A impresión 3D de tecidos vivos, incluíndo córnea, vasos sanguíneos e pel, non é unha tarefa fácil. Pero polo menos é todos os tecidos vivos. O óso, pola contra, é unha mestura de compostos vivos e inorgánicos nunha matriz mineral altamente estruturada. Noutras palabras, o óso para a impresión en 3D é unha tarefa desafiante.
É por iso que os bio-enxeñeiros intentaron tantos materiais diferentes para os seus ósos sintéticos, incluíndo hidrogeles, termoplásticos e biocheramics. Recentemente, o equipo da Universidade de Nova Gales do Sur (Australia) desenvolveu "tinta de cerámica", que se pode empregar durante a impresión en 3D a temperatura ambiente utilizando células vivas e sen o uso de produtos químicos ríxidos, o que mellorou significativamente a situación en comparación coas tecnoloxías anteriores .. Segundo os investigadores, a nova tecnoloxía ao final pode usarse para imprimir ósos directamente no corpo do paciente.
A información sobre este desenvolvemento foi publicada na revista avanzada de materiais funcionais.
A impresión 3D de tecido óseo ten moitas aplicacións médicas e de investigación: modelado de enfermidades óseas, proxección de drogas, estudo de microambiente óseo único e, posiblemente, o máis importante é restaurar os ósos danados en caso de lesións, cancro ou outras enfermidades.
O estándar de ouro moderno para a reparación do óso é o uso de transplante óseo doutra parte do corpo do paciente. Desafortunadamente, o uso destes injertos está asociado a un alto risco de infección e non se pode empregar se a cantidade necesaria de material óseo é demasiado grande.
Nun intento de crear o material óseo sintético necesario, os científicos universitarios fixeron tinta, que poden ser impresos nun ambiente acuático, como o corpo. Despois de dous anos de traballo, crearon un material biocompatible baseado no fosfato de calcio, que forma unha pasta a temperatura ambiente. Cando se coloca no baño de gelatina ou outra solución, prodúcese unha reacción química e a pasta sólen na matriz nanocristalina porosa, semellante á estrutura do tecido óseo orixinal.
Para imprimir, utilizaron a impresora 3D 3D estándar en 3D cun Débeda especial. As pequenas agullas que varían entre 0,2 a 0,8 mm de tinta extruido no baño de gelatina cunha temperatura de 37ºC. A tecnoloxía chamada COBICS (Bioprinting omnidireccional de cerámica en suspensións celulares) pode adaptarse a outras impresoras 3D, como impresoras portátiles e manuais que se poden tomar con vostede nunha sala cirúrxica.
No seu traballo recente, os científicos imprimiron pequenas estruturas óseas no baño de gelatina que conteñen células óseas humanas e outros tipos de células humanas. A tinta solidificadora introduciu as células en vivo na estrutura, e estas células chegaron despois de imprimir e comezaron a multiplicarse. A eficacia de supervivencia foi do 95%.
Actualmente, o equipo desenvolve un baño para imprimir mostras máis grandes e comezou a realizar probas en pequenos animais para comprobar se esta tecnoloxía pode restaurar unha gran ferida de forma tan eficiente como un transplante animado.