Традиционните лечения на костни дефекти като титаниеви импланти и автоложни костни присадки имат ограничения при лечението на големи костни дефекти, които оставят околната костна тъкан уязвима за увреждане. За да се справи с тези проблеми, проектът BioStruct работи върху биорезорбируем имплант за по-щадящ костите подход към лечението.
снимка
△3D отпечатаната цинково-магнезиева сплав, разработена от RWTH Aachen University в Германия, моделът на долната челюст, изработен от PLA, е комбиниран с импланта за съвпадение на дефекти, изработен от ZnMg
На 20 март 2023 г. Antarctic Bear научи, че като част от проекта BioStruct университетът RWTH в Аахен в Германия изучава нова комбинация от цинк-магнезиева сплав за решетъчна структура. Те вярват, че сливането на прахов слой с лазерен лъч (PBF-LB) е единственият процес, способен да произведе такива структури.
снимка
△ Решетъчна структура от цинк-магнезиева сплав, произведена по PBF-LB технология, с диаметър на колоната 200 μm
Сливане на прахово легло с лазерен лъч, нова надежда за специфични за пациента импланти?
Сливането на прахово легло с лазерен лъч отваря нови възможности за проектиране на импланти, които могат да отговорят на специфични нужди на пациента, като механично напрежение и корозионно поведение на мястото на приложение. Използвайки подход за проектиране на решетъчна структура, геометрията и разположението на решетъчните клетки се създават параметрично според определени изисквания. Получената решетъчна структура е съобразена с местоположението на костния дефект и е готова за производство с помощта на техниката PBF-LB.
В проучването учените са постигнали рафиниране на зърната и целенасочена микроструктурна корекция чрез добавяне на малко количество магнезий към цинка. Те изработиха първата решетъчна структура, използвайки цинково-магнезиева сплав, която беше демонстрирана като ефективна и възпроизводима като имплант на челюстната кост. Решетъчната структура, използвана в демонстратора, има диаметър на стълба от 200 μm.
Резултатите от изследванията на проекта BioStruct ще бъдат приложени към производството на импланти, проектирани въз основа на знанията, получени от производството и биосъвместимостта на импланти от цинк-магнезиева сплав. Освен това процесът на проектиране също ще бъде оптимизиран и автоматизиран.
Може да се обобщи, че екипът на университета RWTH в Аахен в Германия създава специфична за материала и последващата обработка база данни, както и специфична за приложението база данни, за автоматично интегриране на нуждите на пациента и производството в процеса на проектиране. Основната цел на проекта е да се произвеждат специално изработени, биоабсорбируеми импланти, които отговарят на специфичните изисквания на пациентите и позволяват използването на по-нежни лечения.
снимка
△ Изследователи от Делфт използват поресто желязо, за да отпечатат 3D биоразградими костни импланти
Напредък в костните импланти чрез 3D принтиране
Използвайки базиран на екструзия 3D печат, инженери от Технологичния университет в Делфт създадоха биоразградими импланти от поресто желязо с голям потенциал да заменят костта. Тези временни импланти могат да бъдат абсорбирани от тялото, помагат за намаляване на риска от дългосрочно възпаление и позволяват проектирането и производството на порести структури, които лекуват критични костни дефекти.
снимка
△Учените са разработили как да използват 3D принтери и гелообразни материали, съдържащи живи клетки, за да отпечатат подобни на кости структури
В същото време изследователи от Университета на Нов Южен Уелс (UNSW) в Австралия създадоха нова технология, която може да отпечатва 3D подобни на кости структури, съставени от живи клетки, с потенциални приложения в инженерството на костната тъкан, моделиране на заболявания и скрининг на лекарства. Технологията използва мастила на основата на керамика, които могат да бъдат екструдирани директно в засегнатите области, за да се улесни in situ реконструкцията на хрущялни и костни дефекти. Откритието, направено в сътрудничество с доцент Кристофър Килиан и д-р Иман Рухани от Училището по химия на UNSW, дава възможност за отпечатване на клетъчни „скелети“ при стайна температура.
