Perinteisillä luuvaurioiden hoidoilla, kuten titaani-implanteilla ja autologisilla luusiirteillä, on rajoituksia suurten luuvaurioiden hoidossa, jotka jättävät ympäröivän luukudoksen alttiiksi vaurioille. Näiden ongelmien ratkaisemiseksi BioStruct-projekti työskentelee bioresorboituvan implantin parissa luuystävällisemmän lähestymistavan parantamiseksi.
kuva
△Saksalaisen RWTH Aachenin yliopiston kehittämä 3D-tulostettu sinkki-magnesiumseos, PLA:sta valmistettu alaleuan malli, on yhdistetty ZnMg:stä valmistettuun virheitä vastaavaan implanttiin
20. maaliskuuta 2023 Etelämannerkarhu sai tietää, että osana BioStruct-projektia RWTH Aachenin yliopisto Saksassa tutki uutta sinkki-magnesiumseosyhdistelmää hilarakenteeseen. He uskovat, että lasersädejauhepetifuusio (PBF-LB) on ainoa prosessi, joka pystyy tuottamaan tällaisia rakenteita.
kuva
△ PBF-LB-tekniikalla valmistettu sinkki-magnesiumseoshilarakenne, kolonnin halkaisija 200 μm
Lasersädejauhepetifuusio, uusi toivo potilaskohtaisille implanteille?
Lasersädejauhepetifuusio avaa uusia suunnitteluvaihtoehtoja implanteille, jotka voivat vastata potilaan erityistarpeisiin, kuten mekaaniseen rasitukseen ja korroosiokäyttäytymiseen sovelluskohdassa. Hilarakenteen suunnittelun lähestymistapaa käyttämällä hilasolujen geometria ja järjestely luodaan parametrisesti määriteltyjen vaatimusten mukaisesti. Tuloksena oleva hilarakenne on räätälöity luudefektin sijaintiin ja on valmis tuotantoon PBF-LB-tekniikalla.
Tutkimuksessa tutkijat saavuttivat jyvien hienostuneisuutta ja kohdennettua mikrorakenteen säätöä lisäämällä pienen määrän magnesiumia sinkkiin. He valmistivat ensimmäisen hilarakenteen käyttämällä sinkki-magnesium-seosta, jonka osoitettiin olevan tehokas ja toistettava leukaluu-implanttina. Demonstraattorissa käytetyn hilarakenteen pilarin halkaisija on 200 μm.
BioStruct-hankkeen tutkimustuloksia sovelletaan sinkki-magnesium-seos-implanttien valmistuksesta ja bioyhteensopivuudesta saadun tiedon perusteella suunniteltujen implanttien valmistukseen. Lisäksi suunnitteluprosessia optimoidaan ja automatisoidaan.
Yhteenvetona voidaan todeta, että RWTH Aachenin yliopiston tiimi Saksassa on luomassa materiaali- ja jälkikäsittelykohtaista tietokantaa sekä sovelluskohtaista tietokantaa integroimaan automaattisesti potilas- ja tuotantoon liittyvät tarpeet suunnitteluprosessiin. Hankkeen päätavoitteena on tuottaa mittatilaustyönä valmistettuja, bioabsorboituvia implantteja, jotka täyttävät potilaan erityisvaatimukset ja mahdollistavat hellävaraisempien hoitojen käytön.
kuva
△ Delftin tutkijat käyttävät huokoista rautaa biohajoavien luuimplanttien 3D-tulostukseen
Edistystä luuimplantteissa 3D-tulostuksen avulla
Delftin teknillisen yliopiston insinöörit ovat luoneet ekstruusiopohjaisen 3D-tulostuksen avulla huokoisia, raudan biohajoavia implantteja, joilla on hyvät mahdollisuudet korvata luuta. Nämä väliaikaiset implantit voivat imeytyä kehoon, auttavat vähentämään pitkäaikaisen tulehduksen riskiä ja mahdollistavat huokoisten rakenteiden suunnittelun ja valmistamisen, jotka hoitavat kriittisiä luuvaurioita.
kuva
△Tutkijat ovat selvittäneet, kuinka 3D-tulostimia ja eläviä soluja sisältäviä geelimäisiä materiaaleja voidaan käyttää luumaisten rakenteiden tulostamiseen
Samaan aikaan Australian New South Walesin yliopiston (UNSW) tutkijat ovat luoneet uuden teknologian, jolla voidaan 3D-tulostaa elävistä soluista koostuvia luumaisia rakenteita, joilla on potentiaalisia sovelluksia luukudostekniikassa, sairauksien mallintamisessa ja lääkeseulonnassa. Tekniikka käyttää keraamipohjaisia musteita, jotka voidaan suulakepuristaa suoraan sairastuneille alueille rusto- ja luuvaurioiden in situ rekonstruoinnin helpottamiseksi. Löytö, joka tehtiin yhteistyössä apulaisprofessori Kristopher Kilianin ja tohtori Iman Roohanin kanssa UNSW:n kemian koulusta, mahdollistaa soluilla täytettyjen luurangojen tulostamisen huoneenlämpötilassa.
