Tradicionalna zdravljenja kostnih okvar, kot so titanovi vsadki in avtologni kostni presadki, imajo omejitve pri zdravljenju velikih kostnih defektov, zaradi katerih je okoliško kostno tkivo ranljivo za poškodbe. Za reševanje teh težav projekt BioStruct dela na biološko resorbljivem vsadku za kostim bolj prijazen pristop k celjenju.
slika
△3D natisnjena cink-magnezijeva zlitina, ki jo je razvila univerza RWTH Aachen v Nemčiji, model spodnje čeljusti iz PLA je kombiniran z vsadkom za ujemanje napak iz ZnMg
20. marca 2023 je Antarctic Bear izvedel, da v okviru projekta BioStruct univerza RWTH Aachen v Nemčiji proučuje novo kombinacijo cinkove in magnezijeve zlitine za mrežno strukturo. Verjamejo, da je fuzija s prašno posteljo z laserskim žarkom (PBF-LB) edini postopek, ki lahko proizvede takšne strukture.
slika
△ Mrežasta struktura iz cinkovo-magnezijeve zlitine, izdelana po tehnologiji PBF-LB, s premerom kolone 200 μm
Fuzija praškastega žarka z laserskim žarkom, novo upanje za vsadke za posamezne bolnike?
Fuzija praškaste postelje z laserskim žarkom odpira nove možnosti zasnove vsadkov, ki lahko zadovoljijo posebne potrebe pacientov, kot sta mehanska obremenitev in korozijsko obnašanje na mestu aplikacije. Z uporabo pristopa načrtovanja mrežne strukture se geometrija in razporeditev mrežnih celic ustvari parametrično v skladu z določenimi zahtevami. Nastala mrežasta struktura je prilagojena lokaciji kostnega defekta in pripravljena za izdelavo s tehniko PBF-LB.
V študiji so znanstveniki dosegli prečiščenost zrn in ciljno mikrostrukturno prilagoditev z dodajanjem majhne količine magnezija cinku. Izdelali so prvo mrežasto strukturo z uporabo zlitine cinka in magnezija, za katero se je izkazalo, da je učinkovita in ponovljiva kot vsadek čeljustne kosti. Rešetkasta struktura, uporabljena v demonstratorju, ima premer stebra 200 μm.
Rezultati raziskav projekta BioStruct bodo uporabljeni pri izdelavi vsadkov, zasnovanih na podlagi pridobljenega znanja pri izdelavi in biokompatibilnosti vsadkov iz cink-magnezijeve zlitine. Poleg tega bo optimiziran in avtomatiziran tudi proces oblikovanja.
Povzamemo lahko, da skupina univerze RWTH Aachen v Nemčiji ustvarja bazo podatkov, ki je specifična za material in naknadno obdelavo, kot tudi zbirko podatkov, ki je specifična za aplikacijo, za samodejno integracijo potreb bolnikov in proizvodnje v proces oblikovanja. Glavni cilj projekta je izdelava po meri izdelanih bioabsorbljivih vsadkov, ki izpolnjujejo specifične zahteve pacientov in omogočajo uporabo nežnejših zdravljenj.
slika
△ Delftski raziskovalci uporabljajo porozno železo za 3D tiskanje biorazgradljivih kostnih vsadkov
Napredek kostnih vsadkov s 3D tiskanjem
S pomočjo 3D-tiskanja, ki temelji na iztiskanju, so inženirji na Tehnološki univerzi v Delftu ustvarili biološko razgradljive vsadke iz poroznega železa z velikim potencialom za nadomestitev kosti. Te začasne vsadke lahko telo absorbira, pomagajo zmanjšati tveganje dolgotrajnega vnetja in omogočajo oblikovanje in izdelavo poroznih struktur, ki zdravijo kritične okvare kosti.
slika
△Znanstveniki so ugotovili, kako uporabiti 3D-tiskalnike in gelaste materiale, ki vsebujejo žive celice, za tiskanje kostem podobnih struktur
Istočasno so raziskovalci na Univerzi v Novem Južnem Walesu (UNSW) v Avstraliji ustvarili novo tehnologijo, ki lahko 3D natisne kostem podobne strukture, sestavljene iz živih celic, s potencialnimi aplikacijami v inženiringu kostnega tkiva, modeliranju bolezni in presejanju zdravil. Tehnologija uporablja črnila na keramični osnovi, ki jih je mogoče ekstrudirati neposredno v prizadeta območja, da se olajša in situ rekonstrukcija hrustanca in kostnih defektov. Odkritje, narejeno v sodelovanju z izrednim profesorjem Kristopherjem Kilianom in dr. Imanom Roohanijem iz kemijske šole UNSW, omogoča tiskanje s celicami napolnjenih "okostnjakov" pri sobni temperaturi.
