3D-tulostus elossa kankaat, mukaan lukien sarveiskalvo, verisuonet ja iho, ei ole helppo tehtävä. Mutta ainakin se on kaikki elävät kankaat. Luussa päinvastoin on seos elossa ja epäorgaanisista yhdisteistä erittäin rakenteellisessa mineraalimatriisissa. Toisin sanoen luuri 3D-tulostukseen on haastava tehtävä.
Siksi bio-insinöörit yrittivät niin monia erilaisia materiaaleja synteettisille luustaan, mukaan lukien hydrogeelit, termoplastiteet ja biocheramics. Äskettäin New South Walesin yliopiston (Australia) joukkue kehitti "keraamista mustetta", jota voidaan käyttää 3D-tulostuksen aikana huoneenlämpötilassa elävien solujen avulla ja ilman jäykkien kemikaalien käyttöä, mikä parantaa merkittävästi tilannetta aiempiin tekniikoihin verrattuna . Tutkijoiden mukaan lopulta uusi teknologia voidaan käyttää luiden tulostamiseen suoraan potilaan kehoon.
Tietoja tästä kehityksestä julkaistiin kehittyneessä toiminnallisessa materiaalimaksussa.
3D-tulostaminen luun kudoksella on monia lääketieteellisiä ja tutkimussovelluksia - luun sairauksien mallinnus, huumeiden seulonta, ainutlaatuinen luun mikroympäristö ja mahdollisesti tärkein asia on palauttaa vaurioituneet luet vahingon, syövän tai muiden sairauksien tapauksessa.
Moderni kullan standardi luun korjaamiseksi on luunsiirron käyttö potilaan kehon toisesta osasta. Valitettavasti tällaisten siirtoten käyttö liittyy suurelle infektioriskiin eikä sitä voida käyttää, jos vaadittu luun materiaali on liian suuri.
Yritettäessä luoda tarvittava synteettinen luumateriaali, yliopiston tutkijat muodostavat musteen, joka voidaan tulostaa vesiympäristössä, kuten kehossa. Kahden vuoden työn jälkeen he loivat kalsiumfosfaattiin perustuvan bioyhteensopivan materiaalin, joka muodostaa tahnan huoneenlämpötilassa. Kun asetetaan gelatiinihauteeseen tai toiseen liuokseen, kemiallinen reaktio ilmenee ja tahna vuorovaikutus huokoiseen nanokiteiseen matriisiin, joka on samanlainen kuin alkuperäisen luun kudoksen rakenne.
Tulostamiseen he käyttivät standardin 3D-moottorin HR 3D-tulostinta erityisellä Danezalla. Pienet neulat vaihtelevat 0,2 - 0,8 mm: n ekstrudoitua mustetta gelatiinihauteeseen 37 ° C: n lämpötilassa. Teknologia nimeltä COBIC (keraaminen omnidirektionaalinen bioprinting solu-suspensioissa) voidaan sovittaa muihin 3D-tulostimiin, kuten kannettaviin ja manuaalisiin tulostimiin, jotka voidaan ottaa mukaan kirurgisessa huoneessa.
Viimeaikaisessa työstään tutkijat ovat painettuja pieniä luunrakenteita gelatiinihauteessa, joka sisältää ihmisen luursoluja ja muita ihmissoluja. Säilytävä muste esitteli live-solut rakenteeseen, ja nämä solut saapuivat tulostuksen jälkeen ja alkoivat kertoa. Survival teho oli 95%.
Tällä hetkellä joukkue kehittää kylpyä suurempien näytteiden tulostamiseen ja aloitti testien pienten eläinten testien tarkistamiseksi, voidaanko tämä tekniikka palauttaa suuren haavan yhtä tehokkaasti vilkas siirtona.