3D tiskanje živih tkanin, vključno z roženo, krvnimi žilami in kožo, ni lahka naloga. Ampak vsaj vse žive tkanine. Kosti, nasprotno, je mešanica živih in anorganskih spojin v zelo strukturirani mineralni matrici. Z drugimi besedami, kost za 3D tiskanje je zahtevna naloga.
Zato so bio-inženirji poskušali toliko različnih materialov za svoje sintetične kosti, vključno s hidrogeli, termoplastom in biokeramiko. V zadnjem času je ekipa Univerze v New South Walesu (Avstralija) razvila "keramični črnilo", ki se lahko uporablja med 3D tiskanjem pri sobni temperaturi z uporabo živih celic in brez uporabe togega kemikalij, ki je bistveno izboljšala razmere v primerjavi s prejšnjimi tehnologijami . Po mnenju raziskovalcev se lahko nova tehnologija na koncu uporabi za tiskanje kosti neposredno v bolnikovem telesu.
Informacije o tem razvoju so bile objavljene v reviji za napredne funkcionalne materiale.
3D-tiskanje kostnega tkiva ima veliko medicinskih in raziskovalnih aplikacij - modeliranje bolezni kosti, pregledovanje drog, študija edinstvenega mikro okolja kosti in, morebitno, najpomembnejše je, da obnovite poškodovane kosti v primeru poškodb, raka ali drugih bolezni.
Sodobni zlatni standard za popravilo kosti je uporaba presadka kosti iz drugega dela bolnikovega telesa. Na žalost je uporaba takih presadkov povezana z velikim tveganjem okužbe in ga ni mogoče uporabiti, če je zahtevana količina kostnega materiala prevelika.
V poskusu, da ustvarite potreben sintetični kostni material, so univerzitetni znanstveniki, ki se lahko natisnejo v vodnem okolju, kot je telo. Po dveh letih dela so ustvarili biokompatibilni material, ki temelji na kalcijevem fosfatu, ki tvori pasto pri sobni temperaturi. Kadar se nahaja v želatinsko kopel ali drugo raztopino, se pojavi kemijska reakcija, paste pa se zaprte v porozno nanokristalno matrico, podobno strukturi izvirnega kostnega tkiva.
Za tiskanje, so uporabili standardni 3D motorjev HR 3D tiskalnik s posebno Duodzo. Majhne igle, ki segajo od 0,2 do 0,8 mm ekstrudirano črnilo v želatinsko kopel s temperaturo 37 ° C. Tehnologija, imenovana Cobics (keramična vsesmerna bioprentiranje v celičnih suspenzijah), se lahko prilagodi drugim 3D tiskalnikom, kot so prenosni in ročni tiskalniki, ki jih je mogoče jemati z vami v kirurškem prostoru.
Znanstveniki so v svojem nedavnem delu natisnili majhne kostne strukture v želatinski kopeli, ki vsebujejo človeške kostne celice in druge vrste človeških celic. Utrjevanje črnila je uvedlo žive celice v strukturo in te celice so prispele po tiskanju in se začele razmnoževati. Učinkovitost preživetja je bila 95%.
Trenutno ekipa razvije kopel za tiskanje večjih vzorcev in začel izvajati teste na majhne živali, da bi preveril, ali lahko ta tehnologija ponovno vzpostavi veliko rano kot živahno presaditev.