Ученые научились "ремонтировать" переломы костей при помощи 3D-печати

Ученые из Северо-Западного университета США разработали особые "чернила", которые можно использовать в 3D-печати гибких костных имплантатов любого размера и формы - от цилиндрических структур костей ноги до целого черепа, пишет Vesti.ru. Готовый имплантат, оказавшись внутри тела, постепенно превращается в настоящую кость, что дает хирургам дешевый и универсальный способ "отремонтировать" перелом.

Ученые из Северо-Западного университета США разработали особые "чернила", которые можно использовать в 3D-печати гибких костных имплантатов любого размера и формы - от цилиндрических структур костей ноги до целого черепа, пишет Vesti.ru. Готовый имплантат, оказавшись внутри тела, постепенно превращается в настоящую кость, что дает хирургам дешевый и универсальный способ "отремонтировать" перелом.

Как рассказала одна из авторов инновации Рамилля Шах, имплантаты будут иметь прочную структуру, но при этом оставаться невероятно эластичными. Такие характеристики позволят хирургам резать и манипулировать ими во время операции, чтобы получить идеальную форму.

"В нашем представлении медики могли бы использовать трехмерную печать и сверхэластичные костные чернила прямо в больницах, так что хирурги смогут создать индивидуальные имплантаты всего за 24 часа. Можно использовать готовые образцы или имплантаты, созданные под конкретного пациента с помощью сканирования", - пояснила Рамилля Шах.

Видео: Youtube/New Scientist

Отмечается, что сам материал изготовлен из традиционного для этой отрасли гидроксиапатита (hydroxyapatite) - это минерал, который встречается в костях, и PLGA - полимера, который связывает минеральные частицы вместе. Именно это сочетание и определяет эластичность имплантата. Отмечается, что PLGA является биосовместимым и биоразлагающимся полимером, который используется во многих медицинских областях.

По словам ученых, в имплантат, оказавшийся на нужном месте, быстро проникают кровеносные сосуды, и искусственная ткань постепенно превращается в настоящую костную. Специалисты назвали новинку "сверхэластичной костью". По их словам, материал пригодится хирургам-реконструкторам в очень многих областях, начиная от переломов костей до внедрения имплантатов, которые помогают восстановлению лица после травмы или химиотерапии.

Адам Якус (Adam Jakus) из Северо-Западного университета считает, что имплантаты так хорошо "подражают" натуральным костям благодаря своей пористой структуре и минеральным веществам, что организм принимает их за неполноценные кости, нуждающиеся в восстановлении.

Как стало известно, в ходе тестирования имплантаты вылечили позвоночные дефекты у крыс так же быстро и качественно, как и существующие методы лечения. Спустя восемь недель после внедрения материала исследователи обнаружили, что новые кровеносные сосуды проросли в имплантат, а это необходимый этап для сохранения ткани, формирующей кость. Кроме того, кости начали формироваться в имплантате из существующих стволовых клеток крыс.

Сообщается, что новый материал может появиться в клиниках уже в течение ближайших пяти лет, но прежде нужно провести еще ряд исследований, в том числе на человеке. Пока же эксперименты проводились только на животных.

Данное исследование описано в научном журнале Science Translational Medicine.

Вместе с тем в настоящее время при различных серьезных травмах костей (например, при переломе) используется два основных способа лечения – кость берется из других частей тела (как правило, из бедра или ребра) или используются имплантаты. И хотя второй вариант менее болезненный, современные имплантаты зачастую являются хрупкими и не могут быть видоизменены во время самой операции. Порой используются и металлические имплантаты, однако это не может быть постоянным решением, например, для детей, чей организм еще не сформировался и продолжает расти.