Dzīvo audumu, tostarp radzenes, asinsvadu un ādas, drukāšana, nav viegls uzdevums. Bet vismaz tas ir visi dzīvie audumi. Kaulu, gluži pretēji, ir dzīvs un neorganisku savienojumu maisījums ļoti strukturētā minerālu matricā. Citiem vārdiem sakot, kaulu 3D drukāšanai ir sarežģīts uzdevums.
Tas ir iemesls, kāpēc bio-inženieri mēģināja tik daudz dažādu materiālu to sintētisko kaulu, tostarp hidrogēli, termoplastikas un biocheramics. Nesen jauno Dienvidvelsa universitātes (Austrālija) komanda izstrādāja "keramikas tinti", ko var izmantot 3D drukāšanas laikā istabas temperatūrā, izmantojot dzīvās šūnas un neizmantojot stingras ķimikālijas, kas ievērojami uzlaboja situāciju salīdzinājumā ar iepriekšējām tehnoloģijām . Pēc pētnieku domām, jaunās tehnoloģijas beigās var izmantot, lai drukātu kaulus tieši pacienta ķermenī.
Informācija par šo attīstību tika publicēta modernu funkcionālo materiālu žurnālā.
Kaulu audu 3D drukāšanai ir daudzas medicīnas un pētniecības lietojumprogrammas - kaulu slimību, narkotiku pārbaudes modelēšana, unikāla kaulu mikroenvestes izpēte un, iespējams, vissvarīgākais ir atjaunot bojātos kaulus traumu, vēža vai citu slimību gadījumā.
Mūsdienu zelta standarts kaulu labošanai ir kaulu transplantācijas izmantošana no citas pacienta ķermeņa daļas. Diemžēl šādu potzaru izmantošana ir saistīta ar augstu infekcijas risku un to nevar izmantot, ja nepieciešamais kaulu materiāla daudzums ir pārāk liels.
Mēģinot izveidot nepieciešamo sintētisko kaulu materiālu, universitātes zinātnieki, kas var izdrukāt ūdens vidē, piemēram, ķermenī. Pēc divu gadu darba viņi izveidoja bioloģisko saderīgo materiālu, kas balstīts uz kalcija fosfātu, kas veido pastas istabas temperatūrā. Ja ievietots želatīna vannā vai citā šķīdumā, rodas ķīmiska reakcija, un pasta izolācija porainā nanokristāliskā matricā ir līdzīga sākotnējā kaulu audu struktūrai.
Drukāšanai, viņi izmantoja standarta 3D dzinēja HR 3D printeri ar īpašu Nestiprinājumu. Mazas adatas svārstās no 0,2 līdz 0,8 mm ekstrudēta tinte želatīna vannā ar 37 ° C temperatūru. Tehnoloģijas sauc COBICS (keramikas Omnidirectional Biprinting šūnu suspensijās) var pielāgot citiem 3D printeriem, piemēram, pārnēsājamiem un manuāliem printeriem, kurus var lietot kopā ar jums ķirurģiskajā telpā.
Nesenajā darbā zinātnieki ir izdrukājuši mazas kaulu struktūras želatīna vannā, kas satur cilvēka kaulu šūnas un cita veida cilvēka šūnas. Stiprinošs tinte ieviesa dzīvās šūnas struktūrā, un šīs šūnas ieradās pēc drukāšanas un sāka vairoties. Izdzīvošanas efektivitāte bija 95%.
Pašlaik komanda izstrādā vannu lielāku paraugu drukāšanai un sāka veikt testus uz maziem dzīvniekiem, lai pārbaudītu, vai šī tehnoloģija var atjaunot lielu brūci tikpat efektīvi kā dzīvīgu transplantāciju.