Traditsioonilistel luudefektide ravimeetoditel, nagu titaanimplantaadid ja autoloogsed luusiirikud, on suurte luudefektide ravimisel piirangud, mis muudavad ümbritseva luukoe kahjustuste suhtes haavatavaks. Nende probleemide lahendamiseks töötab BioStructi projekt bioresorbeeruva implantaadi kallal, mis võimaldab paranemisel luusõbralikumat lähenemist.
pilt
△ RWTH Aacheni ülikoolis Saksamaal välja töötatud 3D-prinditud tsingi-magneesiumi sulam, PLA-st valmistatud alalõualuu mudel on kombineeritud ZnMg-st valmistatud defektidega sobiva implantaadiga.
20. märtsil 2023 sai Antarktika karu teada, et projekti BioStruct raames uurib RWTH Aacheni ülikool Saksamaal uut tsingi-magneesiumisulami kombinatsiooni võre struktuuri jaoks. Nad usuvad, et laserkiire pulberkihi liitmine (PBF-LB) on ainus protsess, mis suudab selliseid struktuure toota.
pilt
△ Tsingi-magneesiumi sulamist võrestruktuur, mis on valmistatud PBF-LB tehnoloogia abil, kolonni läbimõõduga 200 μm
Laserkiire pulberkihi liitmine, uus lootus patsiendipõhistele implantaatidele?
Laserkiire pulberkihi liitmine avab implantaatide jaoks uued disainivõimalused, mis vastavad patsiendi konkreetsetele vajadustele, nagu mehaaniline stress ja korrosioonikäitumine manustamiskohas. Kasutades võrestruktuuri projekteerimise lähenemisviisi, luuakse võre rakkude geomeetria ja paigutus parameetriliselt vastavalt kindlaksmääratud nõuetele. Saadud võre struktuur on kohandatud luudefekti asukohale ja on PBF-LB tehnikat kasutades valmis tootmiseks.
Uuringus saavutasid teadlased teravilja viimistlemise ja sihipärase mikrostruktuurilise kohandamise, lisades tsinkile väikese koguse magneesiumi. Nad valmistasid esimese võrestruktuuri, kasutades tsingi-magneesiumi sulamit, mis osutus tõhusaks ja reprodutseeritavaks lõualuu implantaadina. Demonstraatoris kasutatud võrekonstruktsiooni samba läbimõõt on 200 μm.
Projekti BioStruct uurimistulemusi rakendatakse implantaatide tootmisel, mis on disainitud lähtudes tsingi-magneesiumisulamist implantaatide tootmisest ja biosobivusest saadud teadmistest. Lisaks optimeeritakse ja automatiseeritakse ka projekteerimisprotsess.
Kokkuvõtteks võib öelda, et RWTH Aacheni ülikooli meeskond Saksamaal on loomas materjali- ja järeltöötlusspetsiifilist andmebaasi ning rakendusspetsiifilist andmebaasi, et integreerida automaatselt patsiendi ja tootmisega seotud vajadused projekteerimisprotsessi. Projekti läbiv eesmärk on toota eritellimusel valmistatud bioabsorbeeruvaid implantaate, mis vastavad patsiendi spetsiifilistele nõuetele ja võimaldavad kasutada leebemaid ravimeetodeid.
pilt
△ Delfti teadlased kasutavad biolagunevate luuimplantaatide 3D-printimiseks poorset rauda
Luuimplantaatide edusammud 3D-printimise kaudu
Kasutades ekstrusioonipõhist 3D-printimist, on Delfti Tehnikaülikooli insenerid loonud poorsed rauast biolagunevad implantaadid, millel on suur potentsiaal luu asendamiseks. Need ajutised implantaadid võivad kehasse imenduda, aitavad vähendada pikaajalise põletiku riski ja võimaldavad kujundada ja valmistada poorseid struktuure, mis ravivad kriitilisi luudefekte.
pilt
△Teadlased on välja töötanud, kuidas kasutada 3D-printereid ja elusrakke sisaldavaid geelitaolisi materjale luutaoliste struktuuride printimiseks
Samal ajal on Austraalia Uus-Lõuna-Walesi ülikooli (UNSW) teadlased loonud uue tehnoloogia, mis võimaldab 3D-printida elusrakkudest koosnevaid luusarnaseid struktuure, millel on potentsiaalsed rakendused luukoetehnoloogias, haiguste modelleerimises ja ravimite sõeluuringus. Tehnoloogias kasutatakse keraamilisi tinti, mida saab ekstrudeerida otse kahjustatud piirkondadesse, et hõlbustada kõhre- ja luudefektide in situ rekonstrueerimist. Avastus, mis tehti koostöös dotsent Kristopher Kiliani ja dr Iman Roohaniga UNSW keemiakoolist, võimaldab trükkida rakuga täidetud "skelette" toatemperatuuril.
