Создана «краска» для печати искусственных костей

Создана «краска» для печати искусственных костей

Ученые из Северо-Западного Университета разработали новый тип пластика для 3D-принтеров, который можно использовать для печати эластичных искусственных костей. Он не вызывает имунного ответа, самостоятельно заполняется клетками и окостевает естественным образом. Описание нового материала опубликовано в журнале Science.

Материал для искусственной кости создан на основе двух веществ: минерала гидроксиапатита, который присутствует и в настоящих костях, обеспечивая их жесткость, и полиэфира поликапролактона — биосовместимого полимера, уже широко использующегося в медицине. Полимерная часть составляет всего десять процентов нового материала по массе, однако этого оказывается достаточно для обеспечения его высокой эластичности. «Искусственные кости» на основе материала можно растягивать без разрушения структуры на 30-60 процентов длины.

Помимо эластичности, материал обрадает высокой пористостью — микропустоты составляют до половины объема «искусственной кости». Это позволяет клеткам проникать во внутреннюю структуру материала и заселять ее, осуществляя таким образом регенерацию. В искусственных костях при этом появляются кровеносные сосуды и начинает расти настоящая костная ткань. Со временем поликапролактон разрушается до капроновой кислоты, воды и CO2, а внутри имплантата остается только минеральная часть и собственные клетка пациента.

Ученые протестировали новый материал на мышах и крысах. У последних с помощью имплантатов на основе нового материала медики пытались вылечить перемлом позвоночника, что в результате удалось сделать даже эффективнее, чем с помощью донорских графтов (кусочков настоящей кости, которую используют как имплантат). Отдельный тест материала был сделан и на макаках, которым вживляли искусственную кость из нового материала вместо одного из фрагментов черепа. По словам авторов статьи, ни в одном случае не наблюдалось воспаления или какого-то иного нежелательного ответа от иммунной системы. Кровеносные сосуды хорошо проникали в имплантаты и заселяли их живыми клетками.

Подобные искусственные материалы, которые имплантируются на место поврежденного органа и затем заселяются собственными клетками пациента, медики называют скеффолдами, т. е. каркасами. Обычно в составе скеффолдов присутсвуют специальные факторы роса, которые должны стимулировать рост клеток. Иногда же в состав скеффолда добавляют стволовые клетки — эта технология исследуется, но пока не применяется в клинике. В данном случае авторам материала удалось добиться хорошего заживления даже без использования факторов роста (таких как BMP) и стволовых клеток.

В области протезирования костей основными недостатками искусственных скеффолдов являются излишнаяя хрупкость и повышенный риск развития воспаления. Альтернативный подход подразумевает использование собственных костных тканей пациента, полученных с другого органа, однако эта технология тоже не лишена серьезных недостатков. Она требует проведения сложной операции, что занимает много времени, но не всегда гарантирует результат. Получение же искусственных костей с помощью 3D-печати не только гораздо проще, но и несопоставимо быстрее — создание иплантата, по словам авторов статьи, занимает всего около 5 часов.

На данный момент говорить о полной безопастности технологии нельзя, так как она опробована только на животных, к то му же время наблюдей пока не превышает нескольких недель. Однако все компоненты системы уже использовались в медицине и пока не вызвали серьезных осложнений.

Александр Ершов

N+1

Похожие новости:
Умная краска обеспечит безопасность конструкций
Текущий мониторинг крупных строительных конструкций, таких как мосты, ветряные турбины и шахты, представляет собой довольно трудоемкий визуальный осмотр с помощью дорогостоящих специализированных приборов и оборудования, пишет defconc.ru. Конечно, было бы замечательно, если бы изменения в несущих конструкциях ..
2013-08-20 1431 0 Технология
0
В России задумались о создании искусственных островов
Крупные девелоперские кампании России задумались о создании искусственных островов и строительстве на этих новых землях жилья. Однако закона о застройке искусственных островов не существует и строительство грозило проходить в полном правовом вакууме. За решение этих вопросов взялся Минприроды. ..
2015-06-25 1535 0 Технология
9
Новая методика: мгновенная 3D печать биологических тканей
Технология «3D» печати прошла долгий путь, прежде чем получить звание самого быстрого создателя прототипа почти любого продукта. В настоящее время эта технология вносит грандиозный вклад и в медицинскую науку, где «3D» печать имеет невероятно огромный потенциал. ..
2012-09-17 1871 0 Технология
0
3D-печать станет доступной уже в 2014 году
Патенты сдерживают 3D-печать — технологию, которая по некоторым предположениям может быть внедрена во все области производства. «В феврале месяце 2014 года, основные конкурентоспособные патенты рынка 3D-печати истекут», — говорит Скотт Дьюэн, дизайнер компании 3D-печати Shapeways, ..
2013-07-24 1653 0 Технология
0
Медики создали клей для склеивания костей
Шведские ученые заявили о создании уникального клея для костей, который позволит легко лечить даже самые сложные переломы. Сотрудники из Королевского технологического института работали над созданием уникального материала в течение 14 лет. Клей наносится на место перелома и затвердевает ..
2013-01-16 2441 0 Технология
0
Следующий рубеж в 3D-печати
Процесс 3D-печати, использующий в своей работе цифровые модели, создан для того, чтобы создавать объекты реального мира, начиная от простых игрушек заканчивая ювелирными изделиями и продуктами питания. Вскоре 3D-принтеры смогут «печатать» более сложные «конструкции», например, человеческие ..
2014-04-06 1595 0 Технология
0
В США разработали высокоточный метод 3D-печати стекла
Исследовательская группа Mediated Matter разработала высокоточный метод 3D-печати прозрачного стекла. Об этом сообщается на официальном сайте команды. Технологию под названием G3DP создавали при участии специалистов Массачусетского технологического университета (MIT) и Института Висc. В качестве исходного сырья для печати ..
2015-08-22 3647 0 Технология
1
Искусственные клетки применят в медицине
Исследователи из Университета штата Пенсильвания утверждают, что без труда изготовленные, недорогие искусственные клетки, сделанные с помощью микропечати, могут в конечном счете послужить устройствами для доставки препаратов и генов в биоматериалах. Они также утверждают, что искусственные клетки также позволят исследователям изучить ..
2013-12-23 1809 0 Технология
0
Ученые создали скоростной 3D-принтер
Американский стартап разработал новую технологию 3D-печати, которая, используя свет и кислород, печатает твердые предметы на скоростях от 25 до 100 раз быстрее, чем современные технологии. Технология 3D-печати, разработанная стартапом «Карбон 3D Инк», позволяет объектам восстанавливаться из жидкой среды целиком, а не строиться ..
2015-03-22 2496 0 Технология
0
NASA изготавливает ракетные детали на 3D принтере
Мистер Скотт из Стартрека может не паниковать, ведь скоро наступит день, когда ракетные двигатели смогут печатать на 3D-принтерах. На последних тестах NASA и Aerojet Rocketdyne произвели печать форсунок для ракетного двигателя на 3D-принтере, в NASA Glenn Research Center ..
2013-07-14 2277 0 Технология
0
Биоинженеры создают технологию печати живыми клетками
Ученые Биоинженеры из Великобритании создали специальный принтер, который печатает микроскопические листы из клеток, которые извлекли из сетчатки глаза человека или крысы, сообщает it-site.net Эта технология позволит в будущем заменять поврежденные части глаза, для чего и будут служить эти распечатки. ..
2014-01-02 2056 0 Технология
1
Нанотрубки превратили в штампы для печати электронных схем
Инженеры Массачусетского технологического института (MIT) создали высокоточный метод печати электронных схем на твердых и гибких поверхностях. Для этого разработчики используют штампы из углеродных нанотрубок и электропроводящие чернила. Разрешение метода достигает двух-трех микрон — в десятки раз лучше аналогичных способов печати. Описание ..
2016-12-11 3057 0 Технология
0
В России появится международный центр по робототехнике
Министерство образования и науки Российской Федерации сообщило о том, что в нашей стране будет сформирован международный научно-производственный центр по робототехнике. Отмечается, что новая структура  будет создана на базе Национального технологического университета МИСиС в Москве. В проекте также примут участие компании ..
2015-10-27 1509 0 Технология
0
Учёные добились ускорения роста костной клетки
Исследование, проводимое во главе с И-Сянь Цинем, кандидатом технических наук, профессором кафедры биомедицинской инженерии и директором «Научно-исследовательской ортопедической лаборатории» при «Стоуни-Брукском университете» (Stony Brook University), показали, что использование сфокусированного ультразвука средней интенсивности на остеобласты — молодые ..
2012-07-19 1483 0 Технология
0
Учёные: наноглина регенерирует человеческие кости
Исследователи из Государственного университета Северной Дакоты (англ. North Dakota State University - NDSU) совершили прорыв в тканевой инженерии. Они спроектировали своего рода леса, которые могут привести к регенерации человеческих костей. Опубликованное в Journal of Biomedical Materials Research ..
2013-06-2 1536 0 Технология
0