La stampa 3D di tessuti vivi, tra cui cornea, vasi sanguigni e pelle, non è un compito facile. Ma almeno è tutti i tessuti viventi. L'osso, al contrario, è una miscela di composti vivi e inorganici in una matrice minerale altamente strutturata. In altre parole, l'osso per la stampa 3D è un compito impegnativo.
Ecco perché i bio-ingegneri hanno provato così tanti materiali diversi per le loro ossa sintetiche, tra cui idrogels, termoplastici e biocermiche. Recentemente, il team dell'Università del New South Wales (Australia) ha sviluppato "inchiostro in ceramica", che può essere utilizzato durante la stampa 3D a temperatura ambiente utilizzando cellule viventi e senza l'uso di sostanze chimiche rigide, che hanno migliorato significativamente la situazione rispetto alle tecnologie precedenti rispetto alle tecnologie precedenti . Secondo i ricercatori, la nuova tecnologia alla fine può essere utilizzata per stampare le ossa direttamente nel corpo del paziente.
Le informazioni su questo sviluppo sono state pubblicate nella rivista avanzata dei materiali funzionali.
La stampa 3D del tessuto osseo ha molte applicazioni mediche e di ricerca - la modellazione di malattie ossee, lo screening della droga, lo studio del microambiente osseo unico e, possibilmente, la cosa più importante è quella di ripristinare le ossa danneggiate in caso di lesioni, cancro o altre malattie.
Lo standard oro moderno per la riparazione dell'osso è l'uso del trapianto di osso da un'altra parte del corpo del paziente. Sfortunatamente, l'uso di tali innesti è associato ad un alto rischio di infezione e non può essere utilizzato se la quantità richiesta di materiale ossea è troppo grande.
Nel tentativo di creare il necessario materiale osseo sintetico necessario, gli scienziati universitari hanno fatto inchiostro, che possono essere stampati in un ambiente acquatico, come il corpo. Dopo due anni di lavoro, hanno creato un materiale biocompatibile basato sul fosfato di calcio, che forma una pasta a temperatura ambiente. Se inserito nel bagno di gelatina o in un'altra soluzione, si verifica una reazione chimica e la pasta si solsisce nella matrice nanocristallina porosa, simile alla struttura del tessuto osseo originale.
Per la stampa, hanno utilizzato la stampante 3D 3D standard 3D con uno speciale ocecco. Piccoli aghi che vanno da 0,2 a 0,8 mm inchiostro estruso nel bagno di gelatina con una temperatura di 37ºC. La tecnologia chiamata Cobs (ceramica omnidirezionale bioprinting nelle sospensioni cellulari) può essere adattata ad altre stampanti 3D, come stampanti portatili e manuali che possono essere prese con te in una stanza chirurgica.
Nel suo recente lavoro, gli scienziati hanno stampato piccole strutture ossee nel bagno di gelatina contenente cellule ossee umane e altri tipi di cellule umane. L'inchiostro solidificante ha introdotto le cellule vive nella struttura, e queste cellule sono arrivate dopo la stampa e cominciarono a moltiplicare. L'efficacia di sopravvivenza era del 95%.
Attualmente, il team sviluppa un bagno per la stampa di campioni più grandi e ha iniziato a condurre prove su piccoli animali per verificare se questa tecnologia può ripristinare una grande ferita in modo efficiente come un trapianto vivace.