La impresión 3D de tejidos vivos, incluida la córnea, los vasos sanguíneos y la piel, no es una tarea fácil. Pero al menos son todas las telas vivas. El hueso, por el contrario, es una mezcla de compuestos vivos e inorgánicos en una matriz mineral altamente estructurada. En otras palabras, el hueso para la impresión 3D es una tarea desafiante.
Es por eso que los bio-ingenieros intentaron tantos materiales diferentes para sus huesos sintéticos, incluidos hidrogeles, termoplásticos y biocerámicas. Recientemente, el equipo de la Universidad de Nueva Gales del Sur (Australia) desarrolló "tinta cerámica", que se puede usar durante la impresión 3D a temperatura ambiente utilizando células vivas y sin el uso de productos químicos rígidos, lo que mejoró significativamente la situación en comparación con las tecnologías anteriores. . Según los investigadores, la nueva tecnología al final se puede usar para imprimir huesos directamente en el cuerpo del paciente.
La información sobre este desarrollo se publicó en la revista avanzada de materiales funcionales.
La impresión 3D del tejido óseo tiene muchas aplicaciones médicas y de investigación: el modelado de enfermedades óseas, la detección de fármacos, el estudio de un microambiente óseo único y, posiblemente, lo más importante es restaurar los huesos dañados en caso de lesiones, cáncer u otras enfermedades.
El estándar de oro moderno para reparar el hueso es el uso del trasplante de hueso de otra parte del cuerpo del paciente. Desafortunadamente, el uso de tales injertos está asociado con un alto riesgo de infección y no se puede usar si la cantidad requerida de material óseo es demasiado grande.
En un intento por crear el material óseo sintético necesario, los científicos universitarios hicieron tinta, que se pueden imprimir en un ambiente acuático, como el cuerpo. Después de dos años de trabajo, crearon un material biocompatible basado en fosfato de calcio, que forma una pasta a temperatura ambiente. Cuando se coloca en el baño de gelatina u otra solución, se produce una reacción química, y la pasta se soluciona en la matriz nanocristalina porosa, similar a la estructura del tejido óseo original.
Para imprimir, utilizaron la impresora 3D estándar de HR 3D con un dueble especial. Agujas pequeñas que van desde tinta extruida de 0,2 a 0,8 mm en el baño de gelatina con una temperatura de 37ºC. La tecnología llamada Cebics (cerámica omnidireccional bioprinting en suspensiones celulares) se puede adaptar a otras impresoras 3D, como impresoras portátiles y manuales que se pueden tomar con usted en una sala quirúrgica.
En su reciente trabajo, los científicos han imprimido pequeñas estructuras óseas en el baño de gelatina que contienen células óseas humanas y otros tipos de células humanas. La tinta solidificante introdujo las células vivas en la estructura, y estas células llegaron después de imprimir y comenzaron a multiplicarse. La eficacia de la supervivencia fue del 95%.
Actualmente, el equipo desarrolla un baño para imprimir muestras más grandes y comenzó a realizar pruebas en animales pequeños para verificar si esta tecnología puede restaurar una herida grande de manera eficiente como un trasplante animado.