الطباعة ثلاثية الأبعاد من الأقمشة الحية، بما في ذلك القرنية والأوعية الدموية والجلد، ليست مهمة سهلة. ولكن على الأقل كل شيء الأقمشة الحية. العظم، على العكس من ذلك، هو مزيج من المركبات الحية وغير العضوية في مصفوفة معدنية منظم للغاية. وبعبارة أخرى، فإن العظام للطباعة ثلاثية الأبعاد هي مهمة صعبة.
هذا هو السبب في أن المهندسين البيولوجيين حاولوا الكثير من المواد المختلفة لعظامهم الاصطناعية، بما في ذلك هيدروجال، والطباعة بالحرارة والجاليموسيات الحيوية. في الآونة الأخيرة، وضع فريق جامعة نيو ساوث ويلز (أستراليا) "حبر السيراميك"، والتي يمكن استخدامها أثناء الطباعة ثلاثية الأبعاد في درجة حرارة الغرفة باستخدام الخلايا الحية ودون استخدام المواد الكيميائية الصلبة، والتي تحسنت بشكل كبير الوضع مقارنة بالتكنولوجيات السابقة وبعد وفقا للباحثين، يمكن استخدام التكنولوجيا الجديدة في النهاية لطباعة العظام مباشرة في جسم المريض.
تم نشر معلومات حول هذا التطور في مجلة المواد الوظيفية المتقدمة.
تحتوي الطباعة ثلاثية الأبعاد من أنسجة العظام على العديد من التطبيقات الطبية والبحثية - نمذجة أمراض العظام، وفحص المخدرات، ودراسة البيئة الكبرى العظمية الفريدة، وربما، أهم شيء هو استعادة العظام التالفة في حالة الإصابة أو السرطان أو الأمراض الأخرى.
معيار الذهب الحديث لإصلاح العظام هو استخدام زرع العظام من جزء آخر من جسم المريض. لسوء الحظ، يرتبط استخدام هذه الترقيع بمخاطر عدوى عالية ولا يمكن استخدامه إذا كان الكمية المطلوبة من مواد العظام كبيرة جدا.
في محاولة لإنشاء مواد العظام الاصطناعية اللازمة، قام علماء الجامعات بالحبر، والتي يمكن طباعتها في بيئة مائية، مثل الجسم. بعد عامين من العمل، قاموا بإنشاء مواد حيوية تعتمد على فوسفات الكالسيوم، والذي يشكل عجينة في درجة حرارة الغرفة. عند وضعها في حمام الجيلاتين أو حل آخر، يحدث رد فعل كيميائي، واللصق الصلعات في مصفوفة النانوكريستالات المسامية، على غرار هيكل أنسجة العظام الأصلية.
للطباعة، استخدموا طابعة 3D محرك 3D محرك 3D مع عروض خاصة. إبر صغيرة تتراوح بين 0.2 إلى 0.8 مم حبر مقذوف في حمام الجيلاتين بدرجة حرارة 37 درجة مئوية. يمكن تكييف التكنولوجيا المسماة COBICS (BioBrinting ComnidiRictional السيراميك في تعليق الخلية) مع طابعات ثلاثية الأبعاد الأخرى، مثل الطابعات المحمولة واليدوية التي يمكن التقاطها معك في غرفة جراحية.
في عمله الأخير، قام العلماء بطبع هياكل عظمية صغيرة في حمام الجيلاتين الذي يحتوي على خلايا عظام الإنسان وأنواع أخرى من الخلايا البشرية. قدم الحبر التصلب خلايا حية في الهيكل، ووصلت هذه الخلايا بعد الطباعة وبدأت متأثرة. كانت فعالية البقاء على قيد الحياة 95٪.
حاليا، يقوم الفريق بتطوير حمام لطباعة عينات أكبر وبدأ إجراء اختبارات على الحيوانات الصغيرة للتحقق مما إذا كانت هذه التكنولوجيا يمكن أن تعيد جرحا كبيرا بكفاءة كزرع حيوي.