3D spausdinimas iš gyvų audinių, įskaitant ragenos, kraujagyslių ir odos, nėra lengva užduotis. Bet bent jau tai yra visi gyvi audiniai. Kaulų, priešingai, yra gyvų ir neorganinių junginių mišinys labai struktūrizuotoje mineralinėje matricoje. Kitaip tariant, 3D spausdinimo kaulai yra sudėtinga užduotis.
Štai kodėl biologiniais inžinieriais bandė tiek daug skirtingų medžiagų savo sintetiniams kaulams, įskaitant hidrogeles, termoplastikų ir biocheramiką. Neseniai naujųjų Pietų Velso universiteto (Australijos) komanda sukūrė "keramikos rašalą", kuris gali būti naudojamas 3D spausdinimo metu kambario temperatūroje, naudojant gyvų ląstelių ir nenaudojant standžių cheminių medžiagų, kurios žymiai pagerino situaciją, palyginti su ankstesnėmis technologijomis . Pasak tyrėjų, nauja technologija gali būti naudojama spausdinti kaulai tiesiogiai paciento kūno.
Informacija apie šią raidą buvo paskelbta pažangios funkcinės medžiagos žurnale.
"3D" spausdinant kaulų audinį turi daug medicinos ir mokslinių tyrimų programų - kaulų ligų modeliavimas, narkotikų atranka, unikalaus kaulų mikroaplinkio tyrimas ir, galbūt svarbiausias dalykas yra atkurti sugadintus kaulus, kai sužalojimai, vėžio ar kitų ligų atveju.
Modernus aukso standartas kaulams remontuoti yra kaulų persodinimo iš kitos paciento kūno dalis. Deja, tokių skiepų naudojimas yra susijęs su didelėmis infekcijos rizika ir negali būti naudojama, jei reikalingas kaulų medžiagos kiekis yra per didelis.
Bandant sukurti reikiamą sintetinę kaulų medžiagą, universitetų mokslininkai padarė rašalą, kuris gali būti atspausdintas vandens aplinkoje, pvz., Kūne. Po dvejų metų darbo jie sukūrė biologinę medžiagą pagal kalcio fosfatą, kuris sudaro pasta kambario temperatūroje. Kai dedamas į želatinos vonią ar kitą sprendimą, atsiranda cheminė reakcija, o pasta yra kieta į akytą nanokristalinę matricą, panašią į originalaus kaulų audinio struktūrą.
Spausdinimui jie naudojo standartinį "3D" variklio HR 3D spausdintuvą su specialiu "Duera". Maži adatos svyruoja nuo 0,2 iki 0,8 mm ekstruzinio rašalo į želatinos vonią su 37 ° C temperatūroje. Technologija vadinama Cobics (keramikos omnidirectional bioprotografija ląstelių suspensijos) gali būti pritaikytas prie kitų 3D spausdintuvų, tokių kaip nešiojamieji ir rankiniai spausdintuvai, kurie gali būti vartojami su savimi chirurginėje patalpoje.
Savo neseniai atliktame darbe mokslininkai spausdinosi mažų kaulų konstrukcijų želatinos vonioje, kurioje yra žmogaus kaulų ląstelių ir kitų rūšių žmogaus ląstelių. Kietasis rašalas pristatė gyvų ląstelių į struktūrą, ir šie ląstelės atvyko po spausdinimo ir pradėjo daugintis. Išgyvenimo veiksmingumas buvo 95%.
Šiuo metu komanda plėtoja didesnius mėginius spausdinimui ir pradėjo atlikti mažų gyvūnų testus, kad patikrintumėte, ar ši technologija gali atkurti didelę žaizdą kaip gyvą transplantaciją.