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 1465 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 2478 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 1521 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 1576 0 Технология
0
Изобретена краска, работающая как аккумулятор
Группа исследователей из Университета Райса (США) придумала новый "форм-фактор" литий-ионного аккумулятора. Он представляет собой ту же батарею, которая используется в смартфонах и ноутбуках, только в сжиженном виде. Обычный литий-ионный аккумулятор по сути является набором из пяти слоев (два электрода, два коллектора ..
2012-07-2 1946 0 Технология
0
Метод люминисцентных преобразователей давления применили к ракетам
NASA начало использовать метод люминисцентных преобразователей давления для изучения неустойчивых полей давления на больших и полноразмерных моделях ракет и летательных аппаратов в аэродинамических трубах. Согласно сообщению агентства, этот метод позволит точнее понимать влияние воздушных потоков ..
2017-01-29 7178 0 Технология
0
Пол и рост можно установить по отпечаткам пальцев
Австралийский ученый первым обратил внимание на очевидные зависимости пола и роста человека с его отпечатками пальцев.Любопытное исследование провел судебный антрополог адъюнкт-профессор Дэниэл Франклин из Университета Западной Австралии.Казалось бы, об этом знает каждый: у высоких более длинные конечности, в том числе ..
2012-04-5 2234 0 Технология
0
Ученые изобрели средство для восстановления костей
 Американские ученые сумели создать уникальные наночастицы, которые помогут медикам в лечении переломов. Планируется, что они существенно ускорят восстановление костей. Эта новинка кажется биологам очень перспективной. Наночастицы, изобретенные учеными, смогут доставлять в нужные места молекулы, которые стимулируют деление ..
2016-01-18 1529 0 Технология
0
Фантастика превращается в реальность
В последнее время, читая новости науки, многие ловят себя на том, что фантастическое будущее, еще совсем недавно поражающее воображение строками книг, теперь, буквально, сбывается чуть не ежедневно. Невероятные технологии уже сейчас окружают нас повсюду, но постоянно оказывается, что это еще не предел. ..
2013-10-6 2506 0 Технология
0
Невероятный прорыв: учёными разработана нанокраска
Новый тип краски с углеродными нанотрубками, разработанный в «Университете Райса» (Rice University), поможет обнаружить различные деформации в зданиях, мостах и самолётах, сообщает «zex2.ru». Учёные называют свою смесь «натяжной краской» и надеются, что она поможет выявлять деформации в таких структурах, как крылья ..
2012-06-26 1894 0 Технология
0
В России разработан уникальный медицинский лазер
Специалистами факультета инновационных технологий Томского государственного университета был изобретен лазер, предназначенный для резки костей и биологических тканей. Как сообщается на сайте ТГУ, лазер не имеет аналогов как в России, так и во всем мире, а основной особенностью установки является то, что при воздействии лазера не происходит обугливания ..
2015-03-17 2173 0 Технология
2
РЖД запустили первый обновленный Сапсан
Макет «Сапсана», представленный в экспозиции «Передвижного выставочно-лекционного комплекса» ОАО «РЖД». «Российские железные дороги» запустили между Москвой и Санкт-Петербургом первый модернизированный высокоскоростной поезд «Сапсан». Об этом говорится в официальном пресс-релизе РЖД. Модернизация коснулась в первую очередь вагонов номер ..
2013-07-16 1270 0 Технология
0
На выставке CeBIT будет представлен кухонный робот ARMA
В заголовок не влезла последняя буква, исправьте пожалуйста: На выставке CeBIT будет представлен кухонный робот ARMAR. На выставке «CeBIT», которая будет проходить в Ганновере, технологический институт «Карлсруэ » и Исследовательский Центр Информационных Технологий «FZI» представят ..
2012-02-28 1670 0 Технология
0
Корпорация Энергия производит живую воду
Специалисты Российской Ракетно-космической корпорации «Энергия» изобрели установку по получению из воздуха «живой воды, которая очень полезна для питья». Эти слова, принадлежащие начальнику управления коммерциализации Завода экспериментального машиностроения «Энергии», Александру Тормышеву, приводит «Интерфакс». «Мы ничего не придумывали ..
2013-05-23 1791 0 Технология
0
В Мадриде пройдёт нанотехнологическая конференция TNT20
Компании «Centro de Investigacion Cooperativa CIC nanoGUNE» и «Donostia International Physics Center» (DIPC) организовали мероприятие, которое произойдёт на международной конференции по нанотехнологиям с 10 по 14 сентября в «Escuela Tecnica Superior de Ingenieros Industriales» в Мадриде, сообщает «LightNews.net». Конференция знаменуется тем, что будет отмечать ..
2012-09-12 1649 0 Технология
0