Tradicionalni tretmani koštanih defekata kao što su titanski implantati i autologni koštani presaci imaju ograničenja u liječenju velikih koštanih defekata, koji ostavljaju okolno koštano tkivo osjetljivim na oštećenja. Kako bi se riješili ti problemi, projekt BioStruct radi na bioresorptivnom implantatu za pristup cijeljenju koji više odgovara kostima.
slika
△3D ispisana legura cinka i magnezija koju je razvilo Sveučilište RWTH Aachen u Njemačkoj, model donje čeljusti izrađen od PLA kombiniran je s implantatom za usklađivanje nedostataka izrađenim od ZnMg
Dana 20. ožujka 2023. Antarctic Bear saznao je da u sklopu projekta BioStruct, Sveučilište RWTH Aachen u Njemačkoj proučava novu kombinaciju legure cinka i magnezija za strukturu rešetke. Oni vjeruju da je fuzija praha laserskim snopom (PBF-LB) jedini proces koji može proizvesti takve strukture.
slika
△ Rešetkasta struktura legure cinka i magnezija proizvedena korištenjem PBF-LB tehnologije, s promjerom stupca od 200 μm
Fuzija praha pomoću laserske zrake, nova nada za implantate specifične za pacijenta?
Fuzija praškastog sloja pomoću laserske zrake otvara nove mogućnosti dizajna za implantate koji mogu zadovoljiti specifične potrebe pacijenata kao što su mehanički stres i korozivno ponašanje na mjestu primjene. Koristeći pristup dizajnu rešetkaste strukture, geometrija i raspored rešetkastih ćelija kreiraju se parametrički prema određenim zahtjevima. Rezultirajuća rešetkasta struktura prilagođena je mjestu defekta kosti i spremna je za proizvodnju pomoću PBF-LB tehnike.
U studiji su znanstvenici postigli pročišćavanje zrna i ciljanu mikrostrukturnu prilagodbu dodavanjem male količine magnezija cinku. Proizveli su prvu rešetkastu strukturu pomoću legure cinka i magnezija, za koju se pokazalo da je učinkovita i ponovljiva kao implantat čeljusne kosti. Rešetkasta struktura korištena u demonstratoru ima promjer stupa od 200 μm.
Rezultati istraživanja projekta BioStruct primijenit će se na proizvodnju implantata, dizajniranih na temelju znanja stečenih iz proizvodnje i biokompatibilnosti implantata od legure cinka i magnezija. Osim toga, proces dizajna također će biti optimiziran i automatiziran.
Može se sažeti da tim Sveučilišta RWTH Aachen u Njemačkoj stvara bazu podataka specifičnu za materijal i naknadnu obradu, kao i bazu podataka specifičnu za aplikaciju, kako bi automatski integrirao potrebe pacijenata i potrebe vezane uz proizvodnju u proces dizajna. Sveobuhvatni cilj projekta je proizvesti bioapsorpcijske implantate po narudžbi koji zadovoljavaju specifične zahtjeve pacijenata i omogućuju upotrebu nježnijih tretmana.
slika
△ Istraživači iz Delfta koriste porozno željezo za 3D ispis biorazgradivih koštanih implantata
Napredak u koštanim implantatima kroz 3D ispis
Koristeći 3D ispis temeljen na ekstruziji, inženjeri na Tehnološkom sveučilištu u Delftu stvorili su biorazgradive implantate od poroznog željeza s velikim potencijalom da zamijene kost. Te privremene implantate tijelo može apsorbirati, pomažu smanjiti rizik od dugotrajne upale i omogućuju dizajn i izradu poroznih struktura koje liječe kritične defekte kostiju.
slika
△Znanstvenici su otkrili kako koristiti 3D pisače i materijale nalik gelu koji sadrže žive stanice za ispis struktura nalik kostima
U isto vrijeme, istraživači sa Sveučilišta New South Wales (UNSW) u Australiji stvorili su novu tehnologiju koja može 3D ispisati strukture nalik kostima sastavljene od živih stanica, s potencijalnom primjenom u inženjeringu koštanog tkiva, modeliranju bolesti i ispitivanju lijekova. Tehnologija koristi tinte na bazi keramike koje se mogu ekstrudirati izravno u zahvaćena područja kako bi se olakšala in situ rekonstrukcija oštećenja hrskavice i kosti. Ovo otkriće, napravljeno u suradnji s izvanrednim profesorom Kristopherom Kilianom i dr. Imanom Roohanijem s Kemijske škole UNSW-a, omogućuje tiskanje 'kostura' ispunjenih stanicama na sobnoj temperaturi.
