Tradičné liečby kostných defektov, ako sú titánové implantáty a autológne kostné štepy, majú obmedzenia pri liečbe veľkých kostných defektov, ktoré spôsobujú poškodenie okolitého kostného tkaniva. Na vyriešenie týchto problémov projekt BioStruct pracuje na bioresorbovateľnom implantáte pre prístup k hojeniu šetrnejší ku kosti.
obrázok
△ 3D tlačená zliatina zinku a horčíka vyvinutá na RWTH Aachen University v Nemecku, model dolnej čeľuste vyrobený z PLA je kombinovaný s implantátom zodpovedajúcim defektom vyrobeným zo ZnMg
20. marca 2023 sa Antarctic Bear dozvedel, že v rámci projektu BioStruct študovala RWTH Aachen University v Nemecku novú kombináciu zliatiny zinku a horčíka pre mriežkovú štruktúru. Veria, že fúzia práškového lôžka laserovým lúčom (PBF-LB) je jediným procesom schopným produkovať takéto štruktúry.
obrázok
△ Mriežková štruktúra zliatiny zinku a horčíka vyrobená technológiou PBF-LB, s priemerom stĺpca 200 μm
Fúzia práškového lôžka laserovým lúčom, nová nádej pre implantáty špecifické pre pacienta?
Fúzia práškového lôžka laserovým lúčom otvára nové možnosti dizajnu implantátov, ktoré môžu spĺňať špecifické potreby pacienta, ako je mechanické namáhanie a korózne správanie v mieste aplikácie. Pomocou prístupu návrhu mriežkovej konštrukcie sa geometria a usporiadanie mriežkových buniek vytvára parametricky podľa špecifikovaných požiadaviek. Výsledná mriežková štruktúra je prispôsobená lokalizácii kostného defektu a je pripravená na výrobu pomocou techniky PBF-LB.
V štúdii vedci dosiahli zjemnenie zrna a cielenú mikroštrukturálnu úpravu pridaním malého množstva horčíka do zinku. Vyrobili prvú mriežkovú štruktúru pomocou zliatiny zinku a horčíka, ktorá sa ukázala ako účinná a reprodukovateľná ako implantát čeľustnej kosti. Mriežková štruktúra použitá v demonštrátore má priemer stĺpika 200 μm.
Výsledky výskumu projektu BioStruct budú aplikované na výrobu implantátov, navrhnutých na základe poznatkov získaných z výroby a biokompatibility implantátov zo zliatiny zinku a horčíka. Okrem toho bude proces návrhu optimalizovaný a automatizovaný.
Dá sa zhrnúť, že tím RWTH Aachen University v Nemecku vytvára databázu špecifickú pre materiál a následné spracovanie, ako aj databázu špecifickú pre aplikáciu, aby sa automaticky integrovali potreby pacientov a súvisiace s výrobou do procesu návrhu. Zastrešujúcim cieľom projektu je výroba na mieru vyrobených, bioabsorbovateľných implantátov, ktoré spĺňajú špecifické požiadavky pacienta a umožňujú použitie šetrnejšieho ošetrenia.
obrázok
△ Výskumníci z Delftu používajú porézne železo na 3D tlač biodegradovateľných kostných implantátov
Pokroky v kostných implantátoch prostredníctvom 3D tlače
Pomocou 3D tlače založenej na extrúzii vytvorili inžinieri z Delft University of Technology porézne železné biologicky odbúrateľné implantáty s veľkým potenciálom nahradiť kosť. Tieto dočasné implantáty môžu byť absorbované telom, pomáhajú znižovať riziko dlhodobého zápalu a umožňujú návrh a výrobu poréznych štruktúr, ktoré liečia kritické kostné defekty.
obrázok
△Vedci prišli na to, ako používať 3D tlačiarne a gélové materiály obsahujúce živé bunky na tlač štruktúr podobných kostiam
Vedci z University of New South Wales (UNSW) v Austrálii zároveň vytvorili novú technológiu, ktorá dokáže 3D tlačiť kostné štruktúry zložené zo živých buniek s potenciálnymi aplikáciami v inžinierstve kostného tkaniva, modelovaní chorôb a skríningu liekov. Technológia využíva atramenty na báze keramiky, ktoré možno vytlačiť priamo do postihnutých oblastí, aby sa uľahčila rekonštrukcia defektov chrupavky a kostí in situ. Objav uskutočnený v spolupráci s docentom Kristopherom Kilianom a doktorom Imanom Roohanim z UNSW's School of Chemistry umožňuje tlač „skeletov“ vyplnených bunkami pri izbovej teplote.
