Для 3D-печати костей будут использовать натуральную измельчённую костную ткань

Американские учёные решили усовершенствовать технологию 3D-печати костей, смешав полимер с биологическим материалом, а именно – с порошком из костной ткани. Результаты исследований показали, что добавление измельчённой костной ткани делает напечатанные имплантаты прочнее и функциональнее.

В процессе эксперимента учёные из университетов Мэриленда и Джона Хопкинса использовали разлагаемый и биологически инертный материал поликапролактон, смешав его с клетками костной ткани, которые были получены из колена коровы. В биологической ткани содержатся структурные белки, которые способствуют росту и закреплению стволовых клеток в процессе формирования кости. Таким образом, добавление натурального порошка поспособствовало более активной регенерации костной ткани после того, как распечатанный фрагмент вживляли в организм.

В ходе эксперимента учёные также выяснили, что напечатанная кость становится очень хрупкой, если содержание костного порошка превышает 70%. Если же полимер смешивать с 30% измельчённой ткани, то полученное изделие будет более прочным.

После распечатки костей учёные инкубировали их со стволовыми клетками человеческой жировой ткани. Также в питательную среду добавили бета-глицеринфосфат, который нужен для образования солей кальция. Кости с 30% содержанием размельчённых биологических составляющих показали небольшую экспрессию генов и прирост кальциевых солей, тогда как экспрессия и накопление солей кальция у вариантов с 70-процентным содержанием оказались на 100% выше, чем у костей, напечатанных исключительно из полимера.

Эксперимент продолжился вживлением распечатанных костей в череп мышей, у которого были дефекты. Через 12 недель после этого выяснилось, что кости, созданные на основе натурального костного порошка, приживаются намного лучше и растут на 50% быстрее, чем созданные из полимера. При этом особой разницы между 70-процентным и 30-процентным  составами не было.

Учёные заявили, что будут продолжать свои эксперименты до тех пор, пока не найдут оптимальный состав смеси для печати костей. Также специалисты хотят попробовать использовать порошок, полученный из человеческих костных тканей. 

 

По материалам: nplus1.ru