L'impression 3D de tissus vivants, y compris la cornée, les vaisseaux sanguins et la peau, n'est pas une tâche facile. Mais au moins, tout est des tissus vivants. L'os, au contraire, est un mélange de composés vivants et inorganiques dans une matrice minérale hautement structurée. En d'autres termes, l'os pour l'impression 3D est une tâche stimulante.
C'est pourquoi les bio-ingénieurs ont essayé tant de matériaux différents pour leurs os synthétiques, y compris des hydrogels, des thermoplastiques et des biocheramiques. Récemment, l'équipe de l'Université de Nouvelle-Galles du Sud (Australie) a développé une "encre en céramique", qui peut être utilisée lors de l'impression 3D à la température ambiante à l'aide de cellules vivantes et sans utilisation de produits chimiques rigides, ce qui a considérablement amélioré la situation par rapport aux technologies précédentes. . Selon les chercheurs, la nouvelle technologie à la fin peut être utilisée pour imprimer des os directement dans le corps du patient.
Les informations sur ce développement ont été publiées dans le magazine de matériaux fonctionnels avancés.
L'impression 3D de tissu osseux présente de nombreuses applications médicales et de recherche - la modélisation des maladies osseuses, le dépistage des médicaments, l'étude de microenvironnement osseux unique et, éventuellement, la chose la plus importante est de restaurer les os endommagés en cas de blessure, de cancer ou d'autres maladies.
La norme d'or moderne pour la réparation de l'os est l'utilisation d'une greffe osseuse d'une autre partie du corps du patient. Malheureusement, l'utilisation de telles greffes est associée à un risque élevé d'infection et ne peut pas être utilisée si la quantité requise de matériau osseux est trop grande.
Dans une tentative de création de la matière osseuse synthétique nécessaire, des scientifiques universitaires ont fait une encre, qui peut être imprimée dans un environnement aquatique, tel que le corps. Après deux ans de travail, ils ont créé un matériau biocompatible basé sur le phosphate de calcium, qui forme une pâte à la température ambiante. Lorsqu'il est placé dans le bain de gélatine ou une autre solution, une réaction chimique se produit et la pâte se sola dans la matrice nanocristalline poreuse, semblable à la structure du tissu osseux d'origine.
Pour l'impression, ils ont utilisé l'imprimante Standard du moteur 3D HR 3D avec une densité spéciale. Petites aiguilles allant de 0,2 à 0,8 mm d'encre extrudée dans le bain de gélatine avec une température de 37ºC. La technologie appelée COBICS (bio-distinguations omnidirectionnelles en céramique en suspensions cellulaires) peut être adaptée à d'autres imprimantes 3D, telles que des imprimantes portables et manuelles pouvant être prises avec vous dans une salle de chirurgie.
Dans son travail récent, les scientifiques ont imprimé de petites structures osseuses dans le bain de gélatine contenant des cellules osseuses humaines et d'autres types de cellules humaines. L'encre de solidification introduit des cellules vivantes dans la structure et ces cellules sont arrivées après l'impression et ont commencé à se multiplier. L'efficacité de la survie était de 95%.
Actuellement, l'équipe développe un bain pour imprimer des échantillons plus grands et a commencé à effectuer des tests sur de petits animaux pour vérifier si cette technologie peut restaurer une grande plaie aussi efficacement qu'une greffe vivante.