13.07.2015

Разработан новый материал для 3D-печати костей

Сотрудники университета Ноттингема распечатали на 3D-принтере биоматериал, имеющий губчатую структуру, аналогичную строению человеческой кости. Благодаря этому в него могут проникать все необходимые компоненты, такие, как клетки и белковые молекулы. Это позволяет использовать разработанный биоматериал для заполнения мест костных переломов.

Костный перелом

Руководитель работы доктор Инг Янг рассказывает, что для медицинских процедур используется пастообразная смесь, сделанная из сополимера молочной и гликолевой кислот (PLGA) и полиэтиленгликоля (PEG). При этом вещество подготавливается к использованию при комнатной температуре. Микрочастицы PLGA-PEG помещаются в водно-жидкостные носители для создания плотных паст, а затем держатся в увлажненной среде еще около двух часов. После этого материал погружается в раствор хлорида натрия на 22 часа. В образец также добавляются живые клетки, взятые из организма человека, которые способствуют улучшению функциональных свойств вещества.

По словам руководителя группы, биопечать является чрезвычайно популярной областью исследований в тканевой инженерии. Однако биологи ранее часто сталкивались с тем, что живые клетки, которые добавлялись в ткань, не выдерживали высокой температуры, установленной на принтерах. Новая технология, разработанная научно-исследовательской командой, позволяет вести биопечать при обычных условиях. Янг утверждает, что подобный материал способен выдерживать сжатия и растягивания точно так же, как губчатая кость, которую он должен заменить. Кроме того, в состав этого вещества входят микросферы, способные переносить белки, которые можно вводить с помощью шприца. По мнению биологов, использование этих соединений является ключевым моментом для заживления переломов.

Структура кости

Первоначально разработанный материал предполагалось применять в качестве наполнителя при костных дефектах, при этом вещество планировалось доставлять к травме при помощи шприца. Однако, по словам Янга, биологи предположили, что оно подойдет и для распечатки костных пластин крупного размера, например при реконструкции носовых костей.

В настоящее время в ортопедии широко используются гидрогелевые материалы, однако они не имеют необходимой жесткости. Пастообразный материал, разработанный сотрудниками Ноттингемского университета, обладает эластичностью и прочностью, его можно применять при нормальной температуре человеческого тела, при этом образуемые им пористые твердые структуры можно совмещать с человеческими клетками и биомолекулами.

Разработанный материал

Янг рассказывает, что в прошлом году его команда провела исследование, которое доказало, что белки и живые клетки не разрушаются в процессах смешивания и штамповки, с которыми связано формирование микропористой структуры этого материала. Настоящая работа представляет собой первоначальную оценку использования для этой технологии биопринтера Fab@Home, а также паст на базе PLGA. Результаты исследования были опубликованы в статье журнала Biofabrication.


Материал с сайта innoros.ru


← Назад к списку