Костные имплантаты на 3D принтере из натуральной кости и пластика

В Университете Джона Хопкинса (США) придумали новую технологию производства костных имплантатов на 3D-принтерах, используя смесь из 30% натуральной децеллюризованной кости и 70% поликапролактона, диодеградируемого полимера.

Благодаря натуральной костной ткани клетки легко заселяют имплантат.

«Для создания имплантатов мы остановились на 3D-печати, которая позволяет создавать трехмерные структуры с высокой точностью, нанося поочередно сверхтонкие слои нужных материалов. Процесс очень точный и очень практичный, с его помощью можно делать каркасы для дальнейшего заселения клетками. А идеальный каркас – это кусок натуральной кости», - говорит создатель технологии доктор Грейсон (Grayson).

Экспериментируя с различными материалами, Грейсон и его коллеги пришли к выводу, что лучше всего комбинировать биодеградируемый пластик с натуральной костью, очищенной от клеток.

Пластик обеспечивает прочность каркаса, а натуральная кость несет биологическую «информацию», необходимую для успешной колонизации костными клетками.

«Поликапролактон – отличный полимер, с которым можно работать при температурах 80-100С. Его легко смешивать с биологическими материалами, которые при более высоких температурах повреждаются. Также PCL достаточно прочный. Однако сам по себе он не способствует заселению живыми клетками, поэтому нужен костный порошок», - рассказывает Этан Найберг (Ethan Nyberg), студент из команды Грейсона.

На эту роль подошел децеллюризованный (лишенный клеток) костный порошок коров – широкодоступный и недорогой материал, который можно производить в достаточно больших объемах.
 
Для заселения имплантата вводятся стволовые клетки, которые быстро расселяются по каркасу и дают начало новой, здоровой костной ткани.

Биодеградируемый полимер со временем распадается, и на месте имплантата остается кость, которую практически не отличить от «родной».

Уникальная технология в ближайшем будущем поможет эффективнее лечить травмы и пороки развития опорно-двигательного аппарата, осуществлять сложнейшие реконструкции черепа и других костей.

medbe.ru