3d-bedruckte knochenstruktur ermöglicht die geweberegeneration


3d-bedruckte knochenstruktur ermöglicht die geweberegeneration

Der 3D-Druck kann nun dem menschlichen Knochen helfen, der nach der am 19. Januar 2016 präsentierten Forschung auf der "Printing for the Future" -Konferenz, die am Institut für Physik in London, Großbritannien stattfand, eine große Gewebeschädigung zur Regeneration erfahren hat.

Manolis Papastavrou, dargestellt mit 3D-bedrucktem Knochengewebe.

Bildnachweis: Nottingham Trent University

Rapid Prototyping (RP) Technologie, der Vorläufer des 3D-Drucks gibt es seit den 1980er Jahren, aber es ist erst relativ vor kurzem im Mainstream sichtbar geworden.

Entwerfer haben 3D-Drucktechniken benutzt, um eine Vielzahl von Einzelteilen zu schaffen, vom Schmuck bis zum individualisierten Fußballstiefel und sogar eine Großvateruhr. Eine Gruppe arbeitet derzeit an einem Flugzeugflügel.

Die medizinische Welt hat große Hoffnungen für den 3D-Druck. Medical-Diag.com Hat bereits über die Verwendung von 3D-Technologie berichtet, um Teil eines Sternums, dass Chirurgen erfolgreich implantiert in einen Krebspatienten.

Patienten, die einer Krebsbehandlung unterzogen werden oder die ein großes Frakturgesicht erleben, verlieren ein großes Volumen an Knochengewebe. Synthetische Knochenersatzstoffe können verwendet werden, um das verlorene Material zu ersetzen, aber das macht diese harten genug für den Job kann eine Herausforderung sein.

Vorübergehende Brücke hilft Patienten nach Krebsbehandlung und Frakturen

Manolis Papastavrou, Nottingham Trent University Design für Gesundheit und Wohlbefinden Forschungsgruppe, in Nottingham, UK, kontrolliert die Mikrostruktur eines 3D-gedruckten Knochengerüsts.

Die Struktur bietet eine temporäre Brücke, die die Regeneration von natürlichem Gewebe ermöglicht. Es kann gemacht werden, um die individuellen exakten Größe und Form Anforderungen, basierend auf medizinische Bildgebung Daten entsprechen. Als porös bedeutet, dass Blutfluss und Zellwachstum auftreten können.

Das Gerüst besteht aus den gleichen Mineralien, die im natürlichen Knochen sind. Es kann sich auflösen, wenn sich der Patient erholt und neue Gewebe ersetzen.

Forscher untersuchten, wie das Wachstum von Kristallen bei Unter-Null-Temperaturen zusammen mit 3D-Drucktechniken verwendet werden könnte, um ein Material in verschiedenen Größenordnungen zu strukturieren. Sie zielten darauf ab, Strukturen zu imitieren, die in biologischen Materialien existieren.

Das Team glaubt, dass die Kombination von 3D-Druck mit Einfrieren eine schnellere und wirtschaftlichere Produktion von Medizinprodukten ermöglicht.

Herr Papastavrou, ein Doktorand, erklärt, dass die Struktur eines Materials, vom molekularen bis zum Makroebene, die Zähigkeit beeinflusst. Porosität würde normalerweise ein Material schwächen, aber die aktuelle Technologie kann das überwinden.

Zukünftige Anwendungen: Implantate und Medikamentenfreisetzung

Prof. Breedon von der Nottingham University, der die Forschung beaufsichtigte, nennt es "einen echten Schritt vorwärts", weil es zeigt, wie 3D-Druck Biomaterialien verbessern kann, ohne eine hohe Auflösung zu erreichen.

Manipulieren des Wachstums von Kristallen in einem 3D-bedruckten Material ermöglicht es, die Mikrostrukturen von Knochengerüsten zu verbessern. Dies wird sie stärker machen und den Leuten helfen, sich nach einer schweren Erkrankung oder Verletzung schneller zu erholen.

Die Forscher sagten Medical-Diag.com Dass noch keine klinischen Studien stattgefunden haben, da das Team noch an der Verbesserung der mechanischen Eigenschaften von Gerüsten arbeitet.

In Bezug auf die Technologie ist im Moment, sagten sie uns:

Es wurde bewiesen, dass das verwendete Material (beta-Tricalciumphosphat) die entsprechenden biologischen Eigenschaften aufweist. Der Prozess ist noch in der Entwicklung, der nächste Schritt ist die Infiltration dieser hochporösen Struktur mit einem Polymer, um einen starken Bio-Verbund zu erzeugen. Die Forschung zeigt das Konzept der Kombination von 3D-Druck mit anderen konventionellen Gerüst-Fertigungstechniken (Einfrieren in diesem Fall), um sehr feine Mikrostruktur-Merkmale zu erhalten. Wir glauben, dass es noch 5-10 Jahre dauern wird, bis diese Technologie in einer klinischen Umgebung eingesetzt wird."

Die Forscher sagten auch Medical-Diag.com Dass die Technologie in kontrollierter Arzneimittelfreisetzung eingesetzt werden könnte. Die Fähigkeit, das Niveau der Mikroporosität anzupassen, macht es zu einem guten Kandidaten für diese Funktion. "Durch die Kontrolle der Gefrierrate in verschiedenen Bereichen eines gedruckten Teils", sagte sie, "ist es möglich, Porositätsgradienten mit allmählich kleineren Poren zu erhalten In Richtung seiner äußeren Oberfläche."

Herr Papastavrou fügt hinzu, dass metallische orthopädische Implantate durch Knochengerüste in Materialien ersetzt werden könnten, die vom Körper abgebaut werden können.

Medical-Diag.com Vor kurzem berichtet, dass Chirurgen verwendet 3D-Modelle zur Verbesserung der Sicherheit der Chirurgie, in denen sie verwandelt ein Vater die Niere in seine Tochter.

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