3D tlač na živom tkaninách, vrátane rohovky, krvných ciev a kože, nie je jednoduchá úloha. Ale aspoň to sú všetky živé tkaniny. Kosť, naopak, je zmes nažive a anorganických zlúčenín vo vysoko štruktúrovanej minerálnej matrici. Inými slovami, kosť pre 3D tlač je náročná úloha.
Preto bio-inžinieri vyskúšali toľko rôznych materiálov pre ich syntetické kosti, vrátane hydrogélov, termoplastov a biocheramiky. V poslednej dobe, tím Univerzity Nového Južného Walesu (Austrália) vyvinula "keramický atrament", ktorý môže byť použitý počas 3D tlače pri izbovej teplote s použitím živých buniek a bez použitia tuhých chemikálií, čo výrazne zlepšilo situáciu v porovnaní s predchádzajúcimi technológiami . Podľa výskumných pracovníkov môže byť nová technológia na konci použitá na tlač kostí priamo v tele pacienta.
Informácie o tomto vývoji boli publikované v časopise Rozšírené funkčné materiály.
3D-tlač kostného tkaniva má mnoho lekárskych a výskumných aplikácií - modelovanie kostí ochorenia, skríning liečiva, štúdium jedinečného kostného mikroprostredia a prípadne, najdôležitejšou vecou je obnoviť poškodené kosti v prípade zranenia, rakoviny alebo iných ochorení.
Moderný zlatý štandard na opravu kosti je použitie kostí transplantácie z inej časti tela pacienta. Bohužiaľ, použitie takýchto štepov je spojené s vysokým rizikom infekcie a nemôže byť použité, ak je požadované množstvo kostného materiálu príliš veľké.
V pokuse o vytvorenie potrebného syntetického kostného materiálu, univerzitných vedcov urobili atrament, ktorý možno vytlačiť vo vodnom prostredí, ako je telo. Po dvoch rokoch práce vytvorili biokompatibilný materiál na báze fosforečnanu vápenatého, ktorý tvorí pastu pri teplote miestnosti. Pri umiestnení do želatínového kúpeľa alebo iného roztoku sa vyskytne chemická reakcia a pasta s pevnými nanokryštalickými matricami podobná štruktúre pôvodného kostného tkaniva.
Pre tlač použili štandardnú tlačiareň 3D HR 3D s špeciálnou vodou. Malé ihly v rozmedzí od 0,2 do 0,8 mM extrudovaného atramentu do želatínového kúpeľa s teplotou 37 ° C. Technológia nazývaná COBICS (keramická všesmerová bioprintovanie v bunkových suspenziách) je možné prispôsobiť iným 3D tlačiarňam, ako sú prenosné a ručné tlačiarne, ktoré sa môžu s vami užívať v chirurgickej miestnosti.
Vo svojej nedávnej práci vedci vytlačili malé kostné štruktúry v želatínových kúpeľoch obsahujúcich ľudské kostné bunky a iné typy ľudských buniek. Tuhý atrament zaviedol živé bunky do štruktúry a tieto bunky prišli po vytlačení a začali sa množiť. Účinnosť prežitia bola 95%.
V súčasnosti sa tím rozvíja kúpeľ na vytlačenie väčších vzoriek a začalo vykonávať testy na malých zvieratách, aby skontrolovali, či táto technológia môže obnoviť veľkú ranu tak účinne ako živú transplantáciu.