Imprimarea 3D a țesăturilor vii, inclusiv corneea, vasele de sânge și pielea, nu este o sarcină ușoară. Dar cel puțin este toate țesăturile vii. Oasele, dimpotrivă, este un amestec de compuși vii și anorganici într-o matrice minerală foarte structurată. Cu alte cuvinte, osul pentru imprimarea 3D este o sarcină provocatoare.
Acesta este motivul pentru care inginerii bio-ingineri au încercat atât de multe materiale diferite pentru oasele lor sintetice, inclusiv hidrogeluri, termoplastice și biocheramică. Recent, echipa Universității din New South Wales (Australia) a dezvoltat "cerneală ceramică", care poate fi utilizată în timpul imprimării 3D la temperatura camerei folosind celule vii și fără utilizarea substanțelor chimice rigide, care au îmbunătățit semnificativ situația în comparație cu tehnologiile anterioare . Potrivit cercetătorilor, noua tehnologie în cele din urmă poate fi utilizată pentru a tipări oasele direct în corpul pacientului.
Informațiile despre această dezvoltare au fost publicate în revista avansată a materialelor funcționale.
Imprimarea 3D a țesutului osos are numeroase aplicații medicale și de cercetare - modelarea bolilor osoase, screening-ul de droguri, studiul micromediunii osoase unice și, eventual, cel mai important lucru este de a restabili oasele deteriorate în caz de rănire, cancer sau alte boli.
Standardul modern de aur pentru repararea osului este utilizarea transplantului osos dintr-o altă parte a corpului pacientului. Din păcate, utilizarea unor astfel de grefe este asociată cu un risc ridicat de infecție și nu poate fi utilizat dacă cantitatea necesară de material osos este prea mare.
În încercarea de a crea materialul osos sintetic necesar, oamenii de știință universitari au făcut cerneală, care pot fi tipărite într-un mediu acvatic, cum ar fi corpul. După doi ani de muncă, au creat un material biocompatibil bazat pe fosfat de calciu, care formează o pastă la temperatura camerei. Atunci când sunt plasate în baia de gelatină sau la o altă soluție, apare o reacție chimică, iar pasta se solește în matricea poroasă nanocristalină, similară cu structura țesutului osos original.
Pentru imprimare, au folosit imprimanta standard de HR 3D standard 3D cu o distincție specială. Acele mici variind de la 0,2 la 0,8 mm cerneală extrudată în baia de gelatină cu o temperatură de 37 ° C. Tehnologia numită Cobics (bioprincție omnidirecțională ceramică în suspensii celulare) poate fi adaptată la alte imprimante 3D, cum ar fi imprimante portabile și manuale care pot fi luate cu dvs. într-o cameră chirurgicală.
În lucrarea sa recentă, oamenii de știință au imprimat structuri osoase mici în baia de gelatină conținând celule osoase umane și alte tipuri de celule umane. Cerneala solidificatoare a introdus celule live în structură, iar aceste celule au sosit după imprimare și au început să se înmulțească. Eficacitatea de supraviețuire a fost de 95%.
În prezent, echipa dezvoltă o baie pentru imprimarea probelor mai mari și a început să efectueze teste pe animale mici pentru a verifica dacă această tehnologie poate restabili o rană mare ca fiind un transplant plin de viață.