозуміти, чи можна використовувати технологію, щоб залікувати рани великого розміру.

Зараз за технологією виготовляють специфічні синтетичні трансплантати в лабораторних умовах: у лабораторії є всі необхідні біологічні об’єкти нативної кістки. У довгостроковій перспективі автори хочуть, щоб чорнило і принтери мали вже безпосередньо хірурги в операційних — так можна буде робити реконструкцію кісток прямо під час операції.

Читайте також: Кровотеча у животі: львівський хірург зафіксував нове ускладнення від коронавірусу