Создан материал для 3D печати искусственных костей
Гиперэластичные кости теперь можно напечатать на 3D –принтере – американцы разработали* материал, который не вызывает иммунного ответа, его с удовольствием заселяют человеческие клетки и он постепенно окостеневает естественным образом.
В основе новой «краски» для 3D-печати костей – минерала гидроксиапатит (естественный компонент скелета человека, отвечающий за его жесткость) и полиэфир поликапролактон (полимер, широко используемый в медицине). Гидроксиапатита в материале значительно больше (90%), чем поликапролактона (10%), однако он все равно эластичен – может растягиваться без последствий для структуры на 30-60% длины. Это в значительной степени решает проблему хрупкости, характерной для многих имплантов из искусственных материалов. Кроме того, материал пористый, как губка, что позволяет проникать в толщу напечатанной кости клеткам и прорастать кровеносным сосудам. Это, в свою очередь, обеспечивает регенерацию костной ткани. Поликапролактон способен к биоеградации – он постепенно разрушается до капроновой кислоты, воды и углекислого газа, а у пациента сохраняется минеральный каркас, «обжитый» его собственными тканями.
Новый материал испытывали в экспериментах in vivo. У крыс напечатанные фрагменты кости с успехом использовали для лечения перелома позвоночника. У макак искусственную кость имплантировали в череп. Во всех случаях авторы отмечают отсутствие воспаление или каких-либо явлений, связанных с отторжением материала, а также хорошее приживление имплантов и сращивание переломов костей. При этом не были использованы факторы роста кости или стволовые клетки, которые обычно используют при имплантации в организм млекопитающего каркасов из искусственных материалов.
Читайте также: Пациент получил ребра, созданные методом 3D-печати
Важное преимущество нового материала – скорость «печати» необходимых фрагментов кости. Буквально за 5 часов фрагмент готов к имплантации.
Пока технология испытана только на животных, но есть все основания надеяться на ее безопасность (которую еще предстоит доказать в клинических исследованиях).
Читайте также: Прорыв в стоматологии: зубы, которым не страшны бактерии
* Adam E. Jakus, Alexandra L. Rutz, Sumanas W. Jordan, Abhishek Kannan, et al. Hyperelastic “bone”: A highly versatile, growth factor–free, osteoregenerative, scalable, and surgically friendly biomaterial // Science Translational Medicine 28 Sep 2016: Vol. 8, Issue 358, pp. 358ra127. DOI: 10.1126/scitranslmed.aaf7704
На фото: напечатанный фрагмент кости из эластичного материала; American Association for the Advancement of Science
