Лего-вдохновленный ремонт костей и мягких тканей с помощью крошечных 3D-печатных кирпичей
Исследователи из Университета здоровья и науки Орегона разработали крошечную технологию 3D-печати, которая может быть собрана как блоки Lego и поможет восстановить сломанные кости и мягкие ткани. Кредит: Орегонский Университет Здоровья и Науки

Крошечные кирпичи с трехмерной печатью были разработаны для исцеления сломанных костей и могли однажды привести к созданию искусственных органов для трансплантации человеку.

Вдохновленные блоками Lego, маленькие пустотелые кирпичи служат в качестве подмостей, на которые твердые и мягкие ткани могут отрастать лучше, чем современные стандартные методы регенерации, согласно новому исследованию, опубликованному в Advanced Materials. Размер каждого кирпича составляет 1,5 миллиметра, или примерно как размер маленькой блохи.

«Наши запатентованные строительные леса просты в использовании; их можно сложить вместе, как Legos, и разместить в тысячах различных конфигураций, чтобы соответствовать сложности и размеру практически любой ситуации», — сказал Луис Бертассони, доктор философии, который руководил разработкой технологии и является адъюнкт-профессором стоматологической школы OHSU и адъюнкт-профессором биомедицинской инженерии в медицинской школе OHSU.

Бертассони сотрудничал с коллегами из OHSU, Университета Орегона, Нью-Йоркского университета и Университета Махидола в Таиланде для разработки и оценки технологии.

Когда они собраны вместе, микроклетки предназначены для восстановления сломанных костей лучше, чем современные методы. Хирурги-ортопеды обычно восстанавливают более сложные переломы костей, имплантируя металлические стержни или пластины для стабилизации кости, а затем вставляя биосовместимые материалы для строительных лесов, заполненные порошками или пастами, которые способствуют заживлению.

Уникальным преимуществом этой новой системы строительных лесов является то, что ее полые блоки могут быть заполнены небольшим количеством геля, содержащего различные факторы роста, которые точно расположены ближе всего к месту, где они необходимы. Исследование показало, что заполненные фактором роста блоки, расположенные рядом с отремонтированными костями крысы, приводили к росту кровеносных сосудов примерно в три раза по сравнению с обычным материалом для строительных лесов.

«Технология трехмерной печати в клетках улучшает заживление, стимулируя рост клеток нужного типа в нужном месте и в нужное время», — сказал соавтор исследования Рамеш Суббия, доктор философии, доктор наук. ученый из лаборатории OHSU Бертассони, специализирующийся на доставке факторов роста. «Различные факторы роста могут быть размещены внутри каждого блока, что позволяет нам более точно и быстро восстанавливать ткани».

Маленькие устройства являются модульными и могут быть собраны так, чтобы поместиться практически в любом пространстве. Исследователи предполагают, что при объединении сегментов блоков, содержащих четыре слоя блоков «четыре на четыре», можно создать более 29 000 различных конфигураций.

Бертассони и его коллеги также полагают, что их технология трехмерной печати может использоваться для лечения костей, которые должны быть вырезаны для лечения рака, для процедур сращения позвоночника и для создания ослабленных костей челюсти перед зубным имплантатом.

И, изменяя состав технологий, напечатанных на 3D-принтере, они предполагают, что они также могут быть использованы для создания или ремонта мягких тканей. Они надеются, что, проведя значительно больше исследований, модульный микроклеточный подход может быть использован для изготовления органов для трансплантации.

Бертассони и его команда продолжат изучение возможностей микроклеток в восстановлении костей. Они планируют проверить способность технологии восстанавливать более сложные переломы костей у крыс или более крупных животных.




Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *